【初中物理小课堂】一个简单电路的探究

本节课程是在教材的基础上，以矩道VR/3D实验室软件平台为工具，开发的一套实验案例，为中学物理教学和提高学生实验能力服务。实现教师、学生在教学过程与学习过程的优化，从而实现提高各种工作的效率、效果和效益，有利于加快实现教育信息化的跨越式发展。

矩道VR实验/3D实验室软件平台在电学实验教学中的优势不言而喻。首先，不用准备大量实验器材；其次，不用反复拆解搭建电路，也无需为搭错电路而苦苦检查故障；第三，不用担心耗材问题，在平台中，用坏的电学元器件都能实现一键修复功能。

课程简介

同学们已经学习了串并联电路的电流、电压特点，掌握了串并联电路的原理，这节课，我们利用所学知识，来探究一个简单的串联电路。

课程目标

一：知识与技能

1、熟练掌握电路原理

2、利用串并联特性、短路、断路等知识，探究简单电路

3、熟悉二极管的特性

二：过程与方法：

1、通过VR技术，进行创意性探究

2、理解科学探究的流程，体验科学探究的过程

三：重点与难点：

重点：电路的原理

难点：二极管的单向导电性

课程设计

场景一：将一个阻值约为10欧的普通小灯泡L和一个发光二极管LED灯串联后接入电路（如图）。闭合开关S1，发现LED灯亮而小灯泡L不亮。为什么会这样？针对这种现象，让同学们研讨后，提出以下猜想：

猜想1：小灯泡发生短路

验证猜想1，将一根导线并联在LED灯上，观察小灯泡情况。

老师提问：如图，闭合开关会什么现象？此现象说明了什么？

答：闭合开关后，发现LED灯灭，小灯泡发光。说明小灯泡是完好的，没有短路。

猜想2：电路中电流很小，不足以点亮灯泡

验证猜想2，在电路中串联一只电流表，检查电路电流。

老师提问：电路中的电流为什么这么小？

猜想3：LED灯的电阻可能非常大，导致电路中总电阻太大，电流很小

验证猜想3，利用伏安法测量发光二极管的电阻

老师提问：通过实验你得到了什么结论？

答：通过实验，发现发光二极管的电阻非常大，此时电路中的电流很小，不足以点亮小灯泡。

场景二：（探究二极管的单向导电性）在刚才同学们的操作中，也出现了小灯泡和发光二极管都不亮的情况，请同学们讨论为什么会出现此种现象。

答：出现此种现象的原因原来是有的同学将发光二极管的正负极接反，造成了电路断路，电流为零，而非发光二极管坏掉，将发光二极管正向接入电路中后，发光二极管正常发光，电路恢复正常。此现象说明发光二极管具有神奇的单向导电性。

场景三：现在，我们知道了小灯泡不亮的原因是由于二极管的电阻太大，导致电路中电流太小。那么，如何才能让小灯泡发光呢？

方法1：通过设置按钮增加电源电动势

（电源电压由之前的3增大到6）

老师提问：增大电源电动势后，会发生什么？

答：发现增大电源电动势后，LED灯很快被烧毁，而小灯泡一直未变亮。此方法点亮不了小灯泡。

方法2：在二极管两端并联一只滑动变阻器

老师提问：调节滑动变阻器的过程中，你观察到了什么？

答：随着滑动变阻器接入阻值变小，小灯泡逐渐变亮。因为与LED灯并联的滑动变阻器减小了并联电路的阻值，进而减小了电路中总阻值，电路电流变大，从而点亮了小灯泡。

总结

1. 电阻越大，分压越大。

2. 给大电阻并联一个小电阻，则能减小总阻值。

3. 二极管具有单向导电性。

随堂练习

例一：如图，是测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的电路图。如果某同学在操作过程中对两只电表的量程选择是正确的，但不慎将两只电表的位置对调了，则闭合开关后 （ ）

A. 电流表、电压表均损坏；

B. 电流表损坏，电压表示数为零；

C. 电流表有示数，电压表示数为零；

D. 电压表有示数，电流表示数为零。

答：选D