小議物理中的“短路”現象

摘要：短路是現實生活中經常遇到的電路故障，也是義務教育階段物理教學的重要內容，教材中多次直接地講述了短路的知識。在“讓電燈發光”一節中，教材以“電源兩極不經過用電器直接連通的電路”引出短路。并指出短路電路的特點，是在電路中有很大電流造成電源損壞。

關鍵詞：短路；定性分析；短路的分類

在“科學探究：串聯和并聯電路的電流”一節中，教材以“不允許把電流表直接接到電源的兩極上”又一次間接介紹了短路，在“科學探究：歐姆定律”一節中，教材以“想想議議”的方式討論了電流表短接時的短路原理，深化了對短路原理的認識，在“家庭用電”一節中，講到引起家庭電路中電流過大的原因時，再次闡述了短路知識，對短路作了較為詳盡的論述，使學生對短路知識有了全面深入的理解，像這樣對同一個知識點采取“分散教學，逐步深入”的策略，可見該知識點的重要性。

一、 有關短路的知識總結

1. 短路的定性分析

短路是電流沒有經過用電器而直接從導線上通過而形成的回路，從直觀上看，用導線把用電器兩端連接起來就是短路，那么，為什么電流不經過用電器而直接從導線上通過呢？我們以圖1為例，進行分析：

（1）用電阻概念定性解釋，電阻表示導體對電流的阻礙作用。用電器總有一定電阻的，而連接的導線電阻可以看作是零，用導線把用電器兩端連接起來后，電流就從無電阻的導線上經過，而不會經過有電阻的用電器。

（2）用電流分配定律解釋，若電燈的電阻為R燈，AB間的連接導線的電阻為R線，根據并聯電路的電流分配定律有I燈=R線R線+R燈I，I線=R燈R線+R燈I，R線可以看作零。所以I燈=0，I線=I，干路的電流全部從導線AB上經過，而通過電燈的電流為零。

2. 短路的分類

從造成短路的元件來分，短路有：用導線短路，用開關短路，用電流表短路，用滑動變阻器的滑片短路等，如圖2所示：

從發生短路的結構來分，有部分短路和全電路短路，如圖3所示：

3. 短路的危害

電路發生短路時，會造成一些不應有的危害，更有可能發生嚴重的事故，如：電路中的電流過大會損壞電流表，損壞電源和浪費電能；被短路的用電器中因沒有電流會停止工作；導線發熱過多，引起絕緣皮老化，嚴重時會引起火災等，因此，要避免短路的發生。

4. 短路的利用

有時短路也得到暫時的利用，如實驗室中，利用電流表試觸法檢查電路故障，就是應用了短路，如圖4所示電路：

讓電流表的一端與電源的正極相連，另一端依次與a、b、c、d、e五個接線柱試觸，根據電流表有無偏轉，就可以找出電路的哪一部份發生斷路。

二、 關于電路的教學原則

短路知識是學生在電學學習中遇到的突出難點之一，教學中要注重方法，講究策略，在教學實踐中，采取如下教學法原則，可以收到良好的教學效果。

1. 逐步推進、穩步提高

短路知識內容豐富，具有很強的適用性，教學過程切忌操之過急，一蹴而就，要分層次，分階段地逐步落實教學目標。在短路的引出時，通過實驗使學生認識最簡單的短路電路，能識別明顯的短路連接，不要求學生分析結構復雜的短路問題，在學習了歐姆定律之后，不用電阻的概念初步解釋短路的原理，讓學生了解不同元件連接造成的短路情況，并適當增加對短路的辨別練習，在電阻的并聯學習后，再用電流分配定律討論短路的原理，加深對短路概念的理解。在學習家庭電路時，對短路作全面深入的分析，提供一些含有短路結構的動態電路練習，教學中，應使學生每經過一個階段的學習，在具備相應的知識和能力后，對短路的認識更深入一層。在適當的時期，作專題總結，強化效果。

2. 形成印象、理解內涵

電路知識源于實際，用于實際。在教學中，要充分利用實驗的直觀效果，使學生理解短路的知識內涵、短路的電路結構，電流特點、短路造成的電燈熄滅、導線發熱等實驗現象，生動鮮明，真實有趣，是學生理解短路概念、掌握電路特點最有效的感知材料。在對含有短路結構的電路簡化分析中，也應通過實際操作來增強學生對電路簡化的感性認識。如把電路中斷路部分和被短路的電器的拆除，把拐彎分支的翻轉拉直等簡化歸正方法，用實際電路演示給學生看，學生有了具體形象的感性認識，才能正確掌握電路簡化的方法和要領，完成由動作思維到抽象思維的認識深化，提高對電路結構的分析能力。

3. 解析典型、靈活運用

復雜電路的結構隱蔽，迷惑性強，引導學生對典型電路分析比較，使學生把握住短路的本質特征：“電流沒有經過用電器而直接從導線上通過”，可以增強學生對電路結構的辨別能力，達到舉一反三、靈活運用的目的。

參考文獻：

[1]宋偉.物理短路實驗現象小議[J].中國教育發展研究雜志，2009.

作者簡介：

楊懿，湖南省汨羅市，湖南省汨羅市川山坪中學。