第一篇:電路故障教學(xué)案
電路故障教學(xué)案
——斷路和短路專題
教師:呂偉強(qiáng)
單位:第五初中
電路故障教學(xué)案
——斷路和短路專題
教學(xué)目標(biāo):
1、通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)活動,讓學(xué)生理解電路的三種狀態(tài)。認(rèn)識電路中的等效作用。
2、通過學(xué)生的合作探究活動,提高學(xué)生判斷電路故障的能力,并能歸納出一般的解題思路。
3、通過強(qiáng)化訓(xùn)練活動,提高學(xué)生利用已學(xué)知識解決電路故障問題的能力。
4、讓學(xué)生知道通常的電路故障為斷路和短路。
教學(xué)重點:
能正確判斷短路和斷路對電路的影響,靈活運用等效法簡化復(fù)雜電路。
教學(xué)方法:探究法、討論法、歸納法、練習(xí)法 教學(xué)過程:
一、自主學(xué)習(xí),夯實基礎(chǔ)
讓學(xué)生自己對已學(xué)知識的再現(xiàn),能夠正確的理解電路的三種狀態(tài),通路即接通的電路,電路中有電流,用電器工作。
斷路(開路)即斷開的電路,電路中沒有電流,用電器不能正常的工作。而對于短路則分兩種情況,一種是電源被短路,一種是部分電路被短路。
在分析等效的時候,在分析電路時把電流表等效為導(dǎo)線,原因是電流表的內(nèi)阻很小,可以忽略不計。電壓表等效為斷路,原因是電壓表的內(nèi)阻很大。閉合的開關(guān)其實就是導(dǎo)線,被短路的部分可以理解為導(dǎo)線。
能夠正確的理解斷路和短路對電路的影響。
(一)、電路的三種狀態(tài):
1、通路:。
2、斷路(開路):。
3、短路:兩種情況 ①。
②。
(二)、分析電路的兩種等效
① 電流表可以等效為。原因是:電流表的內(nèi)阻很,可以忽略不計。
②電壓表可以等效為。原因是:電壓表內(nèi)阻很,電流幾乎無法從電壓表通過。
(三)、兩種電路故障問題出現(xiàn)的形式: 斷路 和 短路
二、合作探究,歸納方法:
通過探究一讓學(xué)生體驗電路中不同位置的斷路和短路對電路的影響,能夠理解當(dāng)與電壓表并聯(lián)部分發(fā)生斷路時候,相當(dāng)于電壓表串聯(lián)在電路中,此時其他用電器雖然不工作但仍然可以導(dǎo)電,可以等效為導(dǎo)線,電壓表有示數(shù),相當(dāng)于電壓表直接測量電源的電壓。
通過探究二讓學(xué)生理解同一個電路中當(dāng)開關(guān)斷開閉合情況不同時,電路發(fā)生了不同的變化。電壓表的測量結(jié)果要發(fā)生變化。讓學(xué)生進(jìn)一步的體會到等效的方法對解決電路故障問題帶來的方便。
通過兩個合作探究活動,讓學(xué)生能夠自己歸納總結(jié)出屬于自己的探究方法。并能夠利用已學(xué)知識來進(jìn)行解決其他電路故障問題。
探究一:根據(jù)下面的電路圖,當(dāng)開關(guān)閉合時,探究以下問題。
L2 L1
① 若L1斷路,L1,L2,電流表 示數(shù),L1的電壓,L2的電壓。② 若L2斷路,L2,L1,電流表 示數(shù),L1的電壓,L2的電壓。③ 若L1短路,L1,L2,電流表示數(shù)變,L1的電壓,L2的電壓。④ 若L2短路,L2,L1,電流表示數(shù)變,L1的電壓,L2的電壓。
探究二:根據(jù)下面的電路圖,探究以下問題。
閉合開關(guān)時,電流表A與A1的示數(shù)相同,則原因可能是()A.L1短路 B.L2短路 C.L1斷路 D.L2斷路
小組討論歸納出屬于自己的解題思路:
1.串聯(lián)電路:如果是串聯(lián)電路發(fā)生故障,一般電路中電流變大的是短路,電路中沒有電流的是斷路。
2.串聯(lián)電路中如果有一盞燈亮,另外外一盞燈不亮。說明這個電路可能發(fā)生了短路現(xiàn)象,誰不亮誰短路。
3.串聯(lián)電路中如果所有燈都不亮,說明電路可能中發(fā)生了斷路現(xiàn)象。4.用電壓表判斷串聯(lián)電路故障。有句口訣送給大家:“誰斷誰有壓,誰短誰無壓?!?5.小技巧:當(dāng)電壓表串聯(lián)在電路中時,其他用電器不工作,充當(dāng)導(dǎo)線。電路中電流幾乎為零,電壓表有示數(shù)為電源電壓。
并聯(lián)電路:如果是并聯(lián)電路發(fā)生故障,初中物理只考斷路(短路會導(dǎo)致電源短路,一般不考),一般電流減小或用電器不工作的支路就是斷路的位置。
三、強(qiáng)化訓(xùn)練,提升能力
1、某同學(xué)在進(jìn)行電路連接實驗時,不慎將兩電表的位置對調(diào)了,誤接成如圖所示電路,兩只電表的量程選擇是正確的,則開關(guān)S閉合后()A.電流表損壞,電壓表讀數(shù)為零 B.電流表有讀數(shù),電壓表讀數(shù)為零 C.電流表讀數(shù)為零,電壓表有讀數(shù) D.電流表、電壓表均損壞 2.如圖各元件都完好,但閉合S后,只有L1發(fā)光,故障可能是()A.干路部分導(dǎo)線斷了 B.L2被短路了
C.開關(guān)S被短路了 D.L2斷路或與燈座接觸不良
3、如下圖所示,S閉合后,兩個燈泡均不發(fā)光,但電壓表的指針卻有明顯的偏轉(zhuǎn),該電路的故障可能是()A.L1被短路了
B.L2的燈絲燒斷或燈座與燈泡沒接觸 C.L1和L2的燈絲都被燒斷 D.L1的燈絲被燒斷
4、如圖所示的電路,閉合開關(guān),小燈泡正常發(fā)光若將小燈泡和電流表的位置互換,則合上開關(guān)后的現(xiàn)象是
A.小燈泡不發(fā)光
B.小燈泡會燒壞
C.小燈泡仍正常發(fā)光
D.電壓表和電流表都沒有示數(shù)
5、如圖所示的電路中,電源電壓為8伏,當(dāng)開關(guān)S閉合后,只有一只燈泡發(fā)光,且電壓表的讀數(shù)為8伏,發(fā)生這一現(xiàn)象的原因可能是(A.燈L1短路
L2 B.燈L1開路 C.燈L2短路 L1 D.燈L2開路
6、如圖所示電路中,電源電壓恒定不變,電路工作正常,一段時間后,發(fā)現(xiàn)其中一個電壓表示數(shù)變大,則:()
A、燈L可能變亮 B、燈L亮度可能不變 C、電阻R可能斷路 D、電阻R可能短路
7、如圖,當(dāng)開關(guān)閉合時,電燈L1、L2發(fā)光,過一段時間后其中一盞燈突然熄滅,而電流表,電壓表的示數(shù)都不變,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是:
A、L1短路
B、L2短路
C、L1斷路
D、L2斷路
8、如圖所示電路,閉合開關(guān)時,燈泡都不亮,電壓表示數(shù)接近電源電壓,則原因可能是()A、ab間斷路 B、bc間斷路 C、cd間斷路 D、ad間斷路
課堂總結(jié):
我的收獲:
我的疑問:
板書設(shè)計:
自我點評:
在授課過程中充分調(diào)動了學(xué)生的積極性,讓學(xué)生動腦思考,親自體驗探究的過程,讓學(xué)生充當(dāng)課堂的主角。探究過程充分利用了集體優(yōu)勢,體現(xiàn)了物理學(xué)習(xí)方法中的合作交流環(huán)節(jié)。在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生可以通過探究、討論、合作交流等方式在理性和感性上很好的掌握短路和斷路的知識。能夠正確的判斷出短路和斷路對電路的影響。
授課方式與授課過程能很好的體現(xiàn)了新課標(biāo)的探究性學(xué)習(xí)方法,并且達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果。
第二篇:S700K道岔電路故障總結(jié)
S700K道岔電路故障總結(jié)
道岔設(shè)備是鐵路線路不可缺少的一部分,因此學(xué)好道岔是十分重要的。而與道岔有關(guān)的故障有多種多樣。通過這三周的學(xué)習(xí)使我受益匪淺。
要想處理s700k道岔的故障,應(yīng)對其十分了解。首先S700K道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備可以分為室內(nèi)部分和室外部分。其電路圖可以分為兩個部分:
1、表示電路;
2、啟動電路。故障發(fā)生后,必須按照一定的程序進(jìn)行分析判斷,首先應(yīng)判斷故障性質(zhì),即機(jī)械故障還是電路故障,如發(fā)生的是電路故障還應(yīng)判斷出故障在室內(nèi)還是室外。然后根據(jù)檢查(測試)的結(jié)果進(jìn)行分析判斷處理。其室內(nèi)主要繼電器有:1DQJ、DQJ、1DQJF、BHJ、DBQ、QDJ、DCJF、FCJ、SJ、TJ。其次要想分析是表示電路的故障還是啟動電路的故障,就要知道各自電路所控制的部分。
一、啟動電路的故障
故障
1、控制臺現(xiàn)象:無法辦理道岔從定位轉(zhuǎn)向反位。故障現(xiàn)象分析:首先辦理該道岔定位,能夠辦理;而辦理反位時,道岔無任何現(xiàn)象,控制臺上燈閃;說明道岔控制電路中的道岔啟動電路有故障,即轉(zhuǎn)轍機(jī)沒有轉(zhuǎn)動,2DQJ沒有轉(zhuǎn)極。道岔啟動電路圖:
所以測11-503-8和11-405-2兩端有24V的電壓,而11-503-8和2DQJ的141結(jié)點,測得有24V電壓,在測1DQJ的3-4結(jié)點也有24V,說明1DQJ的3-4線圈斷開了。
