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3.1 串联电路(L1)

电路、电流及串并联电路 · 初三
讲清楚它是什么

定义 电流只有一条路径,各用电器依次首尾相连,电流依次流过每个用电器。

从哪来 本节为物理电学起点,无前置知识点,基于生活常识(如老式圣诞彩灯)引入。

为什么 在串联电路中,电荷无法分流,因为电路中没有分支节点。根据电荷守恒定律,单位时间内通过电路中任意横截面的电荷量必须相等。因此,电流处处相等;若断开任意一点,整个回路断开,所有用电器同时停止工作。

实物连线法
适合动手能力强、空间思维好的学生。 让学生手持电池、开关、两个灯泡和导线,现场尝试连接。先让他们随意连,发现一个亮一个不亮或都不亮时,引导他们观察“电流像水流一样,只能走一条路”,从而理解“首尾相连”的物理意义。
水路类比法
适合抽象思维较弱、喜欢形象思维的学生。 将电路比作水管系统:电池是水泵,导线是水管,灯泡是水轮机。串联就是几台水轮机串在同一条管子里。水流(电流)必须依次流过每一台机器,如果中间管子破了(断路),后面所有机器都没水转(不亮)。
逻辑推理法
适合逻辑严密、喜欢探究本质的学生。 从电荷运动角度推导:假设电流在中间某点分成了两路,那么电荷就会堆积或消失,违反电荷守恒。因此电流只能单路通行。进而推导:既然电流相同,为什么总电压等于各部分电压之和?(能量守恒:电源提供的总能量被各个用电器消耗完)。
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练一道
基础题
如图所示,将两个小灯泡L1、L2串联接入电路。闭合开关后,L1发光,L2不发光。请分析可能的原因。
变式
在串联电路中,若其中一个灯泡L1烧坏(灯丝断了),另一个灯泡L2会怎样?如果此时用一根导线直接连接L1的两端,L2会怎样?
试试手自己判
检测题
小明连接了一个串联电路,包含电源、开关、灯泡L1和L2。闭合开关后,L1亮,L2不亮。他怀疑L2坏了,于是用导线将L2两端短接,结果L1变得更亮了。请问: 1. L2不亮的原因是什么? 2. 短接L2后,L1变亮说明了什么?
看答案和判分标准
答案:1. L2短路(或L2电阻极小导致分压极少)。 2. 说明L2之前确实分担了一部分电压(或存在电阻),短接后电源电压全部加在L1上,L1实际功率增大。
判对标准:
- 第一问答出“L2短路”或“L2电阻过小/分压过小”得2分。
- 第二问答出“L2之前分担了电压”或“L1两端电压增大”得2分。
- 若答“L2坏了”或“L2断路”则不得分。
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