第十五章 电流和电路
第2节 电流和电路 · 自主阅读问题链引导设计(逐句精读版)
费曼式以教代学 · 五列轮次问题链 · 含完整参考答案
课标要求:
2022年版义务教育物理课程标准“电磁相互作用”主题:知道电流的形成条件,了解电路的构成要素与电路状态,会连接简单电路,会画电路图,认识通路、断路、短路。本节建议2课时。
学习目标:
1. 知道电流的形成条件、电流方向的规定以及电路的构成要素,能连接简单电路,会画电路图,认识通路、断路、短路(据教师用书教学目标)。
2. 学习用电气符号代表电路元器件绘制电路图,体会其中的抽象思维方法。
3. 通过连接简单电路的探究活动,培养问题意识,提升问题解决能力。
4. 在观察现象、动手实验、分享交流中,养成实事求是、严谨认真的科学态度。
重点难点:
重点:理解电流的形成原因,以及会连接电路、画简单电路图。
难点:能识别通路、断路和短路(据教师用书)。
设计理念:
费曼以教代学——把教材原句拆成“原句+追问+抠字”的问题链,每轮配可执行的抠字动作与费曼讲解任务,逼你用自己的话把概念讲清楚;每部分末尾双保险(动态打断自查+误区预警+极简实验)兜底,最后全局费曼闭环。
教材结构:
本节按“问题→电流→导体绝缘体→电路构成→电路图→电路状态→练习”展开:
①电荷持续流动的条件与电流(问题引入、想想做做、电流形成、电流方向、LED单向导电性);
②导体与绝缘体(金属导电靠自由电子);
③电路的构成与电路图(电源/用电器/导线/开关、电路图符号与三会);
④通路、断路、短路(含演示小灯泡被短路)及练习与应用(5题)。
使用规则:
五列表格从左到右读:轮次→教材关键句(含定位)→问题链(追问/抠字)→抠字动作+费曼任务(动手做、动嘴讲)→参考答案。先盖住“参考答案”自己答,再对照;每完成一部分做“动态打断自查”,有漏洞立刻回看对应轮次。
知识主线:
电荷要持续流动→必须组成“闭合电路”→电荷的“定向移动”形成电流→人为规定“正电荷定向移动”为电流方向→金属靠自由电子导电→电路由电源、用电器、导线、开关构成→用符号画电路图→电路有通路、断路、短路三种状态。
一条线:从“怎样让电荷不停地流”追到“电路怎么画、有什么状态”。
第一部分 电荷持续流动与电流(问题引入 → 想想做做 → 电流 → 电流方向 → LED)
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| 如图15.2-1所示,取两个相同的验电器A和B,使A带电、B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来,A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭合变为张开。这表明,有一部分电荷通过金属棒从A移动到了B。但是,电荷移动会很快结束。怎样才能使电荷持续不断地流动呢? | ①A带电能让B也张开,说明“电荷能从一个物体移到另一个”——不是凭空产生?②金属箔张角“减小”说明A上的电荷变少了、移到B了,这印证了电荷可以“转移”?③金属棒一接,电荷“很快结束”移动——为什么不能一直流(缺什么)?④这一问“怎样使电荷持续流动”就是本节要解决的发动机问题。 | 抠“有一部分电荷通过金属棒从A移动到了B”“移动会很快结束”“持续不断地流动”。任务:画验电器A、B,标金属箔张角变化,口述“电荷从A转移到B、但很快停”;并猜“要一直流,需要什么条件”。 | 用金属棒连接后,电荷从带电的A转移到不带电的B,A张角变小、B张开——证明电荷可以转移。但导体一接就“平衡”了,电荷停止流动。要让电荷持续流动,必须组成一个能让电荷不断循环/补给的“路”,这就是后面要建立的“电路”。 |