故障
2、控制臺現(xiàn)象:道岔無法從反位轉(zhuǎn)向定位。故障現(xiàn)象分析:首先辦理該道岔的反位,可以正常辦理,且能夠斷開反位,說明啟動電路有故障。而能夠斷開反位,但無法轉(zhuǎn)向定位,說明1DQJ已經(jīng)吸起,1DQJ吸起才能斷開定位表示電路,但2DQJ沒有轉(zhuǎn)極,所以是2DQJ電路或1DQJF電路有故障。觀察組合架2DQJ和1DQJF,得知1DQJF沒有吸起。使KZ-1DQJF1-4-TJ33-31-1DQJ32-31-KF。用萬用表測1DQJF1-4無電壓,再測1DQJ32-31兩端有電壓,說明1DQJF32-31有故障。
故障
3、控制臺現(xiàn)象:道岔無法轉(zhuǎn)動。故障現(xiàn)象分析:該道岔既不能從反位轉(zhuǎn)到定位,也無法從定位轉(zhuǎn)向反位。故應(yīng)該是該道岔的啟動電路有故障。觀察組合架,從定位轉(zhuǎn)向反位時,YCJ吸起、2DQJ落下、FCJ吸起、1DQJF吸起、BHJ落下;從反位轉(zhuǎn)向定位時,YCJ吸起、2DQJ落下、DQJ吸起、1DQJ吸起、BHJ落下。從中可以看出BHJ有故障。而BHJ的吸起是由于三相交流電經(jīng)DBQ,使BHJ吸起。所以BHJ沒有吸起肯定是由于沒有電流經(jīng)過DBQ,故先測三個保險絲RD1、RD2、RD3,測得RD3有380V電壓,RD1、RD2無電壓,說明RD1、RD2保險絲斷了。
總結(jié):啟動電路發(fā)生故障時,首先區(qū)分故障是在室內(nèi)還是在室外。觀察控制臺的道岔啟動表示燈是否亮燈,判斷道岔是否啟動:如果燈亮說明道岔已經(jīng)啟動;滅燈,說明室外道岔故障。如果操縱道岔后,啟動表示燈不亮,說明室外道岔未轉(zhuǎn)動。此種情況下應(yīng)首先在室內(nèi)檢查,首先判斷1DQJ,2DQJ是否動作,在DBQ的11、31、51端子測量是否有電源。
1.單獨操縱道岔控制臺定位表示燈不滅如果控制臺表示燈不滅,則故障在室內(nèi),說明1DQJ未吸起,這時操縱道岔,看動作是否正常。⑴如果進(jìn)路式時動作正常,則說明道岔單獨操縱部分有故障,進(jìn)一步檢查ZFJ和CAJ是否動作正常,確定故障點。⑵如果進(jìn)路式也不能動作,則應(yīng)檢查SJ是否在吸起狀態(tài),CA接點接觸是否良好,公共配線是否良好,CAJ接點是否良好等。
2.單獨操縱到反位不動作⑴首先檢查1DQJ、1DQJF是否吸起,2DQJ是否轉(zhuǎn)極。如果控制電路部分繼電器動作不正常,應(yīng)按動作邏輯關(guān)系式進(jìn)行檢查:AJ↑及ZFJ↑(或FCJ↑)→1DQJ↑→1DQJF↑→2DQJ轉(zhuǎn)極。⑵當(dāng)確定室內(nèi)道岔控制電路動作正常后,應(yīng)進(jìn)一步觀察BHJ是吸起后再落下,還是根本不吸起。①若BHJ根本不吸起,應(yīng)檢查組合側(cè)面的380V是否正常,熔斷是否良好。若電源正常,但到分線盤測試時電源缺相(X1、X3、X4),則可能是DBQ到1DQJ及1DQJF的相應(yīng)接點間斷線,也可能是DBQ內(nèi)部故障。②若在分線盤測試電源正常,則應(yīng)到室外重點檢查轉(zhuǎn)轍機(jī)遮斷開關(guān)及速動開關(guān)的接點接觸情況。③如BHJ先吸起,然后又落下,說明三相負(fù)載部分良好,重點觀察BHJ和1DQJ落下的先后順序:若BHJ先落下,一般來說可能是DBQ不良,可換一臺試試;若BHJ在1DQJ落下后再落下,則說明可能是1DQJ自閉電路有問題,包括QDJ是否在吸起狀態(tài)。
二、表示電路的故障 要想處理表示電路的故障,首先要明白表示電路。對應(yīng)每組S700K道岔每個牽引點各設(shè)有一套表示電路,每個牽引點分別設(shè)有DBJ、FBJ。由于對每組道岔來說,設(shè)有一個總定位表示繼電器和一個總反位表示繼電器。因此只有各個牽引點的轉(zhuǎn)轍機(jī)位置一致后,分表示繼電器都吸起后,總表示繼電器才能吸起,道岔才能給出正確的表示。
故障
1、控制臺現(xiàn)象:道岔無定位表示。故障現(xiàn)象分析:道岔反位能夠給出正常表示,定位無法給出表示,說明啟動電路正常,表示電路有故障。其定位表示電路如下圖。在電源正半周時,經(jīng)整流二極管Z構(gòu)成回路,電能消耗在電阻R上。在電源負(fù)半周時,二極管不導(dǎo)通,使DBJ吸起,DBJ吸起檢查了電動轉(zhuǎn)轍機(jī)的定位結(jié)點接通。測方向核1-4有電壓,1-2電壓80V,說明1-4有故障,即正半周有故障。測轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)A4-B4無電壓,A4-11有電壓,B4-11有電壓,說明B4-11之間斷路了。
故障
2、控制臺顯現(xiàn):道岔無反位表示。故障現(xiàn)象分析:通過控制臺現(xiàn)象得出只需分析表示電路就行了。反位表示電路如下圖。在電源負(fù)半周時,二極管Z不導(dǎo)通,使FBJ吸起,F(xiàn)BJ吸起檢查了電動轉(zhuǎn)轍機(jī)的反位結(jié)點接通。在電源負(fù)半周時,經(jīng)整流二極管構(gòu)成回路,電能消耗在電阻R上。測X1-X4無電壓,X1-X2為110V,比實際78V要高,說明電路開路了(電壓要比正常電壓高,說明電路中斷路了)。測DBJ的1-4線圈為110V,則此故障時DBJ的1-4線圈斷開了。
總結(jié):1.首先判斷是室內(nèi)還是室外故障。測分線盤電壓,X2與X1(反位為X3與X1)間無電壓(為0V或非常?。4藭r可以測R兩端電壓,若無電壓,則說明是室內(nèi)表示電源或線故障,當(dāng)測到較高的交流電壓時(約為110V),則說明室外有混線故障(由于混線的位置和程度不同,X1與X2間可以測到大小不同的低電壓。另此時,R電阻比正常熱)。
2、室內(nèi)故障一般處理流程:(1)首先測表示變壓器有無交流電壓(110V)。如無電壓則為電源故障,可依次檢查電源、斷路器、變壓器及連線。如有電壓則為室內(nèi)斷線故障,可依次檢查電阻R、1DQJ23-
21、2DQJ131-132、1DQJF13-
11、2DQJ111-112、1DQJ11-12及連線。(2).測分線盤也是十分重要的,根據(jù)電壓多少可以判斷出故障出現(xiàn)在哪里。①測分線盤電壓,定位測(X2對 X1、X3、X4)反位測(X3對X1、X2、X5)有交流110v,則為室外斷線故障。檢查室外開閉器接點是否閉合、遮斷開關(guān)接點接觸是否良好,電機(jī)配線和整流匣有無斷線。②.測分線盤電壓,定位X2對X1(反位X3對X1)測的交流電壓為20~30V,沒有直流電壓,則為室外二極管混線。③.測分線盤電壓,定位X2對X1(反位X3對X1)測的交流電壓為65V左右,直流電壓為35V左右,則為X4(反位為X5)外線斷線。
3.查找室外開路故障,應(yīng)從主機(jī)電纜盒開始,測1、2號端子無交流電壓,說明是電纜斷線;有交流110V,說明是轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部斷線。X1或X2斷線故障處理(反位是X1或X3斷線): ①在分線盤的X1、X2上有110V交流電壓,而到電纜盒處無電壓,說明電纜斷線。此時如X1、X4間有小電壓,說明X2電纜斷線,如無小電壓,說明X1電纜斷線。② 在分線盤的X1、X2上有110V交流電壓,到電纜盒處也有110V電壓,說明電纜盒至轉(zhuǎn)轍機(jī)間有斷線故障,繼續(xù)用測量X1、X2之間電壓的方法查找到有無電壓的臨界點就是故障點。
以上就是我對S700K的故障總結(jié)。至此我才發(fā)現(xiàn)我還有好多知識沒有掌握,在將來的學(xué)習(xí)工作中我一定會努力掌握,已盡快查找故障、排除故障。
第三篇:初中物理電路故障分析
初中物理電路故障分析
一、短路、斷路和開路
1、短路:(1)電源短路:指導(dǎo)線不經(jīng)過用電器而直接接到了電源的兩極上。會導(dǎo)致電路中電流過大而燒壞電源。
(2)用電器短路:指串聯(lián)的多個用電器中的一個或多個(當(dāng)然不是全部)在電路中不起作用,這種情況是由于接線的原因或者電路發(fā)生故障引起的。(一般不會造成較大的破壞。)
2、斷路:從電源的正極到負(fù)極,有且只有一條通路,若在某出斷開,整個電路就成為斷路??赡苁怯捎诮佑|問題或者電流過大把用電器燒毀引起的。
3、開路:一般情況下等同于斷路。就是負(fù)載斷開或者電路斷開出現(xiàn)一個端口,一般是電路的干路沒有連接電源正負(fù)極,也有可能是導(dǎo)線斷了,或者是干路串聯(lián)了電壓表等特大電阻的元件。
二、電路故障分析
(一)針對串聯(lián)電路中的斷路故障
方法1:將完好的用電器與被測電路并聯(lián)。若用電器正常工作,說明被測電路上發(fā)生斷路;若用電器不能工作,說明未測的電路上發(fā)生斷路。
方法2:用導(dǎo)線與被測電路并聯(lián)。若未測電路正常工作,說明被測電路上發(fā)生斷路;若未測電路不能工作,說明未測電路上發(fā)生斷路。
(二)利用電流表的示數(shù)變化判斷電路故障
1.對于電路中原有電流表的示數(shù)變化情況分析。
(1)示數(shù)增大,說明電路(或支路)中部分用電器被短路(若所有用電器都被短路,則電流表燒毀)。
(2)示數(shù)減小,說明電路(或支路)中發(fā)生斷路。
