借助物理实验巧解电路故障

詹玲艳

(江苏省扬州市开发区朴席中心学校，江苏 扬州 211404)

借助物理实验巧解电路故障

詹玲艳

(江苏省扬州市开发区朴席中心学校，江苏 扬州 211404)

初中电路故障分析一直是困扰学生的难题，也是各地中考的考点知识.结合平时我们初中物理实验的教学，笔者提出通过初中物理实验的方法来巧解电路故障，在实验中去发现问题并解决问题，让学生在实验探究中能够举一反三.学生通过实验探究去解决问题，既培养了学生的动手能力，又激发学生的学习的兴趣.

电路故障;欧姆定律;物理实验;能力

物理是一门以实验为基础的自然科学，物理实验是物理知识教学的基础，也是课堂教学中实施素质教育的一个主要渠道.电路故障分析是初中物理教学的重点和难点，是中考经常考到的知识点.在日常教学中，电路故障分析使学生认为的难题，教师想尽办法去讲解，但效果较低.如何有效的解决这一难题，笔者运用实验再现故障，通过实验让学生去认识问题，去解决问题，在实际教学中起到事半功倍的效果.

一、在串联电路中，短路和断路故障分析

两个灯泡和电流表组成的一个串联电路(图1)，为了让学生能够理解电路故障及电表示数的变化，我们初中物理老师可以进行三个探究实验：第一，演示断路，电路中任何一处断路，观察灯泡是否发光，电流表是否有示数；第二，演示短路，注意不允许学生将电源短路，用导线将其中一个灯泡短路，观察另一个灯泡是否发光，亮度怎样，电流表示数如何变化；还可以将开关短路，将电流表短路，让学生观察现象；第三，演示电路灯泡断路，看到什么现象，电流表有没有示数，再用电压表分别测量ab，bc，ac两端电压(图2)，进行比较得出：哪个用电器断路，电压表和它并联，电压表的示数就是电源电压，再与其他用电器并联的时候，电压表的示数就为零.这样有助于学生理解串联电路故障.这种方法也可探究在并联电路中，短路和断路故障分析.

当然电源短路我们也可以实验的，为什么我们不能用锡箔纸包电池，是因为在用锡箔纸将电池的正负极连接起来(图3)，这个时候电流通过锡箔纸，锡箔纸在电流的热效应的作用下明显发热，此时告诉学生电流通过导体是可以产生热量的，也就是说在家庭电路中如果火线和零线短路会引发火灾的.

二、运用实验探究的经验，巧解答电学实验故障

1.某实验小组用两个相同的小灯泡连接了如图4所示的串联电路,当开关闭合后发现,甲乙两灯都不亮,为了找到故障原因,小张用一根导线来检查,当导线与AB两点连接时,甲灯不亮乙灯亮;当导线与BC两点连接时,两灯都不亮.由此推测故障是( ).

A.AB两点间存在断路 B.AB两点间存在短路

C.BC两点间存在短路 D.BC两点间存在断路

运用平时实验故障探究的经验，两灯都不亮，说明电路中断路，当导线与AB两点连接时,甲灯不亮乙灯亮,说明电路除甲灯外其余的通路 ,乙灯是完好的(乙灯不可能断路)；当导线与BC两点连接时,两灯都不亮,说明甲灯发生了断路(即AB两点间存在断路)，故选A.

通过电路故障的探究实验进行教学是一个有效的尝试，这是一个全新的教学模式，基于实验探究中的问题和解决的方法，让学生在实验探究中理解电路故障产生的原因，并应用于实际.这样的教学效果较好，因为在实验探究既培养了学生实验动手能力，又培养了学生归纳、总结的能力.

三、探究欧姆定律的实验中，用电器短路或断路的故障

1．探究欧姆定律的实验中出现问题，及时解决

探究欧姆定律的实验学生会碰到许多问题，我们初中物理教师要在学生实验时及时发现问题：有的由于滑片和电阻丝接触不良，看到什么现象？如何解决？有的由于电阻短路、断路，看到的现象，如何解决？还有的电压表测滑动变阻器两端的电压，看到什么现象？如何解决？还有滑动变阻器接两个上接线柱，或接两个下接线柱，现象如何？如何解决？

2.电阻断路故障重现，进一步理解断路故障

实验中电阻断路引起电流表示数几乎为零，电压表的示数接近于电源电压的问题.为了有效的解决这个问题，起到一个较好的教学效果，我们可以让学生实验制造出一个电阻断路故障，正确连接好电路后，观察电路中出现的现象？电表示数如何？在没有学习欧姆定律时无法理解电流几乎为0，在学生学过欧姆定律的应用后，我们可以引导学生分析：实验用电源电压为3V，查阅资料得出电压表选用0-3V量程的时候电阻约为3000Ω，小灯泡电阻约为1.8Ω，根据欧姆定律可以算出此时电流约为0.001A，小于0.02A，故电流表的示数几乎为零，利用U=IR可以算出小灯泡两端的电压为0.002V左右，而电压表两端的电压为2.998伏特，几乎等于电源电压.这样的分析更有说服力，学生更好理解.

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准[M].北京：北京师范大学，2011.

[2]刘炳昇，李容.物理九年级，上册[M].南京：江苏科学技术出版社，2013.6.

[3]苏科版物理教材编写组.义务教育教科书物理.九年级上册教师教学用书[M].南京：江苏凤凰科学技术出版社，2013.8.

[责任编辑：闫久毅]

2017-06-01

詹玲艳(1978-)，女，江苏人，本科生，从事中学物理教育.

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1008-0333(2017)20-0072-02