关于此实验
手电筒、门铃和玩具车都需要同样的东西：一条完整的回路，从电池的一端出发，经过设备，再回到另一端。在这个实验中，孩子们用导线连接电池、灯泡和开关，亲自找出哪些连接方式可以正常工作。四个谜题展示了几种常见错误：两根导线都接在灯泡的同一部分、回路中有断口、开关处于关闭状态，以及两个灯泡共用一条通路。
学习目标
- 搭建一个能点亮灯泡的简单电路
- 说明电路必须构成一个没有断口的完整回路
- 找出灯泡上的两个接触点，并解释为什么必须都接上
- 使用开关接通和断开电路
- 描述增加电池或灯泡会如何改变灯泡的亮度
使用方法
- 1在动手之前，先问一问：“你觉得点亮一个灯泡需要几根导线？”把你的猜测写下来。
- 2搭建一个能点亮灯泡的电路。然后试试只用一根导线能不能点亮灯泡。可以吗？
- 3试试谜题 1。导线碰到了灯泡的什么位置？移动一根导线，让灯泡亮起来。
- 4试试谜题2和谜题3。用一句话解释每个故障。
- 5将开关接入正常工作的电路。开关放在回路的哪个位置有关系吗？
- 6先改用1节电池，再改用3节。灯泡会怎样？为什么灯泡上会标注电压？
- 7试试谜题4。想办法连接两个灯泡，让它们都能明亮地发光。
模型
假设
- 每节电池提供1.5 V。灯泡是一个2.5 V、0.3 A的手电筒灯泡，我们将其视为电阻恒定，因此亮度取决于电流。
- 导线没有电阻。用导线将+和−直接相连会造成短路：电池会发热，其他东西都无法工作。
- 灯泡有两个触点：底部的尖端和金属螺纹外壳。灯丝在玻璃内部将两者连接起来。
- 电流超过额定值的约1.6倍时，灯泡会烧坏。实际灯丝的情况各不相同。
在课堂上试试这个实验
- Q1为什么灯泡需要两根导线，而不是一根？
- Q2手电筒不亮。请说出三种可能的故障原因。
- Q3为什么只用一根导线连接电池的两端很危险？
- Q4两个灯泡串联时，比单独一个灯泡更暗。为什么？
- Q5请说出三种可以代替导线来接通电路的材料，以及三种不能使用的材料。
常见问题
实验中沿着导线移动的短线表示什么？
它们标示出构成通电回路的导线部分。在真实的导线中，你看不到任何东西在移动：称为电子的微小带电粒子同时在整个回路的金属中移动。
在学校尝试短路安全吗？
使用一节小电池时，这只会使电池和导线变热，并消耗电池电量，但不应该故意这样做。绝不要用市电或充电电池进行短路，它们可能会变得非常烫，甚至起火。
谜题 4 应该怎样连接导线？
让每个灯泡都有一条独立的回路通向电池：从电池的 + 极各接一根导线到每个灯泡的顶端，再从每个灯泡的侧面各接一根导线到 − 极。这称为并联电路。每个灯泡都获得完整的电池电压，因此两个灯泡都会很亮。