“高見度”短路演示儀的實驗改進

黃建林+朱春鳳

1 實驗介紹

在“電源短路”教學中，一般是由學生拿1根導線把電池的正負極短路，再用手摸一摸導線和電池的發熱情況，由此明白電源短路會損壞電源，還可能會造成火災。

2 分析問題

結合上述學生實驗，筆者發現這個實驗存在以下一些不足。

（1）在短時間內，電池的發熱難以用手感覺出來。

（2）短路時間太長會導致電池升溫過高而損壞。

（3）當幾個學生摸過后，后面摸的學生會覺得發熱是由于前面的學生用手捂熱的。

（4）短路時電流會很大，但學生無法獲得感性認識，更無法感知短路引起的火花。

當家庭電路短路時，電流過大會導致導線發熱過多而熔化，甚至會引起火災。如果用家庭電路220 V演示，雖然可以看到強烈的火光和聽到熔絲燒斷的聲音，也能從一定程度上激發學生的學習興趣，但危險性太大，存在安全隱患。

3 改進實驗

3.1 分組實驗

3.1.1 材料

5號干電池1節，口香糖紙1張，小剪刀1把。

3.1.2 步驟

將口香糖紙對折，剪成1 cm寬左右的長方形條，將紙條的中間剪窄一點（中間窄了之后，它的電阻會變大，就更容易著火）。剪好后把紙條連接在電池的正負極，觀察到紙條馬上冒煙并迅速燃著。

3.2 實驗演示

準備1個變壓器，把家庭電路的220 V電壓降到12 V，然后連接好電路。為了讓學生更清晰地了解這個裝置的電路連接情況，筆者特地將裝置的實物圖連成像電路圖一樣，如圖1所示。小燈泡的選材也很重要，要選擇能在12 V電壓下工作的燈泡，筆者選擇用摩托車燈泡作為實驗燈泡。……