| 有如下器材:小灯泡、小电动机、蜂鸣器各一个,一个开关、两节电池(图15.2-2)以及一些导线。先后三次连接电路,分别使小灯泡发光、小电动机转动、蜂鸣器发声。小灯泡、小电动机、蜂鸣器要受开关的控制。不能把电池的两端用导线直接连在一起!实验结果表明,要想使小灯泡等有电荷持续流过,就必须要有电池(cell),还要用导线将它们与电池连接成闭合的电路。 | ①三次实验共同点:都得有“电池”+“导线连成闭合回路”电荷才持续流过?②“受开关控制”说明开关的作用是“通/断”电路?③“不能把电池两端直接连”为什么(会短路、大电流烧电池,后面学)?④“闭合的电路”是持续电流的关键条件——呼应第1轮的疑问。 | 抠“必须要有电池”“闭合的电路”“受开关的控制”“不能把电池两端直接连”。任务:分别画三幅实物连线草图(电池+开关+用电器+导线成环);亲口说“缺电池或断开关,用电器都不工作”;记住“电池两端直连=禁止”。 | 持续电流的两个必要条件:①有电源(电池)提供“推动”电荷的能量;②用导线把电源、用电器等连成“闭合回路”。缺一不可。开关用来控制电路通断。注意:电池正负极被导线直接相连会造成电源短路,严禁这样接。 |
| 导线、小灯泡的灯丝都是用金属做的,电荷在金属中可以定向移动,电荷的定向移动形成电流(electric current),类似水定向移动形成水流。 | ①电流是“电荷的定向移动”——关键词是“定向”还是“移动”(杂乱移动不算电流)?②类比“水流”:水流是水的定向移动,电流是电荷的定向移动,这个类比帮我们理解什么(用熟悉类比陌生)?③“电荷”可以是正电荷、负电荷或两者同时反向移动(教材下文)?④金属里能自由移动的电荷是什么(自由电子,下轮讲)? | 抠“电荷在金属中可以定向移动”“电荷的定向移动形成电流”“类似水定向移动形成水流”。任务:用“公路上朝同一方向行驶的车流”类比“定向移动形成电流”;对比“人群乱挤(无方向)≠人流(有方向)”。 | 电流 = 电荷的定向移动。必须是“定向”(有大致一致方向)的移动才能形成电流,杂乱无章的运动不算。水流是水的定向移动,电流是电荷的定向移动——用水流类比电流,是教材的重要思想方法。 |
| 电荷有正、负两种,回路中有电流时,发生定向移动的电荷可能是正电荷,也可能是负电荷,还可能是正、负电荷同时向相反方向发生定向移动。在19世纪初,物理学家刚刚开始研究电流时,并不清楚在各种情况下究竟是哪种电荷在移动,当时就把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。按照这个规定,当电池、导线、小灯泡组成的电路闭合时,在电池外部,电流的方向是从电池正极经过小灯泡流向负极(图15.2-3)。 | ①实际移动的可能是正电荷、负电荷或两者反向——“电流方向”是“规定”的,不是“测出”的,为什么这么规定(历史原因:当时分不清正负电荷谁在动)?②规定“正电荷定向移动方向”为电流方向,那么负电荷移动时,电流方向与它实际移动方向相反?③“在电池外部,电流从正极经用电器流向负极”——那电池内部呢(内部从负极回到正极,形成闭环)?④“外部”这个限定为什么重要(内部方向相反)? | 抠“正电荷定向移动的方向规定为电流的方向”“在电池外部”“从正极经过用电器流向负极”。任务:画电池+灯泡,标外部电流方向(正→用电器→负);并说明“若实际是负电荷在动,电流方向与它反向”。 | 电流方向是人为规定:把正电荷定向移动的方向定为电流方向。在电源外部,电流从电源正极出发,经过用电器,回到负极;电源内部则从负极回到正极,形成完整回路。注意:金属中实际定向移动的是负电荷(自由电子),其移动方向与规定的电流方向相反。 |
| 发光二极管(LED)是一种电子元件,它的两根引脚中较长的为正极,较短的为负极。当电流由正极经过LED流向负极时,LED发光,表明它处于导通状态;反之,电流不能从负极流向正极,此时LED不会发光(图15.2-4)。所以,根据LED发光与否可以判断电路中是否有电流及电流的方向。 | ①LED“长脚正、短脚负”——接反(电流想从负到正)就不亮,说明它“只让一个方向的电流过”,这叫什么(单向导电性)?②利用“正向亮、反向不亮”能判断什么(电路里有没有电流、电流朝哪)?③这和“电流方向规定”怎样配合用(亮=电流从正极脚进)? | 抠“较长的为正极,较短的为负极”“导通状态”“单向导电性”“判断电流的方向”。任务:拿LED实物认长脚/短脚;设想把它接入未知电路,亮了说明电流从长脚进——用它当“电流方向指示器”。 | LED具有单向导电性:电流只能从正极(长脚)流向负极(短脚)才发光,反向不导通。因此可用LED判断电路中有无电流、以及电流方向——亮,说明电流从其正极脚流入。这是把“抽象的电流方向”变成“看得见的亮灭”。 |
