《电路探秘》一章中设计的学生实验 电路探秘
时间：2019-05-24 03:21:47 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
【摘要】八年级上第四章《电路探秘》是电学的基础章节，所涉及的题目在初中科学中考中所占的分数比例比较大，学生感到比较困难，得分率较低。这一章知识光靠死记硬背是完全行不通的，有些同学涉及电学就怕“触电”死；而且我认为教材编排上有脱节现象，知识到学完《欧姆定律》后难度直线上升。教材的第七节《电流、电压和电阻的关系》，把前面所学的三个电学重要物理量，两只重要电表，一只滑动变阻器都串联起来了，面对一下子爆发的这么多知识点，学生有点招架不住!在实际教学中，许多教师采用的是“题海战术”，无形加重了学生学习的课业负担。探索和改进电路探秘的教学，让知识难度呈现螺旋式上升趋势，是一项很有价值的工作。为此，我在不同的教学进度中设计了一些不同的学生实验，目的是通过实验来逐一攻破知识难点，为学《欧姆定律》搭台阶。
【关键词】电路探秘 学生实验 设计
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2012）02-0093-02
实验作为一种形象直观的了解电的方式，让学生亲身体验科学探究的过程，不仅是他们获得电路知识的过程，也是他们能够设计电路的开始，还学到电路中故障情况及处理方法。这种掌握知识的过程，具有知识和发展结合的意义，学生在实验中有依靠自己的科学素养提高学习效率的意识，符合新课程标准的理念，显然其重要性超过了做很多的练习题。由于没有学过《欧姆定律》，学生或许对实验现象难以理解，一知半解，但实验能让学生获得一些感性认识，留一些疑问，激发学习的兴趣，提高科学探究能力。下面是我在教《电路探秘》一章中精心设计的学生实验（不包括课本上的演示实验和学生实验），根据教学进度，分别被安排在合理的节次之后，我设计了实验的电路图，实验具体操作方法，实验目的，最后还列举了通过实验学生能解决的一些典型问题，仅供参考。
第一节 电路图
【电路图一】
【实验操作】
1.闭合开关,让L1，L2发光，拧松小灯泡L1的灯座，观察L1，L2的发光情况。
[理解] “断路”的概念。串联电路中两用电器同时工作，一处断路，整个电路断路。
2.让电路恢复正常，闭合开关,让L1，L2发光，在L1两端并联上一根导线，观察L1，L2的发光情况。
[理解]“用电器短路”的概念，对串联电路中有一灯短路，另一灯更亮有一个感性认识，留作疑问（以后解释）。
3.让电路恢复正常，闭合开关,让L1，L2发光，在电源两端迅速并联上一根导线，用试触法接上，观察L1，L2的发光情况。
[理解]“电源短路”的概念。
4.让电路恢复正常，闭合开关,让L1，L2发光，在开关两端并联上一根导线，观察L1，L2的发光情况。断开开关，观察L1，L2的发光情况。
[理解]开关的作用，明确开关短路的结果。
【电路图二】
【实验操作】
1.闭合开关,让L1，L2发光，拧松小灯泡L1的灯座，观察L1，L2的发光情况。
[理解]并联电路中两支路互不影响，某一支路断路，另一支路仍能正常工作。
2.让电路恢复正常，闭合开关,让L1，L2发光，在L1两端迅速并联上一根导线，用试触法接上，观察L1，L2的发光情况。
[理解]并联电路中两支路某一支路短路，另一支路也短路。
【典型问题】如下图1所示，闭合开关S时，灯泡L1、L2都不亮。用一段导线的两端接触a、b两点时，两灯都不亮；接触b、c两点时，两灯都不亮；接触c、d两点时，两灯都亮。则（ ）
A. 灯L1断路
B. 灯L2断路
C. 灯L2短路
D. 开关S断路
第二节实验 研究串，并联电路电流的特点
【电路图一】
【实验操作】
1.闭合开关,让L1，L2发光，拧松小灯泡L1的灯座，观察安培表的读数。
[理解]串联电路中一处断路，安培表断路，读数为0。
2.让电路恢复正常，闭合开关,让L1，L2发光，在L1两端并联上一根导线，观察安培表的读数变化。
[知道]串联电路中有一灯短路，另一灯更亮，安培表的读数变大，对此现象有感性认识。
3.让电路恢复正常，闭合开关,让L1，L2发光，在安培表两端并联上一根导线，观察L1，L2的发光情况。
[知道]电流表在电路中相当于一根导线，但又不同于导线，当电流表短路时，读数为0。
4.如下图2所示，去掉安培表，重新把L1，L2连成串联电路，闭合开关，L1，L2发光，再在L1两点间并联上一只安培表，观察L1，L2的发光情况；
[理解]当安培表与用电器并联时，用电器被短路。
5如上图3所示的电路，在电源两点间并联上一只安培表(迅速试触法) ，观察指针的摆动情况。
[理解]安培表的正确使用，不允许直接接到电源的两极上。
【电路图二】
【实验操作】
1.闭合开关S,S1使两灯发光，读出电流表的读数，突然断开S1，再读电流表的读数，观察读数变化及L1亮暗变化，想一想原因。
[知道]并联电路分流的特点。
【典型问题】如图4所示，粗心的小强把电流表接在了L1的两端。此时如果闭合开关，一定会发生（ ）