2.(針對串聯(lián)電路)將電流表與被測電路并聯(lián)分析。
(1)有示數(shù),說明被測電路上發(fā)生斷路。
(2)無示數(shù),說明:未測電路上發(fā)生斷路。
(三)利用電壓表的示數(shù)變化判斷電路故障
1.對于電路中原有電壓表的示數(shù)變化情況分析。
(1)示數(shù)增大,說明未與電壓表并聯(lián)的用電器被短路。
(2)示數(shù)減小,說明:與電壓表并聯(lián)的被測電路上發(fā)生短路或電壓表與電源正負(fù)極間發(fā)生斷路。
2.將電壓表與被測電路并聯(lián)分析。
(1)有示數(shù),說明:電壓表與電源正負(fù)極間是通路的。
(2)無示數(shù),說明:與電壓表并聯(lián)的被測電路上發(fā)生短路或電壓表與電源正負(fù)極間發(fā)生斷路。
(四)串聯(lián)電路的斷路或局部短路故障現(xiàn)象如下表:
內(nèi)容
斷路
局部短路
實質(zhì)
某電阻(或?qū)Ь€)變?yōu)樽柚禑o窮大。
某電阻值變?yōu)?,可看作一根導(dǎo)線。
電流情況
電路中(任何處)均無電流。
短路處無電流,整個電路中電流變大。
用電器工作情況
均不工作。
有一個工作,另一個不工作。
故障發(fā)生處
電路中任何一點。
只可能在電阻上。
電流表的示數(shù)
無示數(shù)。
有示數(shù)且變大。
電壓表的示數(shù)
斷路處兩端電壓為電源電壓,其余部分為0。
短路處為0,仍然工作的用電器(電阻)兩端電壓為電源電壓。
電流表無示數(shù)
斷路
與電壓表并聯(lián)的電器斷路
電壓表示數(shù)為電源電壓
電壓表并聯(lián)以外電路斷路
電壓表無示數(shù)
電流表有示數(shù)(變大)
短路
與電壓表并聯(lián)的電器短路
電壓表無示數(shù)
電壓表并聯(lián)以外電路短路
電壓表示數(shù)為電源電壓
串聯(lián)電路的斷路或短路故障分析,一般先判斷電路中是否有電流(或用電器是否均工作),以確定故障到底是短路還是斷路;然后可根據(jù)電壓情況來判斷故障發(fā)生的地方。
三、動態(tài)電路部分
類型1:滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起電路中物理量的變化:明確電路(電壓表直接去掉,簡化電路);看準(zhǔn)每個電表分別測的是誰的電壓和電流;先看電阻的變化,再根據(jù)歐姆定律判斷電流、電壓的變化。
類型2:開關(guān)的斷開或閉合引起電路中物理量的變化:明確斷開和閉合是分別是什么電路;畫出等效電路(電壓表直接去掉,簡化電路);根據(jù)歐姆定律判斷。
串聯(lián)和并聯(lián)電路的判斷
一、分析電路的“口訣”:
先判串聯(lián)和并聯(lián),電表測量然后判。一路到底必是串;若有分支是并聯(lián)。
A表相當(dāng)于導(dǎo)線;并時短路會出現(xiàn)。V表可并不可串;串時相當(dāng)電路斷。
二、連接電路的“口訣”:
①電路:串聯(lián)各件依次連;并聯(lián)標(biāo)節(jié)點、連干路,連好再檢驗。
②電表:A表串其中,V表并兩端。正(進(jìn))負(fù)(出)不能反,量程仔細(xì)斷。
③提醒:無論串聯(lián)或并聯(lián),電壓表都應(yīng)最后連。
二.串聯(lián)、并聯(lián)的識別方法(右圖是簡化、改畫電路圖的最終結(jié)果。)
1.電流流向法:
從電源正極出發(fā),沿著電流的方向描繪出電流通過電阻的各條路經(jīng),一直達(dá)到電源的負(fù)極。這是識別電路最直觀的方法,也是連接實物電路時必須遵循的基本思路。
【例1】在圖2(甲)所示電路中,三盞燈是如何連接的,開關(guān)閉合后,電流表測量的是哪部分的電流?
做法:先標(biāo)出電源的正負(fù)極,再沿著從正極到負(fù)極的方向,用箭頭描繪各處的電流走向,標(biāo)在電路圖上,如圖2(乙)。
分析:從圖2(乙)中可以看出,點a是最初的電流分支點,點b是最后的電流會合點。電流共有三條路徑(I1、I2、I3),分別通過三盞燈(L1、L2和L3),所以三盞燈是并聯(lián)的。通過電流表的電流只通過L1,所以電流表測量的是通過燈L1的電流。2.摘表法:
從電路中摘去電壓表和電流表,電壓表所在支路用斷路替代,電流表所在位置用導(dǎo)線替代。如需進(jìn)一步分析討論,原電壓表、電流表所測量的電壓和電流則應(yīng)在簡化后的電路上標(biāo)出。
【例2】如圖3(甲)所示電路中,三個電阻是__聯(lián)的。電壓表V1的示數(shù)為3V,V2的示數(shù)為5V,電源電壓
8V(填“大于”、“小于”或“等于”)。
分析:兩個電壓表使電路看起來比較復(fù)雜,摘掉兩個電壓表后,把電壓表所在支路擦除,電阻的串聯(lián)方式如圖3(乙)所示。兩圖比較可知,電壓表V1測量的是R1和R3兩端的電壓U1+U3,電壓表V2測量的是R1和R2兩端的電壓U1+U2,兩個電壓表的示數(shù)之和大于電源電壓。
3.直線法:
這是把不規(guī)范電路簡化成規(guī)范電路的普遍適用的方法。具體方法是:將電路從電源正負(fù)極處斷開,結(jié)合電流流向法,拉長和縮短某一段導(dǎo)線,使各組元器件都在一條直線上,一次不成,可逐次分步完成。
【例3】圖4(甲)所示電路中,電源電壓是6V,開關(guān)閉合后電壓表的示數(shù)為4V,問:燈L1、L2兩端電壓各為多少?
分析:利用摘表法,可確定這兩個燈泡的串聯(lián)電路。問題是電壓表測量的電壓是哪個燈兩端的電壓。將電路拉成直線,畫出如圖4(乙)所示的簡潔圖,這個問題就迎刃而解了。
4.節(jié)點法
這是一種比直線法更直接、更簡潔的快速簡化電路的方法。具體做法是:從電源正極開始,把電阻之間的連接導(dǎo)線縮減成點,相同的點用同一個字母表示。如果一個電路中的點多于兩個,可以將這些點排在一條直線上,再把相應(yīng)的電阻補(bǔ)充到這些點之間,節(jié)點法和直線法有著相輔相成的關(guān)系。
【例4】圖5(甲)所示電路中,三個電阻是__聯(lián)的;電流表A1測量的是通過電阻___的電流。電流表A2測量的是___的電流。
分析:將圖5(甲)中的電流表摘掉后,電路中三個電阻的連接方式仍然不明顯。從電源正極開始,可以標(biāo)出三個位置都是a點(電源正極),另外兩個位置都是b點(電源負(fù)極)。如圖5(乙)所示。三個電阻都連接在ab兩點之間,通過三個電阻的電流方向都是從a到b,所以這是一個并聯(lián)電路。再利用電流法,描繪電流走向如圖5(丙)所示。可以知道原電流表A1的位置通過的是R2和R3的電流I2+I(xiàn)3;原電流表A2的位置通過的是R1和R2的電流I1+I(xiàn)2、。本題中兩個電流表的位置跟【例2】(圖3甲)中兩個電壓表的位置相同,因為用電流表替代了電壓表,三個電阻的連接方式也隨之發(fā)生了變化。
電路故障分析
經(jīng)典例題
1、先根據(jù)題給條件確定故障是斷路還是短路:兩燈串聯(lián)時,如果只有一個燈不亮,則此燈一定是短路了,如果兩燈都不亮,則電路一定是斷路了;兩燈并聯(lián),如果只有一燈不亮,則一定是這條支路斷路,如果兩燈都不亮,則一定是干路斷路。在并聯(lián)電路中,故障不能是短路,因為如果短路,則電源會燒壞。
2、根據(jù)第一步再判斷哪部分?jǐn)嗦坊蚨搪贰?/p>
【分析】L1與L2串聯(lián)在電路中,用電壓表測L2兩端電壓,開關(guān)閉合后,發(fā)現(xiàn)兩燈都不亮,電壓表有示數(shù)。則故障原因是什么?解:你先畫一個電路圖:兩燈都不亮,則一定是斷路。電壓表有示數(shù),說明電壓表兩個接線柱跟電源兩極相連接,這部分導(dǎo)線沒斷,那么只有L2斷路了。
【例】L1與L2串聯(lián),電壓表V1測L1電壓,V2測L2電壓。閉合開關(guān)后,兩燈都不亮。則下列說法正確的是:
A、若V1=0,V2示數(shù)很大,則L1短路而L2正常;
B、若V1=0而V2示數(shù)很大,說明L2都斷路。
解:兩燈都不亮,則電路是斷路,A不正確。當(dāng)L2斷路時,此時V2相當(dāng)于連接到了電源兩極上,它測量的是電源電壓,因此示數(shù)很大。而此時L1等效為導(dǎo)線,因此兩端沒有電壓,因此V1的示數(shù)為零。答案為B。
一、簡單電路故障類習(xí)題的分析判斷
【例1】如圖1,閉合開關(guān)時,兩燈都不亮,電壓表示數(shù)為0。則原因可能是()
A、L1短路
B、L2短路
C、L1開路
D、L2開路
分析:閉合開關(guān)兩燈都不亮,表明電路中無電流,是開路故障。是L1還是L2開路呢?因為電壓表測量L1兩端電壓,若是L1開路,則電壓表應(yīng)與L2串聯(lián)接在電源兩端,它應(yīng)該有示數(shù)且接近電源電壓,而此時電壓表示數(shù)為0,說明電壓表沒有連接到電源兩端。正確選項是D。
【例2】如圖2,閉合開關(guān)時,電流表有示數(shù),電壓表示數(shù)接近電源電壓,則原因可能是()
A、L1短路
B、L2短路
C、L1開路
D、L2開路
分析:閉合開關(guān)時,電流表有示數(shù),表明電路中有電流,從上面的分析可以判斷這是電路中的部分電路短路故障。那么是L1還是L2短路呢?可以通過電壓表的示數(shù)來進(jìn)行分析。可以假設(shè)一下,若是L1短路,那么L1就相當(dāng)于一根導(dǎo)線,它的兩端電壓就為0,這與題目條件不相符。答案是B。