动态打断自查:
合上书,能不能说清“持续电流的两个条件”?能不能讲出“电流=电荷定向移动”并用“水流”类比?能不能画出电池外部电流方向(正→用电器→负)?能不能解释“为什么LED能判断电流方向”?四项全过进第二部分。
误区预警(中考高频):
①以为“电荷移动就形成电流”——错,必须是“定向”移动(杂乱运动抵消,不形成电流)。
②把“电流方向”当成客观测出的方向——它只是“规定”(正电荷定向移动方向),金属中实际是自由电子反向移动。
③忽略“在电池外部”这一限定,误以为电池内部电流也是正→负(内部恰是负→正,构成闭环)。
极简实验 · 生活现象检验:
取一节电池、一根导线、一个小灯泡,尝试不同接法——只接电池不接灯泡(断路,不亮)、电池两端用导线直连(短路,严禁,会发热)、正确连成闭合回路(亮)。亲验“闭合才有电流、短路危险”;再接一个LED,观察长脚接正才亮。
第二部分 导体与绝缘体(金属导电靠自由电子)
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| 用金属丝将小灯泡和电池连成闭合的电路,小灯泡就会发光;如果用橡皮筋将小灯泡和电池连接起来,小灯泡就不会发光。这说明金属可以导电,橡皮筋不可以导电。容易导电的物体叫作导体(conductor),金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等都是导体。不容易导电的物体叫作绝缘体(insulator),橡胶、玻璃、塑料等都是绝缘体。 | ①金属丝接通灯亮、橡皮筋接通不亮——差别在于“能不能让电荷流过”(导电性)?②“容易导电”的叫导体,“不容易导电”的叫绝缘体——这是按什么划分(导电能力,不是绝对)?③列举的导体(金属、人体、大地、石墨、食盐水)有什么共同点(内部有可自由移动的电荷)?绝缘体(橡胶、玻璃、塑料)内部自由电荷极少?④人体、大地是导体,意味着“别随便摸带电体”? | 抠“容易导电的物体叫作导体”“不容易导电的物体叫作绝缘体”。任务:各举3个生活导体/绝缘体;解释“为什么电线外面要包塑料皮”(内导外绝,防触电)。 | 导体=容易导电的物体(金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等);绝缘体=不容易导电的物体(橡胶、玻璃、塑料等)。区分标准是“导电能力强弱”,不是“绝对能/不能”。电线用金属芯导电、外裹塑料绝缘,正是导体与绝缘体的配合应用。 |
| 在金属中,部分电子可以脱离原子核的束缚而自由移动,这种电子叫作自由电子。金属之所以能导电,靠的就是自由电子。平时金属内自由电子运动的方向杂乱无章,但是接上电池之后,它们就会做定向移动。 | ①“部分电子脱离原子核束缚自由移动”=自由电子——它本来被核束缚,现在自由了,所以能“带着电荷到处跑”形成电流?②“平时杂乱无章”——无外电场时自由电子乱动,不形成电流(呼应第3轮“定向”);③“接上电池之后定向移动”——电池提供了“推动力”(电场),让自由电子朝一个方向走,于是形成电流?④金属导电靠的是“负电荷(电子)”定向移动,所以金属中电流方向与电子移动反向(呼应第4轮)。 | 抠“自由电子”“杂乱无章”“接上电池之后定向移动”。任务:画金属内部若干自由电子,标注“无电池时乱飞、有电池时整体朝一个方向漂”;向别人解释“为什么金属能导电而橡皮筋不能”(橡皮筋里几乎没有自由电子)。 | 金属导电的微观本质:金属内部有大量可自由移动的电子(自由电子)。无电源时它们杂乱运动、相互抵消,不形成电流;接入电源后,在电场作用下自由电子发生定向移动,形成电流。橡皮筋等绝缘体内部几乎没有自由电子,所以不易导电。 |
