小议物理中的“短路”现象

摘要：短路是现实生活中经常遇到的电路故障，也是义务教育阶段物理教学的重要内容，教材中多次直接地讲述了短路的知识。在“让电灯发光”一节中，教材以“电源两极不经过用电器直接连通的电路”引出短路。并指出短路电路的特点，是在电路中有很大电流造成电源损坏。

关键词：短路；定性分析；短路的分类

在“科学探究：串联和并联电路的电流”一节中，教材以“不允许把电流表直接接到电源的两极上”又一次间接介绍了短路，在“科学探究：欧姆定律”一节中，教材以“想想议议”的方式讨论了电流表短接时的短路原理，深化了对短路原理的认识，在“家庭用电”一节中，讲到引起家庭电路中电流过大的原因时，再次阐述了短路知识，对短路作了较为详尽的论述，使学生对短路知识有了全面深入的理解，像这样对同一个知识点采取“分散教学，逐步深入”的策略，可见该知识点的重要性。

一、 有关短路的知识总结

1. 短路的定性分析

短路是电流没有经过用电器而直接从导线上通过而形成的回路，从直观上看，用导线把用电器兩端连接起来就是短路，那么，为什么电流不经过用电器而直接从导线上通过呢？我们以图1为例，进行分析：

（1）用电阻概念定性解释，电阻表示导体对电流的阻碍作用。用电器总有一定电阻的，而连接的导线电阻可以看作是零，用导线把用电器两端连接起来后，电流就从无电阻的导线上经过，而不会经过有电阻的用电器。

（2）用电流分配定律解释，若电灯的电阻为R灯，AB间的连接导线的电阻为R线，根据并联电路的电流分配定律有I灯=R线R线+R灯I，I线=R灯R线+R灯I，R线可以看作零。所以I灯=0，I线=I，干路的电流全部从导线AB上经过，而通过电灯的电流为零。

2. 短路的分类

从造成短路的元件来分，短路有：用导线短路，用开关短路，用电流表短路，用滑动变阻器的滑片短路等，如图2所示：

从发生短路的结构来分，有部分短路和全电路短路，如图3所示：

3. 短路的危害

电路发生短路时，会造成一些不应有的危害，更有可能发生严重的事故，如：电路中的电流过大会损坏电流表，损坏电源和浪费电能；被短路的用电器中因没有电流会停止工作；导线发热过多，引起绝缘皮老化，严重时会引起火灾等，因此，要避免短路的发生。

4. 短路的利用

有时短路也得到暂时的利用，如实验室中，利用电流表试触法检查电路故障，就是应用了短路，如图4所示电路：

让电流表的一端与电源的正极相连，另一端依次与a、b、c、d、e五个接线柱试触，根据电流表有无偏转，就可以找出电路的哪一部份发生断路。

二、 关于电路的教学原则

短路知识是学生在电学学习中遇到的突出难点之一，教学中要注重方法，讲究策略，在教学实践中，采取如下教学法原则，可以收到良好的教学效果。

1. 逐步推进、稳步提高

短路知识内容丰富，具有很强的适用性，教学过程切忌操之过急，一蹴而就，要分层次，分阶段地逐步落实教学目标。在短路的引出时，通过实验使学生认识最简单的短路电路，能识别明显的短路连接，不要求学生分析结构复杂的短路问题，在学习了欧姆定律之后，不用电阻的概念初步解释短路的原理，让学生了解不同元件连接造成的短路情况，并适当增加对短路的辨别练习，在电阻的并联学习后，再用电流分配定律讨论短路的原理，加深对短路概念的理解。在学习家庭电路时，对短路作全面深入的分析，提供一些含有短路结构的动态电路练习，教学中，应使学生每经过一个阶段的学习，在具备相应的知识和能力后，对短路的认识更深入一层。在适当的时期，作专题总结，强化效果。

2. 形成印象、理解内涵

电路知识源于实际，用于实际。在教学中，要充分利用实验的直观效果，使学生理解短路的知识内涵、短路的电路结构，电流特点、短路造成的电灯熄灭、导线发热等实验现象，生动鲜明，真实有趣，是学生理解短路概念、掌握电路特点最有效的感知材料。在对含有短路结构的电路简化分析中，也应通过实际操作来增强学生对电路简化的感性认识。如把电路中断路部分和被短路的电器的拆除，把拐弯分支的翻转拉直等简化归正方法，用实际电路演示给学生看，学生有了具体形象的感性认识，才能正确掌握电路简化的方法和要领，完成由动作思维到抽象思维的认识深化，提高对电路结构的分析能力。

3. 解析典型、灵活运用

复杂电路的结构隐蔽，迷惑性强，引导学生对典型电路分析比较，使学生把握住短路的本质特征：“电流没有经过用电器而直接从导线上通过”，可以增强学生对电路结构的辨别能力，达到举一反三、灵活运用的目的。

参考文献：

[1]宋伟.物理短路实验现象小议[J].中国教育发展研究杂志，2009.

作者简介：

杨懿，湖南省汨罗市，湖南省汨罗市川山坪中学。