自制電路短路和嚴重過載時危害現象的示教板

摘要:自制了電路短路和大過載時造成嚴重危害的示教板，用該示教板演示現象明顯，教學效果好。

關鍵詞:短路;危害;演示;示教板

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2010)8(S)-0059-2

1 實驗簡介

短路和總功率過大是初中電路學習中的難點，對于剛剛接觸到電路學習的學生來說，很難理解。所以，短路實驗的效果猶為重要，它能化解學生在知識認知上的困難，激發興趣。

用保險絲在照明電路中實際演示短路。演示時將如圖1所示的插頭插插到照明電路的插座上，閉合開關S，由于電壓很高，電火花一閃、啪的一聲，學生感到毛骨悚然，心驚膽顫。雖然讓學生親歷生活中的短路現象，給學生提供留下難忘的真實感、警惕感的記憶，從而達到理解電學基礎知識和安全教育的目的，但巨大的響聲和電弧火光，使學生容易產生害怕心理，他們感到電現象可怕，很容易將此不良心理遷移到其他物理電學實驗操作中，造成電學實驗操作上的學習心理障礙，而且這樣演示很不“安全”，老師們怕做，甚至回避此實驗。

將如圖1演示板接在低壓電源上(學生電源、蓄電池)演示。短路時保險絲熔斷不會產生劇烈的爆炸聲、電弧，但熔斷時間非常短，學生來不及觀察。按圖2用干電池演示短路，短路時學生只看到小燈泡不發光，效果更差。老師們想了很多辦法來提高短路的效果，用錄像機把保險絲熔斷瞬間錄下來后再慢放，在圖2的電路上涂松香、白磷(自然不安全)利用燃燒冒煙來模擬火災。這些演示需帶一大堆器材、課前要花很多時間準備和繁雜操作，強度大，效果并不很理想。而且學生并沒有真正體會到教材中介紹的:在“短路時，電流很大，會燒壞導線和電源，在生產和生活中發生短路，輕則用電器不工作，重則會引發火災”。對短路事故嚴重性、危害性無明確直觀認識，危害極大。

從上面的短路實驗看出，前者對學生的感觀刺激過強，學生會產生不正確的興趣品質;后者對學生感官刺激不夠，不能滿足學生興趣與心理需要，達不到對“短路”的理解。老師們感到很困惑，為了解決這一問題，筆者進行了反復研究和實驗，用摩托車上12V的小電瓶作電源、車用(“12V 20W”、“12V 100W”)兩種燈為用電器、一段電爐絲、用鋁箔代替保險絲。演示“電路短路”，鋁箔紙先冒煙后燃燒起來;演示“電路中總功率過大”電流表示迅速增大、火柴頭燃燒起來。可視度大，讓學生直接看到這兩種情況的危害，效果顯著且適合學生的心理。

2 結構與制作

見電路圖3(實物圖4)

(1)1為電源接線柱。

(2)2為兩個鱷魚夾。

(3)3為電流表接線柱(也可直接用導線連接)。

(4)4插火柴桿的小孔。

(5)5底座(60×45cm五層木板)。

(6)R為電爐絲(長3cm)。

(7)L1、L2為“12V 20W”車用燈，L3為“12V 100W”車用燈。

(8)S1、S2、S3、S4開關。

附件盒:摩托車用12V小電瓶、電流表、鋁箔條5×1cm、火柴。

3 實驗操作:

(1)打開演示板后支架并拉動滑框到固定卡上，使之固定，置于講臺上。

(2)電路短路的危害演示

①將電路中的四個開關都斷開，接入電源。

②將鋁箔條夾在兩鱷魚夾間。

③閉合開關S2，燈L1發光，再閉合開關S1短路，燈L1息滅，鋁箔條先冒煙一會燃起來。

(3)電路總功率過的危害演示

①將電路中的四個開關都斷開，接入電源和電流表。

②把兩根火柴棍插入電爐絲下面的小孔里，讓火柴頭接觸電爐絲。

③依次閉合開關S1、S3，燈L1、L2發光，電流表示數在增大火柴頭沒有點燃，再閉合S4，使功率較大的燈L3發光，電流表示數迅速增大，火柴頭燃起來。

4 注意事項

(1)為了保護蓄電池，每次實驗應盡量縮短時間，尤其是燈L3(功率大)。

(2)隨著蓄電池的使用又沒有及時充電，電壓降低，演示短路時，要減小鋁箔條的寬度。

(3)在搬運時要拆下電源、燈泡(容易碰壞)放在附件盒里。

5 優點

(1)操作簡便、安全可靠。現象直觀、明顯，效果顯著。

(2)學生可以在老師的指導下親自操作，體驗生動的短路現象，更有利于突破教學難點。

(欄目編輯 王柏廬)