动态打断自查:
能不能各举3个导体、3个绝缘体,并说明“电线为什么金属芯+塑料皮”?能不能用“自由电子”解释“金属为何导电、橡皮筋为何不导电”?能不能说清“平时自由电子杂乱、接电池后定向”?全过进第三部分。
误区预警(中考高频):
①以为“绝缘体绝对不导电”——准确说“不容易导电”,高压或潮湿下绝缘体也可能导电,不能说成“永远不导”。
②以为“导体里有正电荷在跑”——金属中定向移动的是自由电子(负电荷),正电荷(原子核)基本不动。
③把“导电”和“带电”混为一谈:导体善于导电,但不代表它一定带电;绝缘体不易导电,也可摩擦起电。
极简实验 · 生活现象检验:
用电池+导线+小灯泡,分别用金属回形针、铅笔芯(石墨,导体)、干木棍/橡皮筋(绝缘体)串入电路,观察灯亮灭,亲手区分导体与绝缘体;再用一段铜丝和一段塑料尺对比。
第三部分 电路的构成与电路图(电源/用电器/导线/开关 → 符号 → 三会)
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| 物理学中将电池(图15.2-5)这类提供电能的装置叫作电源(power supply),将灯泡、电动机、蜂鸣器等这类消耗电能的装置叫作用电器。电源、用电器,再加上导线,往往还有开关,组成了电流可以流过的路径——电路(electric circuit)。只有电路闭合时,电路中才有电流。发电机也是一种常见的电源,家庭电路中的电流是靠远方电站中的发电机来维持的。 | ①电源=“提供电能”的装置(电池、发电机),用电器=“消耗电能”的装置(灯、电动机、蜂鸣器)——从“能量”角度看,电源是把其他能变电能,用电器是把电能变其他能?②电路=电源+用电器+导线+开关(往往还有)四要素,缺一个会怎样(缺电源无推动、缺导线/开关断则断路)?③“只有电路闭合时才有电流”——再次强调“闭合”是电流必要条件(呼应第2轮)?④发电机也是电源,家庭电路靠它维持——拓宽“电源”认识。 | 抠“提供电能的装置叫作电源”“消耗电能的装置叫作用电器”“电流可以流过的路径——电路”“只有电路闭合时,电路中才有电流”。任务:画方框图(电源→导线→用电器→开关→回到电源),标能量转化;说清“四要素少一个会怎样”。 | 电路四要素:电源(提供电能)、用电器(消耗电能)、导线(传导电荷)、开关(控制电路通断)。它们连成电流可流过的路径即电路。只有电路闭合时才有电流。电源不仅指电池,发电机也是常见电源,家庭电路的电能来自远方发电机。 |
| 画图时如果把电源、用电器等元器件原样画出,既麻烦又不清楚。为了便于研究,人们通常用符号来表示这些元器件①(图15.2-6)。用符号表示电路连接的图,叫作电路图。电路图是对实际电路的有效抽象。有了元器件的符号,我们就可以用它来方便地替代实物电路了(图15.2-7)。 | ①“原样画太麻烦”所以要“用符号代替”——电路图是实际电路的“抽象模型”(抓本质、去细节)?②图15.2-6给出国标符号(GB/T 4728):电池、灯泡、开关、电动机、电流表、电压表等各有规定画法,不能自造?③“三会”目标:会看符号、会根据实物画电路图、会根据电路图连实物——这是电学基本功?④画电路图要求:符号统一、横平竖直、呈矩形、导线接接线柱不交叉(教参强调)。 | 抠“用符号来表示这些元器件”“用符号表示电路连接的图,叫作电路图”“电路图是对实际电路的有效抽象”。任务:默画电池、灯泡、开关、电动机的符号;找一个实物电路,试着画出它的电路图(横平竖直、不交叉)。 | 电路图=用统一规定的符号表示电路连接关系的图,是实际电路的抽象。常用符号按国标GB/T 4728(电池、灯泡、开关、电动机、电表等)。学习要求是“三会”:会看符号、会根据实物画电路图、会根据电路图连接实物;画图要规范(符号统一、横平竖直、矩形布置、导线接接线柱、避免交叉)。 |
动态打断自查:
