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短路現(xiàn)象
電路中出現(xiàn)被阻抗的情況
基本信息
| 中文名 | 短路現(xiàn)象 |
| 類型 | 物理學(xué)術(shù)語 |
| 學(xué)科 | 物理學(xué) |
| 表現(xiàn) | 電器的功率突然變大 |
| 相關(guān) | 電路 |
| 單位 | 焦耳 |
收起
短路問題
短路是電路中存在的一種特殊的狀態(tài)，是電路學(xué)習(xí)中的一個(gè)難點(diǎn)，對(duì)于我們剛剛接觸到電路的學(xué)習(xí)的學(xué)生來說，有些無所適從，同時(shí)感到毛骨悚然，心驚膽顫．因?yàn)閺睦蠋煹难菔镜膶?shí)驗(yàn)和老師的講授中，只能體會(huì)到短路時(shí)小燈泡沒有發(fā)光，并沒有真正體會(huì)到：教材中介紹的在短路時(shí)，電路中電流很大，會(huì)燒壞導(dǎo)線和電源，而在實(shí)際生產(chǎn)和生活中短路會(huì)引起電路發(fā)生故障，甚至發(fā)生火災(zāi)的嚴(yán)重事故．那么如何解決短路這一難點(diǎn)問題呢？這也是我們站在教學(xué)第一線的工作者應(yīng)該深入考慮的．下面就本人在教學(xué)中采用讓難點(diǎn)漸進(jìn)分散式的方法，逐步加以解決談?wù)剛€(gè)人的做法，以供讀者參考．
解決短路
概述
大致過程是：了解短路的含義，認(rèn)識(shí)串聯(lián)和并聯(lián)電路中的短路，知道短路時(shí)電路中電流很大，知道短路時(shí)電流產(chǎn)生的熱量多，克服短路帶來危害的方法，串聯(lián)電路中部分電路短路時(shí)的應(yīng)用。
具體操作
一．按下列圖1中電路連接實(shí)物電路，閉合開關(guān)（只能是瞬間閉合），讓同學(xué)們真正體會(huì)到小燈泡的確未發(fā)光．該電路實(shí)驗(yàn)效果如同電路圖2，是屬于用導(dǎo)線直接將電源兩極連接起來的電路，學(xué)生是什么現(xiàn)象都有沒有觀察到．但善于思考的同學(xué)們可能要問到：電流為什么從導(dǎo)線中通過，而不從小燈泡燈絲中通過呢？有關(guān)這個(gè)問題，我的回答是：現(xiàn)在由于我們所學(xué)知識(shí)還不能解釋，可留待以后學(xué)習(xí)電阻和歐姆定律之后才能解釋．留下懸念激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的求知欲．通過此實(shí)驗(yàn)，讓我們大致知道短路是指直接用導(dǎo)線將電源的正、負(fù)極連接起來的電路，或者是電流不經(jīng)過用電器而在直接跟用電器并聯(lián)的導(dǎo)線中通過的電路．
二．在連接串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別安排學(xué)生完成圖3（課本P16練習(xí)題第7題）和下列圖4中（在S1閉合情況下，S2只能是瞬間的閉合）的短路實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)一步體會(huì)串聯(lián)電路中部分電路發(fā)生短路時(shí)的現(xiàn)象，及并聯(lián)電路中某一支路發(fā)生短路時(shí)，所有的支路（也就是整個(gè)電路）都將發(fā)生短路。
三．在學(xué)習(xí)用電流表測(cè)量電流的實(shí)驗(yàn)中，再補(bǔ)充安排圖5的實(shí)驗(yàn)（開關(guān)只能是瞬間閉合），讓同學(xué)們來體會(huì)短路時(shí)電路中的電流確實(shí)很大，超過了電流表的最大量程。
四．在做用滑動(dòng)變阻器改變電路中電流的實(shí)驗(yàn)中，如圖6所示，用兩節(jié)干電池供電，且滑片在阻值最大的位置上時(shí)，閉合開關(guān)S，小燈泡不發(fā)光，當(dāng)滑片P向左移到某一位置時(shí)才開始發(fā)光，隨著滑片的移動(dòng)，小燈泡發(fā)光越來越亮，觀察電流表的示數(shù)也越來越大，這表明通過燈絲的電流越大，電流在相等的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多．因此引導(dǎo)學(xué)生思考：在短路時(shí)電路中電流是很大的，那么在一定的時(shí)間內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量是怎樣的？（結(jié)論是電流產(chǎn)生的熱量越多）當(dāng)溫度達(dá)到塑料或橡膠的著火點(diǎn)時(shí)，將會(huì)怎么樣？（答案是引起電路發(fā)生火災(zāi)）。
五．在學(xué)習(xí)焦耳定律后，我們可以安排這樣一道練習(xí)題：通常情況下實(shí)驗(yàn)用的導(dǎo)線電阻大約是0．02Ω，若用此導(dǎo)線直接接在電壓為1．5V的干電池的兩極上時(shí)，通過導(dǎo)線的電流是多大？在1min內(nèi)電流產(chǎn)生熱量是多少焦？若這些熱量的70%被導(dǎo)線外的橡膠吸收，橡膠線的質(zhì)量是40g，比熱容是0．5×103J/（Kg·℃），則橡膠線的溫度升了多少℃？（答案是：75A；6750焦；）．目的是讓同學(xué)們即練習(xí)了運(yùn)用焦耳定律計(jì)算電流產(chǎn)生的熱量，又讓同學(xué)們體會(huì)短路時(shí)電路電流很大，電流在很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱量，使物體的溫度的很快的升高，由此引起的后果。
六．短路是可怕的，危害是很大的，但是人們正確認(rèn)識(shí)后，利用串聯(lián)電路中部分電路短路，這就叫做“變廢棄為寶”或叫做“廢物”利用吧．如現(xiàn)行課本中第57頁的作業(yè)6第4題．又如某校有一塊實(shí)驗(yàn)田和值班室，現(xiàn)有足夠長(zhǎng)的細(xì)導(dǎo)線（導(dǎo)線電阻忽略不計(jì)），小燈泡、電鈴、電池組、開關(guān)各一個(gè)、導(dǎo)線若干根，為了防止牲畜闖入實(shí)驗(yàn)田，利用這些材料，設(shè)計(jì)了如下報(bào)警的電路圖7．用導(dǎo)線做護(hù)柵，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，燈亮鈴不響；當(dāng)牲畜闖入實(shí)驗(yàn)田，使護(hù)柵上的導(dǎo)線被闖斷，燈亮鈴也響。
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