黃春如　熊小蘭

摘 要：串聯(lián)電路中開(kāi)關(guān)的通斷能直接控制電路中電流的有無(wú)，決定用電器工作與否。應(yīng)用交流電的特性輔助整流二極管的單向?qū)щ娮饔?，可改變直流電路中的上述結(jié)論，出現(xiàn)“奇異”門(mén)電路的結(jié)果，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法探究其中的奧秘。

關(guān)鍵詞：奇異門(mén)電路；交流電；實(shí)驗(yàn)；燈泡亮滅控制

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2014）8（S）-0054-2

1 “奇異”門(mén)電路問(wèn)題的提出

筆者參加教育部“國(guó)培計(jì)劃（2013）”——一線(xiàn)優(yōu)秀教師培訓(xùn)技能提升研修項(xiàng)目（高中物理骨干教師）培訓(xùn)時(shí)，廣西師大項(xiàng)目首席專(zhuān)家羅星凱教授介紹了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。本文著重探究這個(gè)“奇異”的門(mén)電路。

數(shù)字集成電路工作穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，易保密，集成度高，價(jià)格低，因而發(fā)展迅速。邏輯電路是數(shù)字電路的基礎(chǔ)，簡(jiǎn)單的邏輯電路——門(mén)電路是新課程中新增加的教學(xué)內(nèi)容，目的是接軌數(shù)字化現(xiàn)代生活，讓學(xué)生感受到物理知識(shí)與生活的息息相關(guān)。

如圖2所示，燈泡L1、L2與開(kāi)關(guān)S1、S2組成串聯(lián)電路，并接入220V的交流電源中。粗看起來(lái)，這一電路就是圖1的實(shí)物連線(xiàn)圖，即條件滿(mǎn)足時(shí)，要么燈泡L都亮，要么都滅，但圖2的電路中，L2或L1卻可以單獨(dú)亮滅！這似乎是不可能的，因?yàn)檫@與學(xué)生已有的直流電路的知識(shí)不相符，也與“與”邏輯電路引入實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不一致。

2 現(xiàn)象觀(guān)察

圖2電路中，燈泡L1、L2與開(kāi)關(guān)S1、S2組成串聯(lián)電路，并接入220V的交流電源，當(dāng)S1、S2皆斷開(kāi)時(shí)，L1、L2熄滅；當(dāng)S1閉合或斷開(kāi)時(shí)，L1亮或滅；當(dāng)S2閉合或斷開(kāi)時(shí)，L2亮或滅。即電路中的開(kāi)關(guān)S1、S2尤如分別獨(dú)立并聯(lián)在L1、L2的兩端，可分別控制燈的亮滅。

3 現(xiàn)象分析與解釋

本實(shí)驗(yàn)中，用電器接入的是交流電路，交流電是大小和方向都周期性變化的電流，實(shí)驗(yàn)中，S1、S2能獨(dú)立控制L1、L2的亮滅，但細(xì)致觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，其亮度比正常工作狀態(tài)下的燈泡的亮度要弱，因而這一裝置可能利用了交流電的半波來(lái)工作，即，通過(guò)某一方面的控制，使L1、L2各利用交流電的半波來(lái)工作，從而實(shí)現(xiàn)串聯(lián)電路狀態(tài)下的交替工作，因而實(shí)現(xiàn)可獨(dú)立控制。

4 元件選用與制作

20cm×30cm有機(jī)玻璃板一塊， “220V，25W”螺口燈泡及燈座各二只，普通接線(xiàn)開(kāi)關(guān)二只，N4007整流二極管4只（可從廢舊日光燈電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能燈上選用）。將各元件按圖2擺布好，定位打孔。D1、D2、D3、D4按極性與L1、L2、S1、S2并接安裝。電路及各元件安裝好后，用木螺絲固定。

這一實(shí)驗(yàn)可以作為高二學(xué)生學(xué)習(xí)完交流電之后的一個(gè)探究性課外實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生通過(guò)制作可進(jìn)一步熟悉交流電、整流二極管的特性及作用，也有利于培訓(xùn)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)提高其實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理選修3-1[M].北京：人民教育出版社，2010.

[2]劉炳昇.對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)活動(dòng)的發(fā)展性評(píng)價(jià)[J].物理教學(xué)探討，2013，（10）：1.