能不能说全“电路四要素”并各举例子?能不能默画电池、灯泡、开关、电动机四种符号?能不能讲清“电路图是实际电路的抽象、为什么要画电路图”?全过进第四部分。
误区预警(中考高频):
①以为“电路图就是把实物画小一点”——错,是用“规定符号”表示,不是写实物。
②画电路图时自造符号、导线交叉混乱——考试会扣分,必须横平竖直、用标准符号。
③以为“有电源就一定有电流”——必须有“闭合回路”才行(开路无电流)。
④把“电源”只当成电池——发电机、蓄电池等都是电源。
极简实验 · 生活现象检验:
照教材图15.2-6~15.2-7,把“电池+开关+小灯泡”实物图改写成电路图,再据图用导线连回实物,体会“实物↔符号”双向转换;注意开关画成断开/闭合两种状态。
第四部分 通路、断路、短路(含演示)与练习与应用(5题·解题引导)
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| 正常接通的电路,即用电器能够工作的电路叫作通路。电路中如果某处被切断,电路中就不会有电流通过,这种情况叫作断路。 | ①“正常接通、用电器能工作”=通路;“某处被切断、无电流”=断路——这两种是电路的“正常工作/断开”状态?②断路可能发生在哪(开关断开、导线脱落、接触不良)?③通路和断路的区别就在“是否闭合、有无电流”——这和前面“闭合才有电流”一致? | 抠“正常接通的电路……叫作通路”“某处被切断……叫作断路”。任务:画一个电池灯电路,开关断开标“断路”、闭合标“通路”;口述“断路时电流为零、用电器不工作”。 | 通路=处处接通、用电器正常工作的电路;断路=某处断开、电流为零、用电器不工作。开关断开、导线断、接触不良都会造成断路。通路与断路的核心区别是“电路是否闭合、有无电流通过”。 |
| 直接用导线将电源的正、负极连接起来,这种情况下电源被短路,电路中会有很大的电流,可能把电源烧坏,这是不允许的! | ①“导线直接连电源正负极”=电源短路——电流绕过了所有用电器,只走这根导线,电阻极小→电流极大→发热烧电源?②为什么“不允许”(大电流危险,可能烧坏电源甚至起火)?③判断电源短路的方法(教参):从正极沿电流方向找回到负极的路径,只要有一条“没经过用电器”,就是电源短路?④这和“想想做做”里的警告“不能把电池两端直接连”完全对应。 | 抠“直接用导线将电源的正、负极连接起来”“电源被短路”“很大的电流,可能把电源烧坏,这是不允许的”。任务:画“电池正负极被一根导线直连”的图,标“电源短路、严禁”;说清“大电流从哪来”(几乎无电阻)。 | 电源短路=用导线把电源正负极直接相连,电流不经过用电器而直接从正极回到负极,回路电阻极小,电流极大,会烧坏电源甚至引发危险,绝对禁止。判断方法:从电源正极沿电流方向找回路,若某条路径不经过任何用电器就回到负极,即为电源短路。 |
| 如果电路是接通的,但用电器两端被导线直接连通,这种情况下该用电器被短路,不能工作。图15.2-8是由两个小灯泡、两节干电池、一个开关组成的电路。闭合开关,小灯泡发光。把导线接在一个小灯泡的两端,你会看到这个小灯泡熄灭了,而另一个小灯泡还发光。实验现象表明,小灯泡被短路而熄灭,这是因为电流通过外加导线而绕过了小灯泡。 | ①“用电器两端被导线直接连通”=该用电器被短路——电流“抄近道”走导线,不进用电器,所以它不工作,但其他用电器仍工作(和电源短路不同,电源没被短)?②演示:一根导线并在L1两端→L1灭、L2仍亮,说明电流“绕过L1走导线”→L1被短路?③用电器被短路≠用电器烧坏(撤掉导线它还能亮,教参强调)——别和“烧坏”混淆?④电源短路 vs 用电器短路:前者烧电源、全电路无电流;后者只让某个用电器不工作、其余正常。 | 抠“用电器两端被导线直接连通”“该用电器被短路,不能工作”“电流通过外加导线而绕过了小灯泡”。任务:画两灯串联电路,用一根导线并在L1两端,标“L1被短路、L2仍亮”;区分“电源短路”与“用电器短路”。 | 用电器被短路=用导线将该用电器两端直接连通,电流“抄近道”绕过它,该用电器无电流而不工作,但电源和其他用电器正常工作。演示中导线并接在一个灯泡两端,该灯泡熄灭、另一灯泡仍亮,即被短路。注意:用电器被短路通常不会烧坏(撤线仍可工作),这与危险且烧电源的“电源短路”不同。 |
