王博
曲靖市民族中学
电路故障分析是初中物理的一个重要问题,也是中考高频考点之一。为了突破这一教学难点,笔者结合实际课堂教学经验,总结出了一套递进式渗透教学策略。该策略主要从实验入手,通过创设实际的电路故障情境,引导学生观察现象,分析故障产生的原因,通过实际操作解决电路存在的问题,使学生在实践过程中掌握分析电路故障的基本方法。
渗透一:在《串联和并联》这一节的教学中,让学生在已连接好的串、并联电路中(如图1甲和图2甲所示),进行以下操作:
1.拧下其中任意一只灯泡,观察另一只灯泡的工作情况(如图1乙和图2乙所示)。
2.将一根导线并联在任意一只灯泡两端,观察另一只灯泡的工作情况(如图1丙和图2丙所示)。
得出结论:串联电路,一个用电器断路,所有用电器都不能工作;一个用电器短路,其他用电器仍能工作。
得出结论:并联电路,一条支路断路,其他支路仍能工作;一条支路短路,其他支路都被短路。
这样操作不仅可以帮助学生初步认识串、并联电路的故障分析方法,还能让学生充分理解到串联电路中,各用电器相互影响,并联电路中各用电器独立工作,互不干扰。
渗透二:在《电压》一节,实验“练习使用电压表”之后,学生掌握了测量某用电器两端电压及电源电压的方法,并知道了“在只有一个用电器的电路中,用电器两端的电压与电源电压相等”的结论后让学生逐个连接以下电路:
图3甲,学生观察到小灯泡不发光,考虑电路是否断路,然后引导学生将电流表接入电路(图3乙),发现电流表示数几乎为零,从而得出电压表电阻很大,若与用电器串联,电路可视为断路。接着再让学生将灯泡撤去(图3丙),观察到电压表的示数几乎不变,进一步得出普通电路元件对于电压表而言,相当于导线,帮助电压表并联在电源两端,使其测量电源电压。这为后面“伏安法”电路的故障问题埋好了伏笔。
渗透三:在《串、并联电路中电压的规律》实验探究结束后,进行以下研究:
1.如图4甲,将电压表并联在一根导线两端,闭合开关,发现电压表示数为零。
得出结论:电压表与导线、开关、电流表并联时,其示数为0;
2.如图4乙,用一根导线将其中一只灯泡短路,再将电压表并联在这只灯泡的两端(图4丙),闭合开关,发现电压表示数为零。
得出结论:某用电器发生短路时,该用电器两端电压为0;
提出问题:与某用电器并联的电压表示数为零,原因可能是什么?
学生活动:在图4丙的基础上进行操作,观察哪些情况下电压表示数为零。
得出结论:某用电器两端电压表示数为0,原因可能是该用电器发生短路,或该用电器之外的电路发生断路。
提出问题:如何判定是以上的哪种情况?
学生活动:观察另一灯泡的发光情况或利用电流表进行检测。若电流表有示数(另一灯仍发光),判定为该用电器发生短路,若电流表无示数(另一灯不发光),判定为该用电器之外的电路发生断路。
物理是一门以实验为基础的学科,实验是探究物理知识的源泉。把电路常见的故障问题有目的、有计划、有成效地层层渗透到教学过程中,可以降低学生学习这部分知识的难度,使学生学会从电路故障呈现的现象中分析故障产生的原因,培养学生的逻辑思维,并激发学生学习物理的兴趣。