A. 电源短路 B. 电流表损坏 C. L1不亮 D. L2的灯丝烧断
第六节实验 研究串，并联电路电压的特点
【电路图一】
【实验操作】
1.闭合开关,让L1，L2发光，拧松其中一盏小灯泡L1的灯座，观察伏特表读数变化。
[理解]串联电路中一处断路，并接在此处的伏特表读数变大，几乎为电源电压。
2.让电路恢复正常，闭合开关,让L1，L2发光，在L1两端并联上一根导线，观察伏特表的读数变化。
[理解]串联电路中一处短路，并接在此处的伏特表读数变为0。
3.让电路恢复正常，闭合开关,让L1，L2发光，在L2两端并联上一根导线，观察伏特表的读数变化。
[知道]串联电路中一处短路，并接在另一处的伏特表读数变大。
4.让电路恢复正常，闭合开关,让L1，L2发光，再断开开关，观察伏特表的读数变化。
[知道]伏特表在电路中相当于一个断开的开关，但又不同于断开开关。只有不短路，不断路时才会有读数。
【电路图二】
【实验操作】
1.如图所示连接电路，闭合开关，观察安培表，伏特表的读数，灯的发光情况。
[理解]在分析伏特表以外的电路元件时，把伏特表去掉，接伏特表此处电路断开，再考虑电灯会亮吗，安培表有读数吗？在分析伏特表是否有读数时，按上面所说，只要伏特表不短路，其他处不断路，它就有读数。
【典型问题】图5所示为测定电阻的电路图。如果某同学在操作中两电表的量程选择正确，但不慎将两电表的位置对调了一下，则开关闭合后（ ）
A. 电流表、电压表均损坏 B. 电流表损坏
C. 电压表损坏 D. 电流表、电压表都不损坏
第七节 电流、电压和电阻的关系
【电路图一】
【实验操作】
1. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，观察电流表，伏特表的读数变化。
[理解] 串联电路分压的特点，总电压不变，电压是根据电阻大小来分的。
【电路图二】
【实验操作】
1.如图6所示的电路中，电源电压不变．当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右移动时，观察电流表，伏特表的读数变化。
[理解] 并联电路分流不分压的特点。
【典型问题】如图7所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A1和A2和电压表的示数的变化情况分别为（ ）
A. 增大 增大 增大
B. 减小 减小 减小
C. 增大 增大 不变
D. 减小 减小 不变
第七节实验 用电压表和电流表测导体的电阻
【电路图一】
【实验操作】
1．用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中Rx为待测电阻，R为电阻箱(符号为≠)，S为单刀双掷开关，RO为定值电阻。根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大，把开关S接a点，读出电流表的示数为I，把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数为I, 读出电阻箱的示数R=RxO
[理解]用“等效替代法”来测电阻。
【电路图二】请按下面要求设计：给你电源一个，未知电阻Rx的阻值一个，已知阻值的电阻RO，安培表一只，开关两个，设计能测出Rx阻值的电路图。
【电路图三】请按下面要求设计：给你电源一个，未知电阻Rx的阻值一个，已知阻值的电阻RO，伏特表一只，开关两个，设计能测出Rx阻值的电路图。
【电路图四】请按下面要求设计：给你电源一个，未知电阻Rx的阻值一个，已知最大阻值为R。的滑动变阻器，安培表一只，开关一个，设计能测出Rx阻值的电路图。
【典型问题】李强同学做测电阻及Rx阻值实验时，发现电压表已损坏，就重新设计一个电路，选了一个阻值已知的RO，连接电路如图所示。并进行如下的实验操作，请将未完成的步骤补充完整：
（1）根据电路图连接电路；
（2）▲
（3）▲
（4）计算Rx的阻值为▲(用所测得的字母表示)
结语：对于《电路探秘》一章，中考虽然只要求两种电路，两只电表，两个用电器，但短路和开路形形色色，电路故障题变化莫测，电学综合题（如上按要求设计测未知电阻阻值的电路）综合性强，设置障碍多，历来是初中科学的难点，在近几年的中考题中屡屡出现，如果学生没有扎实的基础，考试碰到了，就会慌乱不堪，一头雾水，无从下手。如果学生没有按教学进度逐一攻克知识难点，可能起先还能混得过去，到学完第七节，对突如其来的那么多知识会措手不及。以上设计的这些学生实验，内容设置由易到难，一环紧扣一环，有效地设置了知识的梯度，遵循了教学的循序渐进，先学后教等原则，能把知识点很好的衔接起来，通过这些实验学生不会有招架不住的感觉。我在教学实践中不断地尝试让学生做这些实验，不断地改进，收到了很好的效果，得到了很多同行的认可。我的学生在快乐的科学探究中成长知识，我在实践中思索，在思索中提高和培养了一批又一批不怕“触电”的学生。
参考文献
1.朱清时 主编 义务教育课程标准实验教科书 八年级上2006（6）。
2.朱恒足 彭皓琳 科学（7-9年级）课程标准解读 2002（4）。