| 1 图15.2-9甲是把电池和玩具电风扇连接起来的电路图。请在图15.2-9乙中用笔画线表示导线,连接相应的电路。 | ①先读甲图电路图:电池、开关、电风扇三者串联成闭合回路(符号对应实物)。②在乙图实物上,按“电源+→开关→电风扇→回到电源−”的顺序用笔画线连接,形成闭合回路。③连线要接到元件的接线柱上,不要交叉、不要短路(别让导线直接连电池正负极)。 | 抠“电路图”“用笔画线表示导线”“连接相应的电路”。任务:在脑中把甲的符号逐个换成乙的实物,画一条不交叉的闭合连线;自检“是否形成回路、有无电源短路”。 | 解法:对照甲电路图,乙中电池、开关、玩具电风扇依次用导线连成闭合回路(电流从电池正极出发,经开关、风扇,回到负极)。连线须接在接线柱上、避免交叉,且绝不能让导线直接连接电池正负极(电源短路)。 |
| 2 在图15.2-10中有电子门铃、电源和开关,请用笔画线表示导线把它们连起来,使电子门铃能够正常工作,并画出相应的电路图。电子门铃可以用——电子门铃——这样的符号表示。 | ①要让门铃“正常工作”,电源、开关、门铃必须串联成闭合回路(开关控制电路通断)。②实物连线:电池+→开关→门铃→电池−,用笔画线接好。③画电路图:用规定符号(电池、开关、门铃符号—电子门铃—)横平竖直画出同样的串联关系。 | 抠“用笔画线表示导线把它们连起来”“画出相应的电路图”“电子门铃符号”。任务:先连实物(三元件串联),再画电路图(符号统一、矩形布置);把两种表达互相对照。 | 解法:实物连接——电源、开关、电子门铃串联成闭合回路(电流正→开关→门铃→负)。电路图——用国标符号画:电池、开关、门铃(—电子门铃—)依次串联,导线横平竖直。这是“实物图↔电路图”双向转换的基本功。 |
| 3 观察图15.2-11所示的手电筒结构图。按下按键时,电路是怎样接通的?请在图中画出电流通过的路径。另外再画出手电筒的电路图。 | ①手电筒结构:电池、灯泡、按键开关、金属外壳/弹簧。按下按键→金属片把断开处接通,形成闭合回路。②电流路径:从电池正极→弹簧/金属片→灯泡→按键接通处→电池负极(沿闭合回路)。③画电路图:电池+灯泡+开关(按键)串联,注意开关状态(按下=闭合)。 | 抠“按下按键时,电路是怎样接通的”“画出电流通过的路径”“画出手电筒的电路图”。任务:在结构图上描出“按下按键后电流从电池+到灯泡再到−”的闭合路径;再抽象成电路图。 | 解法:按下按键时,按键内的金属触点闭合,把电池、灯泡连成回路——电池正极→触点/金属件→灯泡→回到电池负极,灯泡发光。电流路径即这条闭合回路。电路图:电池、灯泡、按键开关串联(按键按下表示闭合)。 |
| 4 图15.2-12是某人连接的电路,小电动机能转动吗?如果不能,请在接错的那根导线上画一个“×”,表示不要这根导线,再把正确接法的导线画出来,并在三根导线上分别标明电流的方向。 | ①先判断:电动机要转,必须“有电源、且组成闭合回路、且电源没被短路”。②排查接错的导线:常见错接是某根导线使电源正负极被直接相连(电源短路),导致电动机不转且危险;或使电路开路。③找到接错线画×去掉,补画正确导线使“电池+→开关→电动机→电池−”成闭合回路。④在正确接法上标电流方向:电源外部从正极经用电器流向负极。 | 抠“小电动机能转动吗”“接错的那根导线画×”“正确接法的导线”“标明电流的方向”。任务:把图当“找茬”,先判电动机转不转,再定位错误导线、改接、最后标三个电流箭头(正→用电器→负)。 | 解法:先判——若接法使电源被短路或开路,电动机不能转动。通常错误是一根导线把电源正负极直接连上(电源短路),应在此线上画×去掉,另画导线让电池、开关、电动机构成闭合回路。改正后标电流方向:电源外部从正极出发,经开关、电动机,回到负极。 |
