简单电路与电路图

基础

电流要行完一个闭合的圈:电源、导线、开关和灯泡处处接通,灯泡才亮。电路图用统一符号画出这个圈。

适合:中二科学 · 单元:电的使用 · 建议学习路径第 6/19 课

学完呢课,你会识:
  • 电流只在闭合电路中流动;断开任何一处即停止。
  • 简单电路的基本元件:电源、导线、开关、灯泡。
  • 电路图用统一符号表示元件,全世界通用。
文体:科普知识有声朗读

文体小知识:科普知识文章用生活实例解释科学概念,先看现象再讲原理,读完就能解释日常见到的东西。

科学Science

§课文原文 Passage

1把电池、一条导线、一个开关和一个小灯泡接成一个圈,轻轻按下开关 — 灯泡亮了。这个小小的圈就是「电路」:电流由电池出发,沿导线经过灯泡,再回到电池,一步都不能断。

2电路最讲究「完整」两字:任何一处松脱或断开,电流都会立即停止。开关的作用正是故意「断开」电路 — 断开时灯泡熄灭,闭合时电流重新流通。

3科学家不会每次都画实物图,而是用统一的电路符号:电池是一长线配一短线,开关是可开合的闸,灯泡是圆内一个交叉。用符号画成的图叫电路图,全世界的课本和工程师都看得懂。

4看得懂电路图、接得出实物电路,是电学实验的第一功。下一课再深入:电流、电压和电阻三者之间,究竟有什么关系?

1重点摘要 Summary

电流要行完一个闭合的圈:电源、导线、开关和灯泡处处接通,灯泡才亮。电路图用统一符号画出这个圈。

2生字卡 Vocabulary

C
Circuit电路

电流流动的完整闭合路径,由电源、导线和电路元件组成。

C
Complete circuit闭合电路

由电源出发、经过电器、再回到电源、处处接通的电路;断开任何一处电流即停止。

C
Cell电池(单池)

单个把化学能转为电能的电源单位;多个连接起来称为电池组。

S
Switch开关

控制电路通断的元件:闭合则通电,断开则停电。

B
Bulb灯泡

把电能转为光能和热能的电路元件。

C
Circuit diagram电路图

用统一符号表示电路组成和连接方式的图。

C
Circuit symbol电路符号

代表电路元件的统一图形:电池是一长线一短线,开关是可开合的闸,灯泡是圆内加交叉。

C
Conducting wire导线

连接电路、让电流通过的金属线,通常是铜线外包绝缘胶皮。

3逐步讲解 Steps

  1. 电流要行完一个圈电流必须沿闭合的回路流动:用导线把电池、开关和灯泡连成一个圈,闭合开关,电流便由电池流出,经过灯泡,再流回电池,灯泡立即发亮。断开开关,回路中断,电流无法完成整个圈,灯泡便随即熄灭。这个「圈」的概念是所有电路分析的基础,往后学习串联并联都要用到。
  2. 断一处即停简单电路只有一条路径,所以任何一处断开,电流都会立即停止:把电路中任何一条导线拔开,灯泡立刻熄灭,不论断口在电池旁还是灯泡旁,效果完全一样。因此接驳电路时每个接点都要稳固,实验前先逐段检查一遍。若灯泡不亮,先检查是否有断口,是最快的排查方法。
  3. 认识元件符号电路图用统一符号代表元件:电池画成一长线配一短线,长线代表正极,画图时不可把长短线调转;灯泡画成圆圈内加交叉;开关画成可以打开的闸。这些符号全世界通用,工程师凭图纸便能明白彼此的电路。认识符号是读图和画图的第一步,也是电学实验的必备基础之一。
  4. 画电路图画电路图要有条理:以「电池 + 开关 + 灯泡」为例,先把各元件符号安排在合适位置,再用直线代表导线,把它们连成一个闭合回路。导线要画成横平竖直,转弯处画成直角,图面才清晰易读;符号之间避免交叉,一眼便能看出电流的路径。画图整齐不只是美观,更方便检查接线有没有错。
  5. 开关的位置在只有一条路径的简单电路中,开关接在任何位置都能控制整个电路:因为电流只有一条路可走,断开开关,全路电流即停,不论开关靠近电池还是灯泡都一样。家中的电灯开关正是同一原理,按下接通、再按切断。不过要切记安全原则:检修电路前必须先切断电源,确保没有电流。
  6. 从图到实物、从实物到图读图和接电路是电学实验的核心技能:老师给一张电路图,要按图把电池、开关和灯泡接成实物;接好后再逐个符号对照检查,留意电池正负极方向和每个接点是否稳固。反过来,也要能把实物电路画回符号图。这种图与实物互相转换的能力,是日后设计和分析电路的基础。

4图解 Diagrams

简单电路的组成 Simple circuit anatomy+−电池 Cell灯泡 Bulb灯亮 = 有电流通过lights up = current flows开关 Switch(闭合)断开 = 断路,灯熄灭电流方向 Current由 + 极流出,经导线流回 − 极组成:电池(电源)+ 导线 + 灯泡(用电器)+ 开关 — 电路必须闭合才有电流
图 1:简单电路的组成
标准电路符号 Standard circuit symbols导线Wire电池Cell长线 = 正极 long = positive灯泡Lamp开关SwitchM电动机Motor电阻器Resistor电路图以符号代替实物;导线须画成横平竖直 Draw wires as straight lines at right angles
图 2:标准电路符号

5例题示范 Example

例题:小华按电路图把电池、开关和灯泡接好,闭合开关后灯泡不亮。列出合理的检查步骤。

  1. 检查电池是否有电、是否放反或接触不良。
  2. 检查每个接驳位是否松脱,导线是否完好。
  3. 检查灯泡是否烧坏 — 换一个新灯泡测试。
  4. 检查电路是否处处闭合、开关是否真的完全闭合。
  5. 答案:先检查电源:电池是否有电、有否放反或接触不良;再检查每个接驳位是否松脱、导线是否折断;然后检查元件,换一个新灯泡测试是否烧坏;最后确认电路处处闭合、开关完全闭合。逐项排查直至找到问题,电流才能行完整个圈,灯泡发亮。

6常见错误 Mistakes

✗ 「灯泡不亮一定是灯泡坏。」
✓ 先检查电路是否闭合、电池是否有电、接点是否松脱,最后才换灯泡测试。
✗ 「电池符号的长线短线没有分别。」
✓ 长线代表正极、短线代表负极,画图时不可以调转。
✗ 「导线随便绕一圈都一样。」
✓ 接驳必须稳固并按图连接;乱绕一圈可能令电路断开或短路。
✗ 「开关断开后灯泡仍然发热。」
✓ 开关断开,电流停止,灯泡会慢慢冷却 — 没有电流就没有发热发光。

75 题快测 Quick check

Q1什么叫做闭合电路?

Q2电路图中一长线配一短线代表什么元件?

Q3把电路中任何一处断开,电流会怎样?

Q4在简单电路中,开关的位置影响它的控制作用吗?

Q5灯泡把电能转换成哪两种能量?

8重点回顾 Recap

  • 电流只在闭合电路中流动;断开任何一处即停止。
  • 简单电路的基本元件:电源、导线、开关、灯泡。
  • 电路图用统一符号表示元件,全世界通用。
  • 电池符号:长线正极、短线负极。
  • 电路故障要逐项排查:电源、接点、元件、闭合。

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