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)樸席中心學校，江蘇 揚州 211404)

初中電路故障分析一直是困擾學生的難題，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，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，讓學生在實驗探究中能夠舉一反三.學生通過實驗探究去解決問題，既培養(yǎng)了學生的動手能力，又激發(fā)學生的學習的興趣.

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，物理實驗是物理知識教學的基礎(chǔ)，也是課堂教學中實施素質(zhì)教育的一個主要渠道.電路故障分析是初中物理教學的重點和難點，是中考經(jīng)常考到的知識點.在日常教學中，電路故障分析使學生認為的難題，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，通過實驗讓學生去認識問題，去解決問題，在實際教學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，注意不允許學生將電源短路，用導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的作用下明顯發(fā)熱，此時告訴學生電流通過導體是可以產(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)火災的.

二、運用實驗探究的經(jīng)驗，巧解答電學實驗故障

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,小張用一根導線來檢查,當導線與AB兩點連接時,甲燈不亮乙燈亮;當導線與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，當導線與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)；當導線與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是一個有效的嘗試，這是一個全新的教學模式，基于實驗探究中的問題和解決的方法，讓學生在實驗探究中理解電路故障產(chǎn)生的原因，并應用于實際.這樣的教學效果較好，因為在實驗探究既培養(yǎng)了學生實驗動手能力，又培養(yǎng)了學生歸納、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生會碰到許多問題，我們初中物理教師要在學生實驗時及時發(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效果，我們可以讓學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？在沒有學習歐姆定律時無法理解電流幾乎為0，在學生學過歐姆定律的應用后，我們可以引導學生分析：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)教育物理課程標準[M].北京：北京師范大學，2011.

[2]劉炳昇，李容.物理九年級，上冊[M].南京：江蘇科學技術(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用書[M].南京：江蘇鳳凰科學技術(shù)出版社，2013.8.

[責任編輯：閆久毅]

2017-06-01

詹玲艷(1978-)，女，江蘇人，本科生，從事中學物理教育.

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1008-0333(2017)20-0072-02