| 5 在图15.2-13甲、乙中,各有一根导线接错而使小灯泡和电源被短路。请分别把这根导线找出来,在上面画一个“×”。 | ①题眼“使小灯泡和电源被短路”——即某根导线把电源正负极直接连起来了(电源短路),同时小灯泡也被短接、不亮。②分别审视甲、乙:找那根“不经过用电器、直接连通电源正负极”的导线,它就是罪魁。③画×去掉它,电路才会正常(小灯泡接入回路发光)。④这题练的是“识别电源短路的那根线”,呼应第11轮判断方法。 | 抠“各有一根导线接错”“使小灯泡和电源被短路”“找出来画×”。任务:用第11轮方法(从正极沿电流方向找回路,哪条路径无用电器即短路)分别定位甲、乙的短路导线,画×标注。 | 解法:甲、乙中各有且仅有一根导线把电源正负极直接相连(不经过小灯泡),造成电源短路、小灯泡也不工作。找出该导线并在其上画×即可(去掉后小灯泡接入正常回路)。判断口诀:从电源正极出发沿电流方向找回到负极的路径,若某条不经过任何用电器,就是造成短路的那根线。 |
动态打断自查:
能不能区分“通路/断路/电源短路/用电器短路”四种状态,各画一图?能不能说清“电源短路烧电源、用电器短路只让该用电器不工作”?练习5题能否用“找直接连电源正负极的那根线”方法独立找出短路导线?全过即达标。
误区预警(中考高频):
①把“用电器被短路”当成“用电器烧坏”——错,被短路的用电器只是无电流不工作,撤掉短路线仍能正常工作。
②混淆“电源短路”和“用电器短路”:前者导线直连电源正负极、烧电源、全电路危险;后者只让某用电器不工作、其余正常。
③以为“有电源+导线就一定有电流”——必须是闭合且无短路的回路。
④画电路图/连实物时把导线接到元件中间而非接线柱,造成接触错误。
极简实验 · 生活现象检验:
照教材图15.2-8做“小灯泡被短路”演示——两灯串联,用一根导线并在一只灯泡两端,观察“该灯灭、另一灯仍亮”,亲验“用电器被短路”;再(在老师指导下、瞬时)体会导线直连电池两极的严重发热,理解“电源短路严禁”。
阅读后:费曼式闭环检验
自我诊断报告:
√ 能讲清的部分:____________
× 薄弱环节(2-3个):____________
— 盲点原因:概念混淆?只会背不会用?还是没例子?
追加实战追问(能答对才算真懂):
- 如果电流方向没有被“规定”,而金属中实际是自由电子(负电荷)在定向移动,那么教材说的“电流方向(正→负)”和“电子移动方向”是什么关系?画图说明。
- 电源短路和用电器被短路都会让某个用电器不工作吗?请各画一图,说明二者后果的根本不同(哪个会烧电源、哪个不会)。
- 为什么电线要用“金属芯+塑料外皮”?从导体/绝缘体和“自由电子”的角度,解释塑料皮的作用,并说明人体、大地为什么算导体。
- 给你一个实物电路(电池、开关、小灯泡),要画出规范电路图,必须遵守哪几条“三会”与画图要求?试着口述并画一遍。
- 中考真题化:如图,开关S闭合后,灯泡L1发光、L2不发光。最可能的电路状态是( )A. 两灯都断路 B. L2被短路 C. 电源短路 D. L1被短路。请完整说明理由。
极简重述任务:用不超过 3 句话讲给完全没学过的人听。
参考框架:
三句话讲给没学过的人:
①想让电荷不停地流,得用电池和导线把电路连成“闭合回路”,电荷的定向移动就形成了电流,电流方向人为规定为正电荷移动的方向(电源外部正→负)。
②金属能导电,是因为里面有“自由电子”,接上电池它们就朝一个方向跑;容易导电的是导体、不容易导电的是绝缘体。
③电路由电源、用电器、导线、开关组成,用符号画成电路图;电路有通路、断路、短路三种状态——电源短路会烧电源、严禁,用电器被短路只是它自己不工作。
信源说明:教材原文取自《义务教育教科书·物理九年级全册》第十五章第2节“电流和电路”;教学目标、重点难点与教学建议参照配套《教师用书》第十五章第2节(教学目标4条、重点为电流形成原因与连接电路画电路图、难点为识别通路断路短路);课标依据2022年版义务教育物理课程标准“电磁相互作用”主题。
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