师:同学们好,今天我们继续学习第十三章第二节电路的组成和连接方式。在现实生活中,一个电路通常会有多个用电器。比如家庭电路里有多个照明灯,一条马路上也有多个路灯同时工作。根据生活经验,家中有一个灯被卸掉时,其他灯仍能继续工作;其中一个路灯发生故障,也不影响其他路灯。这种现象和它们接入电路的连接方式有关。
接下来,我们通过实验探讨电路的连接方式。同学们,请利用如图所示的器材连接电路,让两个小灯泡同时亮起来。大家可以尝试不同方法。成功了吗?老师展示某位同学的接法,连接的电路如图所示。这样能成功吗?我们通过实验看看。先把器材摆放好,两个小灯泡,保证开关处于断开状态,接下来用导线首尾顺次连接。接好后检查电路,无误后闭合开关,发现两个小灯泡同时亮了起来。现在请同学们利用上节课所学知识,画出它的电路图。如图所示,就是这种接法对应的电路图。也有同学连接的电路是这样,他这样能不能达到目的呢?好,我们试试。
器材摆放好,先把小灯泡并列连接,然后再接入电路。检查电路,无误后闭合开关,发现此时两个灯泡同样能亮起来。现在同学们画出此电路的电路图,这是其中一种正确画法。
通过实验可知,要使两个小灯泡同时发光,有两种连接方式。我们来观察比较这两种连接方式。在第一种方式中,两个小灯泡首尾顺次相连,就像串糖葫芦一样串起来,这种连接方式叫串联。由用电器串联组成的电路叫串联电路,当然也可以是三个以上用电器组成串联电路。第二种方式中,两个小灯泡并列连接,叫并联,同样也可以是三个以上小灯泡并联。由用电器并联组成的电路叫并联电路。无论是串联电路还是并联电路,都能让多个用电器同时工作。串联电路和并联电路有什么不同呢?接下来我们从电流的流动路径有无分支、电路中开关的作用、用电器之间是否互相影响这三个方面探讨串联和并联电路的特点。
首先分析串联电路中电流的流通路径,老师用动画模拟这个电路中电流的流动路径情况,同学们仔细观察。我们发现在串联电路中,电流的流动只有一条路径。再来观察并联电路中电流的流通路径情况。这是之前实验连接的并联电路,现在老师通过虚拟实验画出它的路径情况。同学们仔细观察电路中电流有几条路径呢?通过观察发现,电路中存在两条路径,其中一条包含开关和灯L1,另一条包含开关和灯L2。如果是三个用电器并联组成的电路,就会有三条路径。所以在并联电路中有两条或多条路径。在并联电路中,用电器之间的连接点a和b叫做电路的分支点,从电源两极到两个分支点这部分电路叫干路,如图标注的红色部分。两个分支点之间的各条电路叫支路,如图所示电路中有两条支路,一条是L1所在的纯绿色标注部分,另一条是L2所在的蓝色标注部分。当然并联电路也可以有多条支路。
下面从电路中开关的作用角度探讨电路特点。这是一个串联电路,电路中有两个小灯泡串联,还串有三个开关,分别处在电路不同位置。现在看它们三个控制的范围是否不同。先断开开关S1,发现整个电路都不能工作了,这说明开关S1能够控制整个电路。再单独断开S2,发现同样整个电路都不能工作。再单独断开S3,这个现象说明了什么?我们可以得出,在串联电路中,开关控制整个电路,且与开关位置无关。那并联电路中开关的作用呢?我们以这个并联电路为例分析。电路中有三个开关,S3处在干路,开关S1和S2接在两条不同支路上。断开接在干路的开关,发现整个电路都不能工作了,所以干路开关的作用是控制整个电路。断开S1,发现和S1接在同一条支路的L1不亮了,说明S1只控制它自己所在的这条支路。断开S2,可以发现它只控制S2所在的这条支路。
最后通过实验探讨串联和并联电路中用电器是否互相影响。先来连接一个如图所示的串联电路。摆放器材,将开关处于断开状态,用导线将所有元件首尾顺次连接。连好后检查电路,无误后闭合开关,此时两个小灯泡都发光。接下来拧掉其中一个小灯泡,另外一个还能发光吗?先来拧掉L1,观察L2的发光情况,发现L2受到影响熄灭了。再拧掉L2,看L1会不会受到影响,发现L1同样也熄灭了。我们发现在串联电路中,任何一个用电器开路,其他用电器也不能工作,在串联电路中,用电器之间是互相影响的。那并联电路是不是这样呢?我们连接一个并联电路,让实验现象告诉我们答案。