【例3】如圖3,閉合開關(guān)時,L1發(fā)光而L2不亮,則原因可能是()
A、L2開路
B、L2開路
C、RL1比RL2大得多
D、RL1比RL2小得多
分析:閉合開關(guān)時,L1發(fā)光,表明電路中有電流,從上面的分析可以判斷這是電路中的部分電路短路故障,L1發(fā)光而L2不亮,可以很快得出是L2短路;那么L2就相當(dāng)于一根導(dǎo)線,它的電阻極小,而從電路中不能看出L2被短接,因而故障應(yīng)是RL2比RL1小得多。正確選項是C。
【例4】如圖4,閉合開關(guān)時,電流表A與A1的示數(shù)相同,則原因可能是()
A、L1短路
B、L2短路
C、L1開路
D、L2開路
分析:并聯(lián)電路由于存在兩條支路,因此必須分析各條支路是否有電流。本題中,電流表A與A1的示數(shù)相同,即I=I1,說明干路和L1所在支路是通路,從并聯(lián)電路的電流特點分析:I=I1+I2,因此I2=0,即電流表A2示數(shù)為0,L2支路沒有電流,此支路開路。正確選項是D。
【例5】如圖6,閉合開關(guān)時,燈泡都不亮,電壓表示數(shù)接近電源電壓,則原因可能是()
A、ab間開路
B、bc間開路
C、cd間開路
D、ad間開路
分析:L1、L2都不亮,可以判斷出電路故障屬于開路。由于電壓表示數(shù)接近電源電壓,說明L2阻值很大(或者電壓表串聯(lián)在電路中),遠(yuǎn)大于L、L3的電阻,所以開路故障應(yīng)該是出現(xiàn)在L2所在的部分電路,正確選項應(yīng)是B。
【例6】如圖7,閉合開關(guān)時,發(fā)現(xiàn)電流表的指針沒有偏轉(zhuǎn);某同學(xué)用一根導(dǎo)線將ac兩點連接起來,閉合開關(guān)瞬間,電流表指針迅速偏轉(zhuǎn)到最大;當(dāng)他用這根導(dǎo)線將bd兩點連接起來時,發(fā)現(xiàn)燈L1發(fā)光。則下列關(guān)于該電路存在的問題分析錯誤的是()
L1完好
B、L2開路
C、L3短路
D、L2情況無法判斷
分析:閉合開關(guān)后,電流表指針沒偏轉(zhuǎn),首先可確定此電路中有開路故障。用一根導(dǎo)線將ac兩點連接起來,閉合開關(guān)瞬間,電流表指針迅速偏轉(zhuǎn)到最大,說明開路故障沒有出現(xiàn)在L3所在部分電路,同時說明L3被短路了;再用導(dǎo)線將bd兩點連接起來時,L1發(fā)光,說明故障也不是L1所在部分電路,那么只有L2開路的可能了。綜合上述分析,錯誤的選項應(yīng)該是D。
二、復(fù)雜電路故障類習(xí)題的分析判斷
例4
(06大連)如圖所示,閉合開關(guān)S時,燈泡L1、L2都不亮,用一根導(dǎo)線的兩端接觸a、b兩點時兩燈都不亮;接觸b、c兩點時,兩燈都不亮;接觸c、d兩點時,兩燈都亮。則()(導(dǎo)線檢測法)
A.燈L1斷路
B.燈L2斷路
C.燈L2短路
D.開關(guān)S斷路
分析:閉合開關(guān)S時,燈泡L1、L2都不亮,說明電路發(fā)生斷路故障。用一根導(dǎo)線的兩端接觸a、b兩點時兩燈都不亮,說明斷路故障發(fā)生在燈L2和開關(guān)上;接觸b、c兩點時,兩燈都不亮;說明斷路故障發(fā)生在燈L1和開關(guān)上;接觸c、d兩點時,兩燈都亮,排除燈泡故障,說明開關(guān)S斷路,故選D。
電流表、小燈泡的檢測法與導(dǎo)線相似,電流表檢測時要防止造成電源短路。
4、把兩個小燈泡L1和L2、一個蓄電池、—個電鍵及若干導(dǎo)線組成串聯(lián)電路。當(dāng)閉合電鍵時,兩個小燈泡均不發(fā)光。用電壓表測量,發(fā)現(xiàn)燈L1兩端有電壓。若整個裝置除了兩個小燈泡以外,其余都完好,那么小燈泡不發(fā)光的原因可能是()
A
L1的燈絲斷了。
B
L2的燈絲斷了。
C
L1和L2的燈絲都斷了。
D
以上三種情況都存在分析:電壓表并聯(lián)在L1兩端,有示數(shù),說明除L1之外其他部分正常完好,因此,只有L1斷路,等效于電壓表直接連接電源兩極。
5.如圖5所示的電路,電源電壓保持不變。電鍵S閉合時,發(fā)現(xiàn)只有兩個電表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),電路中的電阻R或燈L有一個出現(xiàn)了故障,則可能是
()(2010年中考)
A.電流表A示數(shù)為零,電阻R短路
B.電流表A示數(shù)為零,燈L斷路
C.電壓表V2示數(shù)為零,電阻R短路
D.電壓表V2示數(shù)為零,燈L斷路
分析:排除電表影響,L和R串聯(lián),因此,L和R均不能斷路,否則只有V1有示數(shù)。排除BD;若R短路,則R相當(dāng)于導(dǎo)線,V2無示數(shù),選C
例3 在電學(xué)實驗中,遇到斷路時,常用電壓表來檢測。某同學(xué)連接了如圖1所示的電路,閉合開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)燈不亮,為檢查電路故障,他用電壓表進(jìn)行測量,結(jié)果是,則此電路的故障可能是()(電壓表檢測法)
A.開關(guān)S接觸不良
B.小燈泡燈絲斷了
C.d、e間出現(xiàn)斷路
D.e、f間出現(xiàn)斷路
分析:觀察電路,燈泡和定值電阻串聯(lián),閉合開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)燈不亮,說明發(fā)生斷路故障。用電壓表測量時,表與被測元件并聯(lián),相當(dāng)于在被測元件旁又使電流有了一條路徑。若被測元件通路,由于電壓表電阻很大,等效于開路,對電路無影響,其示數(shù)為零;若被測元件斷路,電流不能從元件通過,只能從電壓表通過,因電壓表的電阻很大,這個電流很小,燈泡不亮,但電壓表有示數(shù),且近似等于電源電壓。本題中電壓表測得,說明電源可提供3V電壓;說明a、d兩點與電源兩極相連的電路某處斷開,說明故障在d、e兩點之間且為斷路。選擇C。
二、動態(tài)電路分析與判斷
動態(tài)電路分析題和電路故障分析題對學(xué)生有較高的能力要求,是初中學(xué)生物理學(xué)習(xí)過程中的難點。進(jìn)行電路故障分析,要以電路動態(tài)分析能力作為基礎(chǔ),而電路故障分析又是電路動態(tài)分析的載體。
分析動態(tài)電路的一般思路是:根據(jù)引起電路變化的原因(開關(guān)通斷、變阻器滑片移動、電路故障),分析判斷電路中電阻的變化,根據(jù)歐姆定律分析電路中電流的變化(電流表示數(shù)變化),再根據(jù)歐姆定律變形式U=IR(或串并聯(lián)電路電壓特點)進(jìn)一步判斷電路中部分電路中電壓的變化(電壓表示數(shù)變化)或其它物理量的變化。
1、滑動變阻器滑片P的位置的變化引起電路中電學(xué)物理量的變化
(1).串聯(lián)電路中滑動變阻器滑片P的位置的變化引起的變化
[例1]如圖1,是典型的伏安法測電阻的實驗電路圖,當(dāng)滑片P向左移動時,請你判斷電流表和電壓表示數(shù)的變化。
分析:
P左移→R2減小→R總減小→I增大→表變大。
R1不變→IR1增大→U1增大→表變大。
判斷表的變化還可以根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點來分析:
R2減小→U2減小→U1增大→表變大。
[例2]如圖2,當(dāng)滑片P向左移動時,表和表將如何變化。
分析:首先要確定電路的類型,此電路屬于串聯(lián)電路呢還是并聯(lián)電路。我們可以將電流表簡化成導(dǎo)線,將電壓表簡化成斷開的開關(guān)或干脆拿掉。此時可以容易地看出,這是一個串聯(lián)電路。而且發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的滑片已經(jīng)懸空,滑動變阻器變成了定值電阻,電流表測串聯(lián)電路的電流,所以表示數(shù)不變。即:P左移→R1+R2不變→不變
在本電路中,電壓表是測量R1和R2部分電阻之和的總電壓,當(dāng)滑片P向左移動時,被跨接在電壓表內(nèi)的電阻隨著變小,根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點:表示數(shù)減小。
[例3]在如圖3所示電路中,當(dāng)閉合開關(guān)后,滑動變阻器的滑動片P向右移動時
(A)電流表示數(shù)變大,燈變暗。
(B)電流表示數(shù)變小,燈變亮。
(C)電壓表示數(shù)不變,燈變亮。
(D)電壓表示數(shù)不變,燈變暗。
分析:將電流表等效為一根導(dǎo)線,可以看到電壓表直接測量電源電壓,因此當(dāng)滑動變阻器的滑動片P向右移動時,電壓表的示數(shù)將不會變化;而電阻R的阻值變大,小燈的電阻RL大小不變(注意:在初中階段,小燈泡的電阻由于溫度的影響引起的變化往往忽略不計),因此總電阻變大,電流變小,所以電流表示數(shù)變小。根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點分析,小燈兩端的電壓也將變小,小燈的功率P=ULI也將變小,所以小燈的發(fā)光將變暗。本題正確答案為D。
(2).并聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化
[例4]如圖4,當(dāng)滑片P向右移動時,表、表和表將如何變化?
