Question

怎样情况下发生短路现象？

Answer 1

短路是电路中存在的一种特殊的状态，是电路学习中的一个难点，对于我们刚刚接触到电路的学习的学生来说，有些无所适从，同时感到毛骨悚然，心惊胆颤．因为从老师的演示的实验和老师的讲授中，只能体会到短路时小灯泡没有发光，并没有真正体会到：教材中介绍的在短路时，电路中电流很大，会烧坏导线和电源，而在实际生产和生活中短路会引起电路发生故障，甚至发生火灾的严重事故．那么如何解决短路这一难点问题呢？这也是我们站在教学第一线的工作者应该深入考虑的．下面就本人在教学中采用让难点渐进分散式的方法，逐步加以解决谈谈个人的做法，以供读者参考．

解决短路的过程
大致过程是：了解短路的含义――――认识串联和并联电路中的短路――――知道短路时电路中电流很大――――知道短路时电流产生的热量多――――克服短路带来危害的方法――――串联电路中部分电路短路时的应用．

具体操作
一．按下列图1中电路连接实物电路，闭合开关（只能是瞬间闭合），让同学们真正体会到小灯泡的确未发光．该电路实验效果如同电路图，是属于用导线直接将电源两极连接起来的电路，学生是什么现象都有没有观察到．但善于思考的同学们可能要问到：电流为什么从导线中通过，而不从小灯泡灯丝中通过呢？有关这个问题，我的回答是：由于我们所学知识还不能解释，可留待以后学习电阻和欧姆定律之后才能解释．留下悬念激发学生学习的求知欲．通过此实验，让我们大致知道短路是指直接用导线将电源的正、负极连接起来的电路，或者是电流不经过用电器而在直接跟用电器并联的导线中通过的电路．
二．在连接串联电路和并联电路的实验时，分别安排学生完成课本P16练习题第7题）和下列中（在S1闭合情况下，S2只能是瞬间的闭合）的短路实验现象，进一步体会串联电路中部分电路发生短路时的现象，及并联电路中某一支路发生短路时，所有的支路（也就是整个电路）都将发生短路．
三．在学习用电流表测量电流的实验中，再补充安排的实验（开关只能是瞬间闭合），让同学们来体会短路时电路中的电流确实很大，超过了电流表的最大量程．
四．在做用滑动变阻器改变电路中电流的实验中，如图6所示，用两节干电池供电，且滑片在阻值最大的位置上时，闭合开关S，小灯泡不发光，当滑片P向左移到某一位置时才开始发光，随着滑片的移动，小灯泡发光越来越亮，观察电流表的示数也越来越大，这表明通过灯丝的电流越大，电流在相等的时间内产生的热量越多．因此引导学生思考：在短路时电路中电流是很大的，那么在一定的时间内电流产生的热量是怎样的？（结论是电流产生的热量越多）当温度达到塑料或橡胶的着火点时，将会怎么样？（答案是引起电路发生火灾）．
五．在学习焦耳定律后，我们可以安排这样一道练习题：通常情况下实验用的导线电阻大约是0．02Ω，若用此导线直接接在电压为1．5V的干电池的两极上时，通过导线的电流是多大？在1min内电流产生热量是多少焦？若这些热量的70%被导线外的橡胶吸收，橡胶线的质量是40g，比热容是0．5×10³J/（Kg·℃），则橡胶线的温度升了多少℃？（答案是：75A；6750焦；）．目的是让同学们即练习了运用焦耳定律计算电流产生的热量，又让同学们体会短路时电路电流很大，电流在很短的时间内产生大量的热量，使物体的温度的很快的升高，由此引起的后果．