（欄目編輯 王柏廬）

摘 要：串聯(lián)電路中開(kāi)關(guān)的通斷能直接控制電路中電流的有無(wú)，決定用電器工作與否。應(yīng)用交流電的特性輔助整流二極管的單向?qū)щ娮饔?，可改變直流電路中的上述結(jié)論，出現(xiàn)“奇異”門(mén)電路的結(jié)果，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法探究其中的奧秘。

關(guān)鍵詞：奇異門(mén)電路；交流電；實(shí)驗(yàn)；燈泡亮滅控制

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2014）8（S）-0054-2

1 “奇異”門(mén)電路問(wèn)題的提出

筆者參加教育部“國(guó)培計(jì)劃（2013）”——一線(xiàn)優(yōu)秀教師培訓(xùn)技能提升研修項(xiàng)目（高中物理骨干教師）培訓(xùn)時(shí)，廣西師大項(xiàng)目首席專(zhuān)家羅星凱教授介紹了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。本文著重探究這個(gè)“奇異”的門(mén)電路。

數(shù)字集成電路工作穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，易保密，集成度高，價(jià)格低，因而發(fā)展迅速。邏輯電路是數(shù)字電路的基礎(chǔ)，簡(jiǎn)單的邏輯電路——門(mén)電路是新課程中新增加的教學(xué)內(nèi)容，目的是接軌數(shù)字化現(xiàn)代生活，讓學(xué)生感受到物理知識(shí)與生活的息息相關(guān)。

如圖2所示，燈泡L1、L2與開(kāi)關(guān)S1、S2組成串聯(lián)電路，并接入220V的交流電源中。粗看起來(lái)，這一電路就是圖1的實(shí)物連線(xiàn)圖，即條件滿(mǎn)足時(shí)，要么燈泡L都亮，要么都滅，但圖2的電路中，L2或L1卻可以單獨(dú)亮滅！這似乎是不可能的，因?yàn)檫@與學(xué)生已有的直流電路的知識(shí)不相符，也與“與”邏輯電路引入實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不一致。

2 現(xiàn)象觀(guān)察

圖2電路中，燈泡L1、L2與開(kāi)關(guān)S1、S2組成串聯(lián)電路，并接入220V的交流電源，當(dāng)S1、S2皆斷開(kāi)時(shí)，L1、L2熄滅；當(dāng)S1閉合或斷開(kāi)時(shí)，L1亮或滅；當(dāng)S2閉合或斷開(kāi)時(shí)，L2亮或滅。即電路中的開(kāi)關(guān)S1、S2尤如分別獨(dú)立并聯(lián)在L1、L2的兩端，可分別控制燈的亮滅。

3 現(xiàn)象分析與解釋

本實(shí)驗(yàn)中，用電器接入的是交流電路，交流電是大小和方向都周期性變化的電流，實(shí)驗(yàn)中，S1、S2能獨(dú)立控制L1、L2的亮滅，但細(xì)致觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，其亮度比正常工作狀態(tài)下的燈泡的亮度要弱，因而這一裝置可能利用了交流電的半波來(lái)工作，即，通過(guò)某一方面的控制，使L1、L2各利用交流電的半波來(lái)工作，從而實(shí)現(xiàn)串聯(lián)電路狀態(tài)下的交替工作，因而實(shí)現(xiàn)可獨(dú)立控制。

4 元件選用與制作

20cm×30cm有機(jī)玻璃板一塊， “220V，25W”螺口燈泡及燈座各二只，普通接線(xiàn)開(kāi)關(guān)二只，N4007整流二極管4只（可從廢舊日光燈電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能燈上選用）。將各元件按圖2擺布好，定位打孔。D1、D2、D3、D4按極性與L1、L2、S1、S2并接安裝。電路及各元件安裝好后，用木螺絲固定。

這一實(shí)驗(yàn)可以作為高二學(xué)生學(xué)習(xí)完交流電之后的一個(gè)探究性課外實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生通過(guò)制作可進(jìn)一步熟悉交流電、整流二極管的特性及作用，也有利于培訓(xùn)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)提高其實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理選修3-1[M].北京：人民教育出版社，2010.

[2]劉炳昇.對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)活動(dòng)的發(fā)展性評(píng)價(jià)[J].物理教學(xué)探討，2013，（10）：1.

