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        借助物理實驗巧解電路故障

        2017-09-03 09:23:41詹玲艷
        數(shù)理化解題研究 2017年20期
        關(guān)鍵詞:斷路電壓表燈泡

        詹玲艷

        (江蘇省揚州市開發(fā)區(qū)樸席中心學(xué)校,江蘇 揚州 211404)

        借助物理實驗巧解電路故障

        詹玲艷

        (江蘇省揚州市開發(fā)區(qū)樸席中心學(xué)校,江蘇 揚州 211404)

        初中電路故障分析一直是困擾學(xué)生的難題,也是各地中考的考點知識.結(jié)合平時我們初中物理實驗的教學(xué),筆者提出通過初中物理實驗的方法來巧解電路故障,在實驗中去發(fā)現(xiàn)問題并解決問題,讓學(xué)生在實驗探究中能夠舉一反三.學(xué)生通過實驗探究去解決問題,既培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力,又激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)的興趣.

        電路故障;歐姆定律;物理實驗;能力

        物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),物理實驗是物理知識教學(xué)的基礎(chǔ),也是課堂教學(xué)中實施素質(zhì)教育的一個主要渠道.電路故障分析是初中物理教學(xué)的重點和難點,是中考經(jīng)??嫉降闹R點.在日常教學(xué)中,電路故障分析使學(xué)生認(rèn)為的難題,教師想盡辦法去講解,但效果較低.如何有效的解決這一難題,筆者運用實驗再現(xiàn)故障,通過實驗讓學(xué)生去認(rèn)識問題,去解決問題,在實際教學(xué)中起到事半功倍的效果.

        一、在串聯(lián)電路中,短路和斷路故障分析

        兩個燈泡和電流表組成的一個串聯(lián)電路(圖1),為了讓學(xué)生能夠理解電路故障及電表示數(shù)的變化,我們初中物理老師可以進行三個探究實驗:第一,演示斷路,電路中任何一處斷路,觀察燈泡是否發(fā)光,電流表是否有示數(shù);第二,演示短路,注意不允許學(xué)生將電源短路,用導(dǎo)線將其中一個燈泡短路,觀察另一個燈泡是否發(fā)光,亮度怎樣,電流表示數(shù)如何變化;還可以將開關(guān)短路,將電流表短路,讓學(xué)生觀察現(xiàn)象;第三,演示電路燈泡斷路,看到什么現(xiàn)象,電流表有沒有示數(shù),再用電壓表分別測量ab,bc,ac兩端電壓(圖2),進行比較得出:哪個用電器斷路,電壓表和它并聯(lián),電壓表的示數(shù)就是電源電壓,再與其他用電器并聯(lián)的時候,電壓表的示數(shù)就為零.這樣有助于學(xué)生理解串聯(lián)電路故障.這種方法也可探究在并聯(lián)電路中,短路和斷路故障分析.

        當(dāng)然電源短路我們也可以實驗的,為什么我們不能用錫箔紙包電池,是因為在用錫箔紙將電池的正負(fù)極連接起來(圖3),這個時候電流通過錫箔紙,錫箔紙在電流的熱效應(yīng)的作用下明顯發(fā)熱,此時告訴學(xué)生電流通過導(dǎo)體是可以產(chǎn)生熱量的,也就是說在家庭電路中如果火線和零線短路會引發(fā)火災(zāi)的.

        二、運用實驗探究的經(jīng)驗,巧解答電學(xué)實驗故障

        1.某實驗小組用兩個相同的小燈泡連接了如圖4所示的串聯(lián)電路,當(dāng)開關(guān)閉合后發(fā)現(xiàn),甲乙兩燈都不亮,為了找到故障原因,小張用一根導(dǎo)線來檢查,當(dāng)導(dǎo)線與AB兩點連接時,甲燈不亮乙燈亮;當(dāng)導(dǎo)線與BC兩點連接時,兩燈都不亮.由此推測故障是( ).

        A.AB兩點間存在斷路 B.AB兩點間存在短路

        C.BC兩點間存在短路 D.BC兩點間存在斷路

        運用平時實驗故障探究的經(jīng)驗,兩燈都不亮,說明電路中斷路,當(dāng)導(dǎo)線與AB兩點連接時,甲燈不亮乙燈亮,說明電路除甲燈外其余的通路 ,乙燈是完好的(乙燈不可能斷路);當(dāng)導(dǎo)線與BC兩點連接時,兩燈都不亮,說明甲燈發(fā)生了斷路(即AB兩點間存在斷路),故選A.

        通過電路故障的探究實驗進行教學(xué)是一個有效的嘗試,這是一個全新的教學(xué)模式,基于實驗探究中的問題和解決的方法,讓學(xué)生在實驗探究中理解電路故障產(chǎn)生的原因,并應(yīng)用于實際.這樣的教學(xué)效果較好,因為在實驗探究既培養(yǎng)了學(xué)生實驗動手能力,又培養(yǎng)了學(xué)生歸納、總結(jié)的能力.

        三、探究歐姆定律的實驗中,用電器短路或斷路的故障

        1.探究歐姆定律的實驗中出現(xiàn)問題,及時解決

        探究歐姆定律的實驗學(xué)生會碰到許多問題,我們初中物理教師要在學(xué)生實驗時及時發(fā)現(xiàn)問題:有的由于滑片和電阻絲接觸不良,看到什么現(xiàn)象?如何解決?有的由于電阻短路、斷路,看到的現(xiàn)象,如何解決?還有的電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,看到什么現(xiàn)象?如何解決?還有滑動變阻器接兩個上接線柱,或接兩個下接線柱,現(xiàn)象如何?如何解決?

        2.電阻斷路故障重現(xiàn),進一步理解斷路故障

        實驗中電阻斷路引起電流表示數(shù)幾乎為零,電壓表的示數(shù)接近于電源電壓的問題.為了有效的解決這個問題,起到一個較好的教學(xué)效果,我們可以讓學(xué)生實驗制造出一個電阻斷路故障,正確連接好電路后,觀察電路中出現(xiàn)的現(xiàn)象?電表示數(shù)如何?在沒有學(xué)習(xí)歐姆定律時無法理解電流幾乎為0,在學(xué)生學(xué)過歐姆定律的應(yīng)用后,我們可以引導(dǎo)學(xué)生分析:實驗用電源電壓為3V,查閱資料得出電壓表選用0-3V量程的時候電阻約為3000Ω,小燈泡電阻約為1.8Ω,根據(jù)歐姆定律可以算出此時電流約為0.001A,小于0.02A,故電流表的示數(shù)幾乎為零,利用U=IR可以算出小燈泡兩端的電壓為0.002V左右,而電壓表兩端的電壓為2.998伏特,幾乎等于電源電壓.這樣的分析更有說服力,學(xué)生更好理解.

        [1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:北京師范大學(xué),2011.

        [2]劉炳昇,李容.物理九年級,上冊[M].南京:江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,2013.6.

        [3]蘇科版物理教材編寫組.義務(wù)教育教科書物理.九年級上冊教師教學(xué)用書[M].南京:江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社,2013.8.

        [責(zé)任編輯:閆久毅]

        2017-06-01

        詹玲艷(1978-),女,江蘇人,本科生,從事中學(xué)物理教育.

        G632

        B

        1008-0333(2017)20-0072-02

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