分析:測電源兩端電壓,測R1支路電流,測干路電流。并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等,等于電源電壓,故電壓表V示數(shù)不變。由于并聯(lián)電路各支路獨立工作,互不干擾,滑動變阻器滑片P向右移動時,對R1這條支路沒有影響,所以電流表示數(shù)不變?;琍右移,R2變大,兩端電壓不變,故電流變小,干路中電流也隨之變小,所以示數(shù)也會變小。
2、開關(guān)的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化
(1).串聯(lián)電路中開關(guān)的斷開或閉合引起的變化
[例5]在如圖5所示的電路中,將開關(guān)S閉合,則電流表的示數(shù)將______,電壓表的示數(shù)將________(均填“變大”、“變小”或“不變”)。
分析:在開關(guān)尚未閉合前,電流表測量的是串聯(lián)電路的電流值,由于此時電阻較大,故電流較?。婚_關(guān)S閉合后,電阻R2被局部短路,電路中的電阻只有R1了,因此電流表的示數(shù)將變大。
在開關(guān)尚未閉合前,兩個電阻組成串聯(lián)電路。電壓表測量R1兩端的電壓,開關(guān)S閉合后,電阻R2被局部短路,只有R1接入電路,電壓表變成測量電源兩端的電壓了,因此電壓表的示數(shù)將變大。
還可以根據(jù)U=IR來分析開關(guān)閉合后電壓表的示數(shù)變化。
(2)并聯(lián)電路中開關(guān)的斷開或閉合引起的變化
[例6]
在圖6中,燈泡L1和燈泡L2是______聯(lián)連接的。當(dāng)開關(guān)K斷開時,電壓表的示數(shù)將_____;電流表的示數(shù)將_____
(選填“增大”、“不變”或“減小”)。
分析:本題的難度首先在電路的識別,我們可以將電流表看作導(dǎo)線,將電壓表拿去,就容易看出這個電路是“并”聯(lián)電路。電流表串聯(lián)在小燈L1的支路中,所以開關(guān)閉合時,電燈L1接入電路,電流表的示數(shù)從0變到有讀數(shù),應(yīng)該選填“增大”。電壓表并聯(lián)在L2兩端,也即測量電源電壓,而且不受開關(guān)控制,所以電壓表示數(shù)“不變”。
3、電路的故障引起電路中電學(xué)物理量的變化及故障原因分析
[例7]在圖7中,當(dāng)開關(guān)
K閉合后,兩只小燈泡發(fā)光,電壓表示數(shù)為4伏。過了2分鐘,電壓表示數(shù)為0,經(jīng)檢查除小燈泡外其余器材的連接良好,請分析造成這種情況的原因可能有:_____________________。
分析:電壓表示數(shù)為0,其原因有三:1.電壓表沒有接好或電壓表損壞;2.小燈L2短路;3.小燈L1斷路。起先,電壓表有示數(shù),說明不存在原因1的情況。那么還有兩種情況都是可能的。答案為:小燈L2短路;小燈L1斷路。
[例8]
在如圖8所示電路中,電源電壓不變。閉合開關(guān)K后,燈L1、L2都發(fā)光。一段時間后,其中一燈突然熄滅,而電流表、電壓表的示數(shù)都不變,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是
(A)燈L1短路。
(B)燈L2短路。
(C)燈L1斷路。
(D)燈L2斷路。
分析:這是一個并聯(lián)電路??梢圆捎门懦āP鬖2短路,會導(dǎo)致電壓表示數(shù)變小、電流表示數(shù)變大,且導(dǎo)致兩燈都不亮;小燈L2斷路,會導(dǎo)致電流表示數(shù)變0;小燈L1短路,也會導(dǎo)致兩燈都不亮;一燈熄滅而電表示數(shù)都不變,只有小燈L1發(fā)生斷路時才有此可能。本題正確答案為C。
[例9]
在圖9所示的電路中,電源電壓不變。閉合開關(guān)K后,燈L1、L2都發(fā)光,—段時間后,其中的一盞燈突然變亮,而電壓表Vl的示數(shù)變小,電壓表V2的示數(shù)變大,則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是
(A)燈L1斷路。
(B)燈Ll短路。
(C)燈L2斷路。
(D)燈L2短路。
分析:應(yīng)用“去表法”可以判斷此電路是L1、L2組成的串聯(lián)電路。
“—段時間后,其中的一盞燈突然變亮”排除了電路出現(xiàn)斷路的情況,那么,故障現(xiàn)象只有發(fā)生短路了。電壓表V2的示數(shù)變大,是小燈變亮的原因,且它測小燈L2兩端電壓,所以一定是小燈L2突然變亮;電壓表Vl的示數(shù)變小說明小燈L1發(fā)生了短路。本題正確答案為B。
四、動態(tài)電路電功率問題的分析與計算
電功、電功率問題的分析和計算是目前中考的熱點之一,也是學(xué)生答題的難點之一。這種題型把歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律及初中階段電學(xué)儀器的應(yīng)用和電功、電功率知識融合在一起,通過對這部分問題的訓(xùn)練和考查,有利于提高學(xué)生的物理思想、邏輯分析能力、表達(dá)能力及應(yīng)用數(shù)學(xué)知識分析解決物理問題的能力。
常見電功、電功率類試題一般分為三類:第一類就是直接運用電功和電功率公式進(jìn)行計算,譬如給你一個電能表在某段時間內(nèi)消耗的電能(電功)計算電功率,或者根據(jù)用電器的銘牌信息計算該用電器在某段時間內(nèi)消耗的電能;第二類是根據(jù)動態(tài)電路的電阻變化分析計算某用電器實際功率的變化,譬如小燈泡亮度的變化;第三類就是對動態(tài)電路進(jìn)行計算。
解決電功率問題的一般思路:根據(jù)電路的連接狀況分析電路的工作狀態(tài),根據(jù)各部分電路的已知條件分析尋找求解未知量所需的隱含條件,再依據(jù)歐姆定律、電功率的公式(包括變形式)列出代數(shù)式(方程、方程組)解答。
解決電功率問題的一般方法:
(1)弄清引起電路狀態(tài)發(fā)生變化的原因是開關(guān)的通斷,還是滑動變阻器滑動引起變化。
(2)弄清電路各狀態(tài)的連接方式和接入此電路的用電器,必要時畫等效電路圖。
(3)弄清電壓表、電流表測的是哪部分電路的電壓和電流。
(4)抓住電路中的不變量(如電源電壓不變、電阻不變)或利用串并聯(lián)規(guī)律列式求解。
解決電功率問題的關(guān)鍵:首先是分析清楚電路的狀態(tài),即需求解的部分電路中用電器個數(shù)及連接方式,其次是與該部分電路中用電器相關(guān)的已知條件包括隱含條件,第三是此電路中的不變量(如電源電壓不變、電阻不受溫度影響)等。
解決電功率問題思路的口訣:審題識電路,拆圖標(biāo)已知,建立關(guān)系式,給三能求九。就是說,審題的過程要將電壓表去掉,將電流表當(dāng)導(dǎo)線處理,看清屬于哪一類電路,一般難題分成簡單電路(單個用電器)電路、.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路三類;在識別電路的同時,觀察電路變化了幾次,就有幾種工作狀態(tài)(一般考題中電路變化是利用開關(guān)的通斷和滑動變阻器滑片的移動引起電路的變化),拆圖標(biāo)已知的含義是電路變化幾次,就畫幾個等效電路草圖,在圖上標(biāo)出已知條件,根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點建立關(guān)系式,也就是方程(組)。通常從等效電路圖上已知條件密集處就是解題的切入點,一般情況下只要給出三個物理量就能求出九個物理量。這就是給三能求九。在完成上述的步驟之后,一般的電功率題就比較容易了。
例1:如圖1所示電路,燈L上標(biāo)有“12V
9W”字樣,當(dāng)開關(guān)S和S1都閉合,變阻器的滑片P移到a端時,燈恰好正常發(fā)光,電流表示數(shù)是1.25A,求:
(1)變阻器的最大阻值是多少?
(2)當(dāng)開關(guān)S閉合,S1斷開,變阻器的滑片P移到b端時,燈消耗的功率是多少?