（欄目編輯 王柏廬）

摘 要：串聯(lián)電路中開(kāi)關(guān)的通斷能直接控制電路中電流的有無(wú)，決定用電器工作與否。應(yīng)用交流電的特性輔助整流二極管的單向?qū)щ娮饔茫筛淖冎绷麟娐分械纳鲜鼋Y(jié)論，出現(xiàn)“奇異”門(mén)電路的結(jié)果，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法探究其中的奧秘。

關(guān)鍵詞：奇異門(mén)電路；交流電；實(shí)驗(yàn)；燈泡亮滅控制

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2014）8（S）-0054-2

1 “奇異”門(mén)電路問(wèn)題的提出

筆者參加教育部“國(guó)培計(jì)劃（2013）”——一線(xiàn)優(yōu)秀教師培訓(xùn)技能提升研修項(xiàng)目（高中物理骨干教師）培訓(xùn)時(shí)，廣西師大項(xiàng)目首席專(zhuān)家羅星凱教授介紹了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。本文著重探究這個(gè)“奇異”的門(mén)電路。

數(shù)字集成電路工作穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，易保密，集成度高，價(jià)格低，因而發(fā)展迅速。邏輯電路是數(shù)字電路的基礎(chǔ)，簡(jiǎn)單的邏輯電路——門(mén)電路是新課程中新增加的教學(xué)內(nèi)容，目的是接軌數(shù)字化現(xiàn)代生活，讓學(xué)生感受到物理知識(shí)與生活的息息相關(guān)。

如圖2所示，燈泡L1、L2與開(kāi)關(guān)S1、S2組成串聯(lián)電路，并接入220V的交流電源中。粗看起來(lái)，這一電路就是圖1的實(shí)物連線(xiàn)圖，即條件滿(mǎn)足時(shí)，要么燈泡L都亮，要么都滅，但圖2的電路中，L2或L1卻可以單獨(dú)亮滅！這似乎是不可能的，因?yàn)檫@與學(xué)生已有的直流電路的知識(shí)不相符，也與“與”邏輯電路引入實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不一致。

2 現(xiàn)象觀(guān)察

圖2電路中，燈泡L1、L2與開(kāi)關(guān)S1、S2組成串聯(lián)電路，并接入220V的交流電源，當(dāng)S1、S2皆斷開(kāi)時(shí)，L1、L2熄滅；當(dāng)S1閉合或斷開(kāi)時(shí)，L1亮或滅；當(dāng)S2閉合或斷開(kāi)時(shí)，L2亮或滅。即電路中的開(kāi)關(guān)S1、S2尤如分別獨(dú)立并聯(lián)在L1、L2的兩端，可分別控制燈的亮滅。

3 現(xiàn)象分析與解釋

本實(shí)驗(yàn)中，用電器接入的是交流電路，交流電是大小和方向都周期性變化的電流，實(shí)驗(yàn)中，S1、S2能獨(dú)立控制L1、L2的亮滅，但細(xì)致觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，其亮度比正常工作狀態(tài)下的燈泡的亮度要弱，因而這一裝置可能利用了交流電的半波來(lái)工作，即，通過(guò)某一方面的控制，使L1、L2各利用交流電的半波來(lái)工作，從而實(shí)現(xiàn)串聯(lián)電路狀態(tài)下的交替工作，因而實(shí)現(xiàn)可獨(dú)立控制。

4 元件選用與制作

20cm×30cm有機(jī)玻璃板一塊， “220V，25W”螺口燈泡及燈座各二只，普通接線(xiàn)開(kāi)關(guān)二只，N4007整流二極管4只（可從廢舊日光燈電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能燈上選用）。將各元件按圖2擺布好，定位打孔。D1、D2、D3、D4按極性與L1、L2、S1、S2并接安裝。電路及各元件安裝好后，用木螺絲固定。

這一實(shí)驗(yàn)可以作為高二學(xué)生學(xué)習(xí)完交流電之后的一個(gè)探究性課外實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生通過(guò)制作可進(jìn)一步熟悉交流電、整流二極管的特性及作用，也有利于培訓(xùn)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)提高其實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理選修3-1[M].北京：人民教育出版社，2010.

[2]劉炳昇.對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)活動(dòng)的發(fā)展性評(píng)價(jià)[J].物理教學(xué)探討，2013，（10）：1.

（欄目編輯 王柏廬）