浅谈初中物理电路教学中的几种错误模型

万建军

在初中生的头脑中，对电流的理解总是有一点点疑惑，总是想从自己的生活经验中寻找一种模型来类比电流，从而就产生了一些错误模式，甚至一些教师头脑中也有一些错误的模型。下面介绍几种常见的错误模型，并通过小实验进行验证。

1.单极模式

有学生认为只有一根导线起作用，电流从电池一端通过一根电线，流过电灯那儿，点亮了电灯，同时消耗掉流过来的电。这就像家里的煤气炉一样，打开开关，火就会燃烧起来，把流过来的煤气烧掉。大多数学生也认为回路导线是必要的，但它不起实际作用，有时把它看成是安全线。

一个连接正确的电路，两节电压分别为1.5V的电池，灯泡规格为“2.5V 0.3A”，此时如果闭合开关，电流中有电流通过，小灯泡发光（如图a），电流方向如图所示，如果将所谓的安全线撤掉（如图b），灯泡不发光，没有像单级模式所描述的那样灯泡会继续发光，所以单级模式是错误的。

同时也有的学生这样理解单级模式，电流像水一样从电源的正极流淌出来，流过每一个用电器，所以开关要想控制整个电路必须靠近电源的正极一侧，断开时会把水流截断，通过观察上面的实验，开关就是放在了靠近电源负极的一侧，当它闭合或断开时也能控制整个电路（如图a和b），所以这种想法是不切实际的。

2.撞击模式

有学生认为电流同时从电池的两级流向电灯，他们有时用两股电流的“撞击”来解释灯的发光。

如图c是两组电池组，如果电流是撞击模式，把小灯泡如图d连接到电路中，电流方向如图d所示，小灯泡会发光，但是实验的结果却是小灯泡不发光，所以撞击模式不正确。

3.递减模式

这种模式似乎更能够让人接受，在这种模式中，他们认为电流从电池的一极流出，被电灯“用掉”了一部分，因此“回到”电池负极的电流减少了。当有两盏电灯串联时，一些学生认为第二个小电灯要比第一个小电灯暗一些（如图e）。

为了验证这种模式是否正确，我们先选用两个规格相同的灯泡，把它们串联到电路中，闭合开关后，发现两个小灯泡的亮度相同。根据实验结果，递减模式也是错误的。

4.平分模式

有学生认为在串联电路中各元件平分电流，在这种情况下他们同样认为是电灯“用掉”了电流。如果是各个元件平分了电流，那么在串联电路中流过灯L2的电流就会由于被L1分掉了一半而变小，而且流过L2的电流应该是流过L1电流的0.5倍，图f的实验结果表明：流过灯L1和灯L2的电流相等，所以这种电路模式也不成立。

综上所述，这些电流模式都不符合实际，那么什么样的模式才能正确的呢？如图g所示，电流就如同水流，从一端流到另一端；电源如同抽水机，抽水机的作用是提供水压，电源的作用是提供电压；开关如同阀门，控制整个电路通断；导线如同水管；电灯如同涡轮，涡轮消耗水流所携带的机械能，电灯消耗电流所携带的电能。当抽水机开始抽水，管道两端就产生了水压，那么管道中的水就会流动起来，流过涡轮时水流是不变的，阀门无论在什么位置都能控制整个管路，同样，当电路被接通时，电路中的电荷在这种压力的作用下就会运动起來形成电流，流过用电器电流不会减小，开关在任何位置都能控制整个电路。

在物理学中，把电荷的定向移动称为电流，因为有电压（电势差）的存在，所以产生了电力场强，使电路中的电荷受到电场力的作用而产生定向移动，从而形成了电路中的电流，电源又像一个“发令员”，一声令下，电路中的电荷就会移动起来。

？誗编辑 李 姣