分析思路:(1)①求滑動變阻器電阻值需知道變阻器此時兩端電壓和通過它的電流;②當(dāng)開關(guān)S、S1都閉合時,P在a端,燈泡L與變阻器R1并聯(lián),電流表測干路電流;因為燈正常發(fā)光,找出隱含條件:燈、變阻器和電源兩端電壓都是12V;因為燈正常工作,可根據(jù)銘牌計算出通過燈的電流,再根據(jù)并聯(lián)電路特點求出通過變阻器的電流。
③根據(jù)歐姆定律推導(dǎo)式計算變阻器的阻值。
(2)①要求燈消耗的實際功率,需要知道此時燈兩端的實際電壓和通過的電流(或燈泡的電阻根據(jù)P=I2R計算);②當(dāng)開關(guān)S閉合,S1斷開,變阻器的滑片P移到b端時,變阻器與燈L串聯(lián)接入電路,且變阻器全部接入電路,電流表測串聯(lián)電路電流;③根據(jù)燈的銘牌可求得燈絲電阻RL,因為電源電壓為12V(已求得),可以計算此時電路中的電流I’,再根據(jù)歐姆定律推導(dǎo)式求出此時燈兩端電壓為U’L;④燈消耗的功率就為P=U’LI’
解:(1)當(dāng)開關(guān)都閉合時,P在a端,燈泡L與變阻器并聯(lián),燈正常發(fā)光
通過的電流:
因為燈L與變阻器直接并聯(lián)到電源兩端,所以:
變阻器最大值:
(2)當(dāng)開關(guān)S閉合,斷開,滑片P滑到的b端時,燈L與串聯(lián)。
燈的電阻:
串聯(lián)后總電阻:
電路中的實際電流:,燈兩端電壓U’=IRL=0.3A×16Ω=4.8V
燈的實際功率:
或
例2:在如圖6所示的電路中,電源電壓和燈泡電阻不變,電阻R1=12Ω,燈L標(biāo)有“6V
12W”的字樣,電流表量程為0~3A,電壓表量程為0~15V,滑動變阻器R2上標(biāo)有“2.5A”字樣。
(1)只閉合S1,電流表的示數(shù)為0.6A,求電源電壓;
(2)當(dāng)閉合S1、S2和S3,并將滑片P移到b端時,電流表的示數(shù)為1.2A,求滑動變阻器R2的最大阻值;
(3)只閉合S2時,求電路總功率的最大值。
分析思路:(1)①只閉合S1時,燈L與R1串聯(lián),電流表測此電路電流,電壓表測R1兩端電壓。②求電源電壓即求出此時燈L和R1兩端總電壓,只要知道燈L的電阻和R1電阻值,即可根據(jù)U=IR計算它們的總電壓即電源電壓。③R1阻值已知,燈絲電阻可由燈的銘牌求出。
(2)①當(dāng)閉合S1、S2和S3,并將滑片P移到b端時,燈L被短路,R1與R2并聯(lián),R2全部接入電路,電流表測干路電流,電壓表測電源電壓。②求R2阻值,需知道R2兩端電壓和通過的電流。③電源電壓已求得,則變阻器兩端電壓等于電源電壓,R1阻值已知,可求此時通過R1的電流,根據(jù)給出的總電流和并聯(lián)電路特點,求出通過R2的電流。
(3)①只閉合S2時,燈L與R2串聯(lián),電流表測此時電路中電流,電壓表測R2兩端電壓。②求最大功率,就是要考慮在電流表、電壓表和滑動變阻器安全的前提下,根據(jù)電路中的最大電流和最高電壓來計算功率。③由于電源電壓為9V,不超過電壓表0~15V量程,所以電壓表安全,考慮電流值時,要綜合分析燈和變阻器允許通過的電流,從變阻器允許通過的電流是2.5A來看,即電路中的電流不允許超過2.5A,再從燈的銘牌來看,可計算出燈正常工作允許通過的電流是2A。④所以此時電路中允許通過的最大電流是2A,電壓是9V,因此電路消耗的最大功率是18W。
解:(1)只閉合S1時,燈L與R1串聯(lián),燈泡的電阻:
電源電壓:
(2)當(dāng)閉合和時,燈L短路,R1與R2并聯(lián),通過R1的電流:
滑動變阻器的最大阻值:
(3)只閉合S2時,燈泡L與R2串聯(lián),燈泡L的額定電流:為保護(hù)燈泡,電流
為保護(hù)電流表,電流
為保護(hù)滑動變阻器,電流
由此可得電路中的最大電流
電壓表量程0~15V,電源電壓9V,9V<15V,電壓表始終是安全的。
電路總功率的最大值
6、(2010年浦東新區(qū)中考模擬)
在圖6所示的電路中,電源電壓保持不變。閉合電鍵S,電路正常工作。過了一會兒,燈L熄滅,兩電表指針發(fā)生同向偏轉(zhuǎn);另用一導(dǎo)線并聯(lián)在L兩端,均再無其他現(xiàn)象發(fā)生。若電路中只有一處故障,且只發(fā)生在L或R上,由此可以判斷
()
A.可能是R斷路
B.可能是R短路
C.一定是L斷路
D.一定是L短路
1.如圖2所示的電路中,電源電壓為6V,當(dāng)開關(guān)S閉合后,只有一只燈泡發(fā)光,且電壓表V的示數(shù)為6V,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是()
A.燈L1處短路
B.燈L2處短路
C.燈L1處斷路
D.燈L2處斷路
2.如圖3所示,當(dāng)開關(guān)S閉合時,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn),電壓表指針不動。該電路的故障可能是()
A.燈L1的接線短路
B.燈L2的接線短路
C.燈L1的燈絲斷了
D.燈L2的燈絲斷了
電
路
故
障
燈泡
短路
原因:接線柱碰線
現(xiàn)象:燈泡不亮
斷路
原因
接線柱接觸不良
燈絲燒壞(斷)
現(xiàn)象:燈泡不亮
電壓表
短路
原因:接線柱碰線
現(xiàn)象:電壓表無示數(shù)
斷路
原因:接線柱接觸不良或損壞
現(xiàn)象:電壓表無示數(shù)
與用電
器串聯(lián)
原因:與電壓表并聯(lián)的用電器斷路
現(xiàn)象
電壓表示數(shù)幾乎等于電源電壓
電路電流幾乎為0不能使用電器正常工作
電流表
短路
原因:接線柱碰線
現(xiàn)象:電流表示數(shù)為0
斷路
原因:接線柱接觸不良,或電流表已燒壞
現(xiàn)象:電流表無示數(shù)
滑變
短路
原因
接線柱錯接“一上,一上”
閉合開關(guān)前沒有調(diào)節(jié)滑片p位于“阻值最大處”
現(xiàn)象:起不到保護(hù)作用,電路電流很大
斷路
原因:接線柱接觸不良或燒壞
現(xiàn)象:整個電路被斷開
接法錯誤,連入電阻最大并不改變
原因:接“一下,一下”
現(xiàn)象:阻值不變,較大
開關(guān)
短路:不存在,相當(dāng)于開關(guān)閉合斷路:相當(dāng)于開關(guān)斷開
照明電路的故障及判斷方法
1.常見的故障
(1)斷路:如燈絲斷了,燈座、開關(guān)、掛線盒斷路,熔絲熔斷或進(jìn)戶線斷路等。斷路會造成用電器無法用電工作。
(2)短路:如接在燈座兩個接線柱上的火線和零線相碰,插座內(nèi)兩根接線相碰。短路會把熔絲熔斷而使整個照明電路斷電,嚴(yán)重者會燒毀線路引起火災(zāi)。
(3)過載:電路中用電器的總功率過大或單個用電器的功率過大。產(chǎn)生的現(xiàn)象和后果同短路。
(4)接觸不良:如燈座、開關(guān)、掛線盒接觸不良,熔絲接觸不良,線路接頭處接觸不良等。這樣會使電燈忽明忽暗,用電器不能連續(xù)工作。
(5)連接錯誤:如插座的兩個接線柱都接在火線或零線上,開關(guān)接在主線中的火線上,用電器串聯(lián)接在電路中等。
2.檢修故障的一般方法
(1)檢修斷路:先用測電筆檢查總閘刀開關(guān)處,如有電,再用?;馃纛^(一盞好的白熾燈,在燈座上引出兩根線就成為?;馃纛^)并聯(lián)在閘刀開關(guān)下的兩個接線柱上。如燈亮,說明進(jìn)戶線正常(如燈不亮,說明進(jìn)戶線斷路,修復(fù)進(jìn)戶線即可)。再用測電筆檢查各個支路中的火線,如氖管不發(fā)光,表明這個支路中的火線斷路,應(yīng)修復(fù)接通火線。如果支路中的火線正常,則再用?;馃纛^分別接到各個支路中,哪個支路的燈不亮,就表明這個支路的零線斷路了,需要修復(fù)。
(2)檢修短路:先取下干路熔斷器的盒蓋,將?;馃纛^串接入熔斷器的上下兩端,如燈亮,表明電路中有短路。同樣,在各個支路開關(guān)的接點用上述方法將?;馃纛^串接進(jìn)去,哪個支路的燈亮,就表明這個支路短路了,只要檢修這條支路就能解決問題。
例1.有一幢樓房,突然發(fā)生停電事故,經(jīng)檢查,保險絲已熔斷,已排除用電器過多這一原因,那么有經(jīng)驗的電工師傅檢修時,他最先考慮并重點檢查的是下列哪個部件?()
A.燈泡
B.開關(guān)
C.插座
D.導(dǎo)線
分析:若用電器不過載,則電路中只有短路使電流過大。而燈泡與導(dǎo)線短路的可能性不大,且開關(guān)不會引起電路短路,所以只有插座短路的可能性最大。故選(C)。
例2.物理小組的同學(xué)們練習(xí)安裝照明電路,接通電源之前,老師將火線上的保險絲取下,把一個額定電壓為220V的燈泡作為檢驗燈泡連接在原來安裝保險絲的位置,同時要求同學(xué)們將電路中所有開關(guān)都斷開,用這種方法可以檢查電路中是否有短路。在接通電源后,下列說法中正確的是()
