9年级上册物理 电路连接的基本方式 第2课时 逐字稿-4,368字
师:各位同学,大家好。今天让我们继续学习十三章第二节电路连接的基本方式第二课时。上节课,我们做过这样一个实验:在串联电路中接入一个新的小灯泡,闭合开关后,三个小灯泡都能发光,但亮度明显变暗;在并联电路中并连接入新的小灯泡,三个小灯泡都能发光,且原来的亮度基本保持不变。
现在,我们改变实验思路,在串联电路和并联电路的某个灯泡两端都并联一根导线,大家想一想,实验现象还会和之前一样吗?让我们通过实验观察一下。
首先,在串联电路某一个小灯泡的两端并联一根导线,观察此时被并联的小灯泡能否发光。
通过实验我们发现,当导线并联在蓝色灯具座灯泡两端时,被并联的小灯泡不发光,另一个小灯泡依然发光。而且,对比两次灯泡的亮度,能明显发现另一个小灯泡变亮了。所以,并联导线的灯泡不发光,另一个灯泡亮度明显变亮。换一个灯泡进行实验,实验现象依然如此。
下面,我们来看在并联电路的某个小灯泡两端并联一根导线时,会出现什么实验现象。
我们发现,当将导线并联在某个小灯泡两端时,不仅被并联的小灯泡不再发光,另一个小灯泡也不发光了。即并联导线的灯泡不亮,另一个灯泡也不亮。
为什么会出现这两种不同的实验现象呢?我们回到一开始的电路图,分析一下电流的路径。
先看左边串联电路,当开关闭合后,电流从正极出发,经过开关到达 a 点。a 点是一个节点,此时电流有两条途径可以到达另一个节点 B,一条是经过灯泡到达 b 点,另一条是直接通过导线到达 b 点。通过实验可知,电流似乎很“聪明”,它没有选择对它有一定阻碍作用的灯泡,而是选择了直接通过几乎没有任何阻碍作用的导线到达 b 点,因此电路中没有电流通过 L2,L2 不发光。又因为整个电路对电流的阻碍作用减小,另一个灯泡就变得更亮了。
那么,根据刚才的分析,同学们思考一下,在右边的并联电路中,电流是不是还是很“聪明”呢?通过刚才的实验,我们发现的确如此。当开关闭合后,电流从正极出发,在到达 a 点时,电流并没有选择用电器,而是直接选择通过导线回到负极,这就是我们之前学过的电源短路现象。
左边的串联电路中是否也出现了短路现象呢?很明显,L2 中没有电流通过,L2 被短路了,但是 L1 中有电流通过,我们称这种情况为局部短路。
现在,我们一起来分析一道例题,巩固所学知识。
如图所示,在组成串联电路的实验中,当开关 s 闭合时,灯 L1、L2 均不亮。如果某同学用一根导线去检查电路的故障,他将导线先并连接在灯 L1 两端时,发现 L2 亮,L1 不亮;然后将导线并连接在灯 L2 两端时,发现两灯均不亮。那么这个电路故障是什么呢?
首先,s 闭合时灯 L1、L2 均不亮,同学们可以排除某些选项。没错,我们可以把 A 和 C 选项排除掉,因为当 L1 或者 L2 短路时,另外一个灯泡是能够发光的,而此时 L1、L2 均不亮。
看来问题应该是断路,那么到底是哪一个灯泡断路呢?我们接着找关键条件。他用导线去检查故障,先把导线并联在 L1 两端,此时可以把 L1 的灯泡去掉,因为有导线时,无论 L1 接还是不接,电流都不会再选择 L1 灯泡,而会直接选择导线通过。此时我们发现 L2 亮了,说明这条路是通路,L2 能够发光,它没有问题。当我们把导线并联在 L2 两端时,画出相应的图,此时 L2 不在考虑范围内,我们发现 L1 不能发光,所以说明 L1 断路。答案选 B,大家想对了吗?
刚才我们分析的都是实验室里小灯泡的连接情况,很多时候,我们会在道路两旁看到人们用小彩灯进行装饰,特别是在节日里,小彩灯把城市装饰得五彩缤纷。那么,节日里的小彩灯是如何连接的呢?我们先来看一段视频,大家一边观看一边思考。
在视频中我们看到,原来整串彩灯都能发光,但当取下其中一个之后,另外的彩灯就都熄灭了,说明彩灯之间不能相互独立工作,它们是串联的。但是,细心的同学一定也发现了,在电路中还有一个特殊的灯泡,它不发光说明它损坏了,但是别的彩灯却没有受到影响,依然明亮,这是为什么呢?我们通过下面的视频继续了解一下彩灯中的物理知识。
这些五光十色的彩灯是由许多串彩灯组成的,每一串彩灯由许多个小彩灯串联而成。多年前,当其中一个彩灯损坏后,一串彩灯会同时熄灭。现在,当一个彩灯熄灭后,其他的灯依然明亮,但若取走任一个灯,整串灯也会熄灭,这是为什么?原来在这类彩灯灯丝支架的下方,还有一根与灯丝并联的特殊金属丝。灯丝完好时,金属丝与支架不导电;灯丝断裂后,金属丝与支架导通,电流就能从金属丝中通过,因而其他小彩灯仍能发光。
看来小小的彩灯中也蕴含着神奇的物理知识,只要我们有探索的精神,就能创造美好的生活。
现在我们再回到之前学过的电路图,相信同学们立刻就能判断出这两种电路的连接方式。是的,左边是串联,右边是并联。但是如果给大家这样一副电路图,还能判断出来吗?我想一定还是可以的,不过因为电路图不够直观明了,为保证判断准确,我们可以从电源的正极出发,用笔画线代替电流的路径,这能很好地帮助我们理清思路。
首先,我们用一种颜色的笔选择其中一条电流路径,从正极回到电源的负极,发现在这条电流路径上有开关和 L1 这两个电学元件。然后,再用另一种颜色的笔从电源正极出发回到负极,描绘出第二条电流路径。在这条电流路径上我们发现只有 L2 这一个电学元件,所以这两个灯泡肯定是并联的。