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短路現象
電路中出現被阻抗的情況
基本信息
| 中文名 | 短路現象 |
| 類(lèi)型 | 物理學(xué)術(shù)語(yǔ) |
| 學(xué)科 | 物理學(xué) |
| 表現 | 電器的功率突然變大 |
| 相關(guān) | 電路 |
| 單位 | 焦耳 |
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短路問(wèn)題
短路是電路中存在的一種特殊的狀態(tài)，是電路學(xué)習中的一個(gè)難點(diǎn)，對于我們剛剛接觸到電路的學(xué)習的學(xué)生來(lái)說(shuō)，有些無(wú)所適從，同時(shí)感到毛骨悚然，心驚膽顫．因為從老師的演示的實(shí)驗和老師的講授中，只能體會(huì )到短路時(shí)小燈泡沒(méi)有發(fā)光，并沒(méi)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 )燒壞導線(xiàn)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)生火災的嚴重事故．那么如何解決短路這一難點(diǎn)問(wèn)題呢？這也是我們站在教學(xué)第一線(xiàn)的工作者應該深入考慮的．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(guò)程是：了解短路的含義，認識串聯(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(lái)危害的方法，串聯(lián)電路中部分電路短路時(shí)的應用。
具體操作
一．按下列圖1中電路連接實(shí)物電路，閉合開(kāi)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)驗效果如同電路圖2，是屬于用導線(xiàn)直接將電源兩極連接起來(lái)的電路，學(xué)生是什么現象都有沒(méi)有觀(guān)察到．但善于思考的同學(xué)們可能要問(wèn)到：電流為什么從導線(xiàn)中通過(guò)，而不從小燈泡燈絲中通過(guò)呢？有關(guān)這個(gè)問(wèn)題，我的回答是：現在由于我們所學(xué)知識還不能解釋?zhuān)闪舸院髮W(xué)習電阻和歐姆定律之后才能解釋?zhuān)粝聭夷罴ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習的求知欲．通過(guò)此實(shí)驗，讓我們大致知道短路是指直接用導線(xiàn)將電源的正、負極連接起來(lái)的電路，或者是電流不經(jīng)過(guò)用電器而在直接跟用電器并聯(lián)的導線(xiàn)中通過(guò)的電路．
二．在連接串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的實(shí)驗時(shí)，分別安排學(xué)生完成圖3（課本P16練習題第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)驗現象，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)習用電流表測量電流的實(shí)驗中，再補充安排圖5的實(shí)驗（開(kāi)關(guān)只能是瞬間閉合），讓同學(xué)們來(lái)體會(huì )短路時(shí)電路中的電流確實(shí)很大，超過(guò)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)驗中，如圖6所示，用兩節干電池供電，且滑片在阻值最大的位置上時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，小燈泡不發(fā)光，當滑片P向左移到某一位置時(shí)才開(kāi)始發(fā)光，隨著(zhù)滑片的移動(dòng)，小燈泡發(fā)光越來(lái)越亮，觀(guān)察電流表的示數也越來(lái)越大，這表明通過(guò)燈絲的電流越大，電流在相等的時(shí)間內產(chǎn)生的熱量越多．因此引導學(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)間內電流產(chǎn)生的熱量是怎樣的？（結論是電流產(chǎn)生的熱量越多）當溫度達到塑料或橡膠的著(zhù)火點(diǎn)時(shí)，將會(huì )怎么樣？（答案是引起電路發(fā)生火災）。
五．在學(xué)習焦耳定律后，我們可以安排這樣一道練習題：通常情況下實(shí)驗用的導線(xiàn)電阻大約是0．02Ω，若用此導線(xiàn)直接接在電壓為1．5V的干電池的兩極上時(shí)，通過(guò)導線(xiàn)的電流是多大？在1min內電流產(chǎn)生熱量是多少焦？若這些熱量的70%被導線(xiàn)外的橡膠吸收，橡膠線(xiàn)的質(zhì)量是40g，比熱容是0．5×103J/（Kg·℃），則橡膠線(xiàn)的溫度升了多少℃？（答案是：75A；6750焦；）．目的是讓同學(xué)們即練習了運用焦耳定律計算電流產(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，但是人們正確認識后，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．如現行課本中第57頁(yè)的作業(yè)6第4題．又如某校有一塊實(shí)驗田和值班室，現有足夠長(cháng)的細導線(xiàn)（導線(xiàn)電阻忽略不計），小燈泡、電鈴、電池組、開(kāi)關(guān)各一個(gè)、導線(xiàn)若干根，為了防止牲畜闖入實(shí)驗田，利用這些材料，設計了如下報警的電路圖7．用導線(xiàn)做護柵，當開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，燈亮鈴不響；當牲畜闖入實(shí)驗田，使護柵上的導線(xiàn)被闖斷，燈亮鈴也響。
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