A.若檢驗燈泡正常發(fā)光,表明電路連接無誤
B.若檢驗燈泡不亮,但將某一個用電器的開關(guān)閉合后檢驗燈泡正常發(fā)光,表明這個開關(guān)的兩端直接連到了火線和零線上
C.若檢驗燈泡不亮,但將某一個電燈的開關(guān)閉合后,這個電燈和檢驗燈泡都能發(fā)光,只是亮度不夠,這表明電路中出現(xiàn)了短路現(xiàn)象
D.不論電路中用電器的開關(guān)是閉合還是斷開,檢驗燈泡均不發(fā)光,這表明電路中有短路
分析:題中保險絲換成了燈泡,并把所有用電器的開關(guān)都斷開,正常情況下應(yīng)該沒有電流通過燈泡。如果燈泡發(fā)光,說明有短路現(xiàn)象。如果閉合某一開關(guān),檢驗燈泡不亮,說明電路斷路。若閉合某一個電燈的開關(guān)后這個電燈和檢驗燈泡都能發(fā)光,只是亮度不夠,表明電路中的電燈能正常工作,電燈所在的電路為通路。故選(B)。
例3.某人家里只開一盞電燈,其它用電器都不用,為了看電視,他在電視機(jī)開關(guān)閉合之前將電視機(jī)的兩腳插頭插入兩孔插座中,結(jié)果電燈立即熄滅,經(jīng)檢查燈泡是好的,保險絲燒斷,則產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是()
A.電視機(jī)已損壞
B.電視機(jī)的插頭內(nèi)有短路
C.兩孔插座內(nèi)原來已經(jīng)短路了
分析:家里開著一盞電燈,說明原來的電路是好的,如果兩孔插座內(nèi)原來就已經(jīng)短路,電燈不可能發(fā)光,(C)錯誤。
電視機(jī)的開關(guān)未閉合,說明電視機(jī)的電路未接通,電視機(jī)不可能損壞,因此(A)可以排除。
將電視機(jī)的兩腳插頭插入兩孔插座中,電燈立即熄滅,保險絲燒斷,由此可以判斷電視機(jī)的兩腳插頭內(nèi)有短路,選(B)。
第四篇:《電路出故障了》教案
教科版小學(xué)科學(xué)四年級下冊第一單元
4.電路出故障了
【教材分析】
教學(xué)內(nèi)容:科學(xué)教育出版社小學(xué)科學(xué)四年級下冊第一單元第9頁至第10頁,本課在整個單元的教學(xué)中具有承上啟下的作用。在人們?nèi)粘I钪?,面臨著許多需要解決的問題,在學(xué)生已經(jīng)掌握了簡單電路的基礎(chǔ)上,有的問題的解決可能意味著創(chuàng)造出一些新的事物,但重要的是要掌握一些解決問題的基本思維方式,這一課中,一是分析造成電路故障的原因有哪些?二是學(xué)做電路檢測器,并經(jīng)歷一個檢測和完善電路的過程,強(qiáng)調(diào)的是問題的解決技能。
【學(xué)生分析】
學(xué)生已經(jīng)可以自己組建使小燈泡亮起來的簡單電路,能畫出簡單的電路圖。但在電路組裝過程中,有時小燈泡沒有亮,學(xué)生感到詫異,本節(jié)課,我們將抓住這一教育契機(jī),引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的一系列實踐活動,發(fā)展學(xué)生解決問題的能力。
【教學(xué)目標(biāo)】
知識與技能:
1.明白利用電來點亮電燈需要一個完整的電路(通路)。
2.經(jīng)歷觀察、動手操作和猜測,描述什么地方的電路出故障了,并明白電路出故障,電流會中斷。
3.經(jīng)歷檢測簡單電路裝置的過程和檢測自己小電動玩具的過程,并在活動中培養(yǎng)學(xué)生動手實踐和創(chuàng)造能力。
過程和方法:
1.培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和動手實踐能力,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)態(tài)度。2.能在已有知識、經(jīng)驗和現(xiàn)有信息的基礎(chǔ)上,通過思維加工,加以創(chuàng)新并學(xué)以致用。情感、態(tài)度與價值觀:
1.保持發(fā)展想要了解世界,喜歡嘗試新的經(jīng)驗,樂于探究與發(fā)現(xiàn)周圍事物奧秘的欲望。2.培養(yǎng)尊重他人意見、敢于提出不同見解,樂于合作與交流的精神。
【重點難點】
重點: 掌握檢測電路中的知識。難點:
所學(xué)知識在生活中學(xué)以致用。
[課時安排] 1課時
【教學(xué)方法】
本課主要是采用講授法、觀察法、動手操作法,樹立“注重經(jīng)歷、體驗和發(fā)現(xiàn)”的教學(xué)觀念。學(xué)生是學(xué)習(xí)科學(xué)的主體;科學(xué)課程必須建立在滿足學(xué)生發(fā)展需要和已有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,提供他們能直接參與的各種科學(xué)探究活動科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心。探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo),又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式。親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑。本課旨在讓學(xué)生當(dāng)遇到“燈泡不亮”這一問題時,能依照“電路出故障了—哪兒出了故障—如何排查”這樣一個漸進(jìn)的過程,讓學(xué)生經(jīng)歷思維分析,經(jīng)歷動手實踐,有序解決問題的探究過程。長此以往,必將培養(yǎng)學(xué)生的探究精神,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真分析、仔細(xì)觀察、積極思維、尊重事實、善于動手探究的科學(xué)素養(yǎng)。
【課前準(zhǔn)備】
1.每組一套壞的電路元件(一個電池、一個電池盒、一個燈座、一個電燈泡、三條不同顏色的電線)2.每組一套做電路檢測器的元件(一個電池、一個電池盒、一個燈座、一個小燈泡、三條電線)、3.好的備用電池、電線、小燈泡若干。多媒體課件。
【教學(xué)過程】
(一)導(dǎo)入新課
1.提問:同學(xué)們已經(jīng)學(xué)習(xí)了簡單的電路知識,誰能說一說一個簡單電路包括哪些電路元件?(生:電源、用電器、導(dǎo)線和電器元件等)誰能用這些電路元件點亮小燈泡?(請兩名同學(xué)個連接一個電路,嘗試點亮小燈泡)
2.小結(jié):(一位同學(xué)的小燈泡順利點亮)電流從電池的一端經(jīng)導(dǎo)線流出,通過小燈泡,回到電池的另一端,形成一個完整的回路,小燈泡就會發(fā)光;
3.提問:(另一名同學(xué)連接的電路小燈泡沒亮)小燈泡沒亮說明什么?(板書:電路出故障了。)
(二)學(xué)習(xí)新課:分析故障原因 1.電路出了故障,說明燈泡中沒有電流通過。哪一部分出了故障,使電流中斷,燈泡不亮呢?(學(xué)生小學(xué)討論后匯報。)
2.同學(xué)們真了不起,一下子就找出了這么多可能存在的故障,但這些畢竟還是我們的猜測。那我們怎樣才能確切地找出電路中的故障呢?。
(三)學(xué)習(xí)新課:制作電路檢測器
1.(課件出示電路檢測器)今天咱們也做一個電路檢測器,利用它就可以查出故障的電路了。瞧,這就是我們要制作的電路檢測器。
2.咱們親手制作電路檢測器,怎么樣?
(四)學(xué)習(xí)新課:用電路檢測器檢測故障電路 1.我們該怎樣用電路檢測器檢測有故障的電路?
師演示:用電路檢測器的兩個檢測頭和一根電線的兩端相連接,如果小燈泡亮了,就說明這根電線沒有故障;如果不亮,則說明這根電線有故障。
提問:如果電路檢測器不靈怎么辦?為什么先要把檢測頭接觸一下呢?檢測僅僅做一次就夠嗎?為什么要重復(fù)檢測呢?
2.整理實驗方法(課件出示):
A、先把電路檢測器的兩個檢測頭相互碰一下,看檢測器的燈泡是不是發(fā)光。B、把可能出故障的元件串到電路里,看檢測器的燈泡是否發(fā)光。C、重復(fù)檢測一次。
3.接下來的任務(wù)是用剛才的方法查出電路出故障的地方。老師已經(jīng)為每個小組設(shè)置了一個有故障的電路,你們能用電路檢測器把故障找出來嗎?(課件出示實驗提示。)
A、小組內(nèi)要分工合作,盡量放低聲音。B、邊實驗邊記錄。
C、把檢測出來的故障元件放在1信封中,然后在材料盒中換取好的元件。
D、重新連接電路,排除故障,使故障電路中的燈泡亮起來。燈泡亮起來,說明你已經(jīng)排除故障,成功了。(生動手操作,師巡視指導(dǎo)。)
4.匯報交流:以小組為單位,你們的電路中有幾處故障,是在什么地方出的故障呢?
(五)總結(jié)拓展
1.討論:除了用電路檢測器來排查電路故障,我們還能用什么辦法找到電路故障,點亮小燈泡呢?課后把自己的想法付諸于實踐,看誰的方法更簡單,更高效?
2.教育學(xué)生安全用電;(1)檢測電路前要斷開電源。
(2)不能用“電路檢測器”檢測家用220V的電器電路。
【板書設(shè)計】
4.電路出故障了
電流中斷
合理猜測:
→
電路檢測器 →排除故障1.小燈泡壞了; 2.燈座松了,沒有連上; 3.電源壞了;
4.導(dǎo)線壞了,電路沒形成→纏繞絲→測絲長
電流回路
小燈泡被點亮
→
第五篇:《電路出故障了》說課稿
《電路出故障了》說課稿
《電路出故障了》說課稿1
一、說教材:
《電路出故障了》是教科版科學(xué)四下課程第一單元的第四節(jié)課。在前面點亮小燈泡的活動中,學(xué)生們已經(jīng)認(rèn)識了電、電流、電路。在讓更多的燈泡亮起來的活動中很容易出現(xiàn)一些問題,導(dǎo)致燈泡不亮,本節(jié)課就是要解決這些問題。在教師的引導(dǎo)下,讓學(xué)生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的一系列實踐活動,發(fā)展學(xué)生解決問題的能力。
本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容分2個部分:先是什么地方出故障:教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一些電路出故障的情境,讓學(xué)生學(xué)會查明電路出故障的原因,培養(yǎng)他們解決問題的能力。再是做個電路檢測器:指導(dǎo)學(xué)生對電路進(jìn)行檢測,學(xué)生將學(xué)習(xí)一種新的檢測方法——做一個電路檢測器。
二、說教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn),利用“學(xué)習(xí)主題的構(gòu)建”理論,結(jié)合學(xué)生的實際情況制定如下教學(xué)目標(biāo):
1、科學(xué)概念目標(biāo):知道利用電來點亮小燈泡需要一個完整的電路(通道)。了解電路出故障了,電流就會中斷。
2、過程與方法目標(biāo):能制作一個電路檢測器。并應(yīng)用電路檢測器檢測并排除電路中的故障。
3、情感態(tài)度價值觀目標(biāo):培養(yǎng)尊重他人意見,敢于提出不同見解,樂于合作與交流的精神。
三、說教學(xué)重、難點
為了落實教學(xué)目標(biāo),提高學(xué)生解決的問題的技能,結(jié)合學(xué)生實際重難點設(shè)置如下:
教學(xué)重點:
學(xué)習(xí)做一個電路檢測器。
教學(xué)難點:
經(jīng)歷思考電路出故障的各種原因的分析活動過程。
四、說教學(xué)準(zhǔn)備:
學(xué)生準(zhǔn)備:每組2個一3個小燈泡、導(dǎo)線若干、電池、電池盒、小燈座、壞的小燈泡、沒有剝皮的'導(dǎo)線、廢電池、形成斷路的電池盒、一套做電路檢測器的材料。教師準(zhǔn)備:一張電路檢測器的掛圖和課件
五、說教法、學(xué)法:
為了充分體現(xiàn)了“以人為本”、“自主探究、合作學(xué)習(xí)”的理念。用開放的教學(xué)法來引導(dǎo)學(xué)法的開放,在本課的教學(xué)是我將采用創(chuàng)設(shè)情境教學(xué)法,讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,又能和上節(jié)課讓更多的燈泡亮起來的活動中產(chǎn)生的問題連接起來;自主探究法,讓學(xué)生經(jīng)歷了從猜測——驗證——解決問題的思維過程,真正體會了科學(xué)家的研究過程;討論法,通過小組討論的方式,集思廣益,培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。
六、說教學(xué)程序:
在整個教學(xué)過程中,主要完成三個活動:
1、分析電路,猜測電路產(chǎn)生故障的原因;
2、制作一個電路檢測器;
3、用自制的電路檢測器對有故障的電路進(jìn)行檢測??v觀整個教學(xué)過程,可以概括為以下流程:發(fā)現(xiàn)問題————猜測原因————實驗證明————解決問題。
(一)、展示引入,了解電路:
在展示臺出示一個能使小燈泡發(fā)光的串聯(lián)電路,目的是讓學(xué)生說一說電流在這個電路是怎樣流動的。讓學(xué)生知道電流從電池的正極流出,通過電線、電燈,又回到電池的負(fù)極。然后課件展示電流在電路的流動情況,加深學(xué)生的印象。這樣設(shè)計是讓學(xué)生更進(jìn)一步認(rèn)識電路,只有電路通暢,燈泡才會亮,為后面分析電路出故障了做鋪墊。
(二)、發(fā)現(xiàn)問題,科學(xué)探究:
1、什么地方會出故障。
教師給每組提供一個有故障的電路,故障數(shù)量、原因不同,燈泡不亮了,教師及時板書:(燈泡為什么不亮了?),然后給學(xué)生充足的時間,讓學(xué)生進(jìn)行討論猜測,電路中哪些地方出故障了?并引導(dǎo)學(xué)生對猜測結(jié)果進(jìn)行整理,讓學(xué)生從電器元件入手,使同學(xué)明確出故障的六種可能。(投影出示:1、電池2、電線3、電燈4、燈座5、電池盒6、電路連接)
《電路出故障了》說課稿2
一、說教材:
1、教材分析:
《電路出故障了》是教科版科學(xué)四下課程第一單元的第四節(jié)課。電單元的教學(xué)就是從“電和我們的生活”課題開始的。在一次次看到小燈泡亮起來的活動中,學(xué)生們開始認(rèn)識了電、電流、電路。漸漸地他們就不滿足于只點亮一個小燈泡,于是在“讓更多的燈泡亮起來”的活動過程中,由于用幾根電線連接好幾個燈泡和燈座,一個地方的連接或一個器材出了問題,燈泡就不會亮了。經(jīng)歷了以上三節(jié)課的活動,學(xué)生對“電”已有了初步的認(rèn)識,對于本節(jié)課中活動完成已不是問題。本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容分2個部分:
(1)、什么地方出故障:教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一些電路出故障的情境,讓學(xué)生學(xué)會查明電路出故障的原因,培養(yǎng)他們解決問題的能力。
(2)、做個電路檢測器:指導(dǎo)學(xué)生對電路進(jìn)行檢測,學(xué)生將學(xué)習(xí)一種新的檢測方法——做一個電路檢測器。
2、教學(xué)目標(biāo):
從皮亞杰認(rèn)知心理學(xué)來看,四年級的學(xué)生好奇心強(qiáng),但實際操作能力較差,因此讓他們經(jīng)歷思考電路出故障的各種原因的分析活動過程是本節(jié)課的難點。根據(jù)科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合學(xué)生的實際情況制定如下教學(xué)目標(biāo):
(1)、經(jīng)歷思考電路出故障的各種原因的分析活動過程。
(2)、學(xué)習(xí)做一個電路檢測器。
(3)、經(jīng)歷用電器檢測器檢測故障電路的活動過程。
3、教學(xué)重、難點:
教學(xué)重點:學(xué)習(xí)做一個電路檢測器。
教學(xué)難點:經(jīng)歷思考電路出故障的各種原因的分析活動過程。
4、實驗內(nèi)容:
8組有故障的電路(壞的燈泡2組、沒有剝皮的電線2組、廢電池2組、形成斷路的電池盒2組、小燈泡、電池、電池盒、燈座、電線);8組電路檢測器材料(小燈泡、電池、電池盒、燈座、電線);8張檢測電路故障方案設(shè)計表。
二、說教法、學(xué)法:
學(xué)生在整個教學(xué)過程中,主要完成三個活動:1、分析電路,猜測電路產(chǎn)生故障的原因;2、制作一個電路檢測器;3、用自制的電路檢測器對有故障的電路進(jìn)行檢測。這三個活動的開展都是學(xué)生自主、合作研究的形式。首先,猜測電路故障原因,學(xué)生需要仔細(xì)觀察電路、利用已有的電路知識分析電路進(jìn)行有根據(jù)的猜測,并將結(jié)果記錄下來,以便及時驗證,不斷提高自己的猜測能力。再則,制作一個電路檢測器是一種新的檢測方法,也是學(xué)生自主完成的,要求學(xué)生對電路檢測器的工作原理必須了解,能熟練地使用。第三個活動更是學(xué)生的探究時間了,對所有材料的檢測必須一一完成并做好記錄,教師只是充當(dāng)他們的助手、支配者、引導(dǎo)者。
教學(xué)過程三、:
(一)、引入,了解電路:
在展示臺出示一個能使小燈泡發(fā)光的串聯(lián)電路,目的是讓學(xué)生說一說電流在這個電路是怎樣流動的。要求學(xué)生能簡單地口述電流從電池的正極流出,通過電線、電燈,又回到電池的負(fù)極。然后課件展示電流在電路的流動情況,加深學(xué)生的印象。
(二)、探究活動:
1、什么地方會出故障。
教師為每組的提供了一個有故障的電路,但故障原因各不相同,需要學(xué)生自己找出來。所以為學(xué)生提供充分的探究時間,以保證活動的深入。問題的出現(xiàn)引發(fā)了學(xué)生的思考、討論,教師乘勢進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo),幫助學(xué)生分析原因。
(1)展示臺出示燈泡不會亮的電路,學(xué)生提出問題,教師及時板書:(燈泡為什么不亮了?)
(2)教師啟發(fā),以引起學(xué)生的思考:是不是電路出故障了?(板書:發(fā)現(xiàn)問題)
分析猜想:電路中哪些地方出故障了?
(3)學(xué)生的猜測結(jié)果很多,但又雜亂無章,需要進(jìn)行整理。這時教師就需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行交流:全班有很多種猜測,提問并明確出故障的六種可能。(投影出示:1、電池 2、電線 3、電燈 4、燈座 5、電池盒 6、電路連接)
2、做個電路檢測器。
問題出現(xiàn)了,就要想辦法解決。但如何找到故障出在哪里呢? (1)討論:有什么辦法知道電路中哪里出了故障?
檢測法:檢測電路是否連接好。
替換法:用另外的'燈泡、電池來替換電路中的材料,看看燈泡是否能亮。(板書:替換法 檢測法)
(2)做一個電路檢測器。
大多數(shù)學(xué)生會選擇第一種方法,然而又該如何檢測電路呢?學(xué)生自然會想到檢測器。所以這時教師就可以切入電路檢測器的制作了。
①、引導(dǎo):如何檢測電路連接是否有問題呢?
②、出示第二組材料,學(xué)生根據(jù)所提供的材料設(shè)計一個電路檢測器。
③學(xué)生做一個電路檢測器。
3、用電路檢測器查找故障產(chǎn)生的原因。
(1)、邊檢查有故障的電路,邊做記錄。教師深入各組指導(dǎo)。
(2)、小組內(nèi)小結(jié):數(shù)一數(shù)電路中一共有幾個地方出故障了。
4、討論交流。
(1)、五人小組合作,把自己小組的檢測辦法告訴大家,邊說邊演示。
(2)、進(jìn)行集體的評價。
(3)、排除故障,使小燈泡亮起來。
5、注意安全:
本單元的安全教育始終不能放松,教師應(yīng)隨時提醒學(xué)生安全用電的知識,嚴(yán)禁使用電路檢測器用來檢測220V的電路。
四、說明:
本節(jié)課首先給學(xué)生提供有故障的電路元件,每組學(xué)生自主動手連接電路,然后通過分析燈泡不亮的原因引導(dǎo)出連接制作一個電路檢測器,這種設(shè)計過程既充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體、探究的問題從學(xué)生中而來的思路,又過渡的非常自然。在活動的開展過程中,讓學(xué)生經(jīng)歷了從猜測——驗證——解決問題的思維過程,調(diào)動了主動性和積極性與自主探究問題的能力。
五、歸納總結(jié),教學(xué)反思:
在課堂最后幾分鐘,我會請一名學(xué)生總結(jié)本課學(xué)習(xí)的內(nèi)容,并且自我進(jìn)行反思本節(jié)課上自己的優(yōu)缺點,做到及時反饋。