電路與導電

基礎

完整電路要有電源、導線、開關和用電器;串聯電路只有一條路徑,並聯電路有多條路徑;金屬是導體,塑膠是絕緣體;濕手不觸電器,時刻安全用電。

適合:小四常識 · 單元:自然與探究 · 建議學習路徑第 10/26 課

學完呢課,你會識:
  • 完整電路包括電源、導線、開關和用電器,缺一不可。
  • 串聯電路只有一條路徑,並聯電路有多條路徑;家中電器用並聯。
  • 金屬是導體,塑膠、橡膠、玻璃是絕緣體。
文體:電學實驗說明文有聲朗讀

文體小知識:電學實驗說明文帶我們接駁電路、測試導電,一步一步認識電的世界和安全用電。

常識General Studies

§課文原文 Passage

1電燈亮起、風扇轉動,都要有完整的電路。電路的基本組成包括四部分:電源(例如電池)提供電能;導線讓電流通過;開關控制電流的通斷;用電器(例如燈泡、馬達)把電能轉換成光或動能。任何一部分缺失或斷開,電流便無法流通,燈泡便不會亮。

2電路的接駁方式有兩種:串聯是把用電器逐個首尾相連,只有一條電流路徑,取走一個燈泡,其餘全部熄滅;並聯是把用電器分接多條路徑,一個燈泡熄滅,其餘仍然明亮。家中的電器都是並聯接駁,所以關掉電視,電燈仍然亮着。

3並非所有物質都能導電。容易讓電流通過的物質稱為導體,金屬如銅、鐵、鋁都是良好的導體,所以電線用銅製造;不容易導電的物質稱為絕緣體,塑膠、橡膠、玻璃和乾木都是絕緣體,所以電線外層包上塑膠,插座用塑膠外殼。用簡單電路便可測試:把測試物件接入電路,燈泡亮便是導體,不亮便是絕緣體。

4安全用電必須牢記:絕不用濕手觸摸開關和電器,水會令皮膚容易導電;不把金屬物品插入插座;電器不用時關掉,長期不用應拔除插頭;破損的電線要立即告知大人更換;雷雨時不站在樹下。電很有用,也必須小心使用。

1重點摘要 Summary

完整電路要有電源、導線、開關和用電器;串聯電路只有一條路徑,並聯電路有多條路徑;金屬是導體,塑膠是絕緣體;濕手不觸電器,時刻安全用電。

2生字卡 Vocabulary

E
Electric circuit電路

電流流通的完整閉合路徑。

P
Power source電源

提供電能的部分,例如電池。

S
Switch開關

控制電流通斷的裝置。

E
Electric current電流

電荷在電路中的流動。

S
Series circuit串聯電路

用電器首尾相連、只有一條電流路徑的電路。

P
Parallel circuit並聯電路

用電器分接多條路徑、各自獨立運作的電路。

C
Conductor導體

容易讓電流通過的物質,例如銅和鐵。

I
Insulator絕緣體

不容易讓電流通過的物質,例如塑膠和玻璃。

U
Unplugging拔除插頭

把插頭從插座拔出,徹底切斷電源。

3逐步講解 Steps

  1. 第一步:認識電路四要素一個完整的電路要有四個要素:電源、導線、開關和電器。舉個例子:用兩條導線把電池、開關和燈泡連成一個圈,合上開關燈泡便亮,這就是最簡單的完整電路。電池提供電能,導線讓電流通過,開關控制電路的通與斷,燈泡把電能變成光,四者缺一不可,缺少任何一個,電路都不能工作。
  2. 第二步:檢查電路是否閉合電路必須閉合,電流才能流通,燈泡才會亮。舉個例子:燈泡不亮時,逐一檢查電池是否有電、導線是否鬆脫、接觸是否良好、燈泡是否燒壞,找出斷開的位置。修好後再合上開關測試,燈亮了便成功。這種有次序、逐一排除的檢查方法,是解決問題的重要思考方式,在其他學習中也用得上。
  3. 第三步:接駁串聯電路串聯電路把電器首尾相連,只有一條電流的通道。舉個例子:兩個燈泡首尾相連後接上電池,兩燈同時亮但比單燈暗,因為電能由兩燈分攤;旋出一個燈泡,另一個也熄滅,因為電路斷了,電流無處可走。串聯的特點是接法簡單,但一個部分壞了,整條電路的電器都受影響。
  4. 第四步:接駁並聯電路並聯電路讓每個電器各自接上分支,電流有多條通道。舉個例子:兩個燈泡各自接一條分支再接回電池,兩燈都比串聯時亮,光度也更加均勻;旋出一個燈泡,另一個照樣亮,因為另一條通道仍然閉合。家中電器採用並聯接駁,正是為了各個電器可以獨立開關,互不干擾,方便又安全。
  5. 第五步:測試導體和絕緣體容易讓電流通過的材料叫導體,不容易讓電流通過的叫絕緣體,可以用簡單電路來測試。舉個例子:把銅鑰匙接入電路,燈泡亮,證明銅是導體;換上膠尺,燈泡不亮,證明塑膠是絕緣體。金屬大多是導體,塑膠和橡膠大多是絕緣體,因此電線用金屬做芯來導電,外面再包上塑膠外皮防止觸電。
  6. 第六步:解釋生活電路的設計家中的電路設計處處運用了我們學過的原理。舉個例子:家中的燈和電器全部並聯,各開各關,互不影響;電線外層是塑膠絕緣體,防止觸電;牆上的開關與電燈串聯,按一下便切斷電流,燈便熄滅。明白這些設計的原理,用電時便更懂得珍惜電力,也能看出設計處處以安全為先。
  7. 第七步:實踐安全用電電給我們帶來方便,但使用不當會觸電或引起火災,安全用電必須從小做起。舉個例子:洗完手先抹乾雙手才開關燈;風扇不再使用時關掉並拔除插頭;看見電線破皮或插座發熱,立即告訴大人處理。記住濕手不碰電器、插座不超載、電器不用時關電源,做個安全用電的小主人。

4圖解 Diagrams

簡單電路的組成 Simple circuit anatomy+−電池 Cell燈泡 Bulb燈亮 = 有電流通過lights up = current flows開關 Switch(閉合)斷開 = 斷路,燈熄滅電流方向 Current由 + 極流出,經導線流回 − 極組成:電池(電源)+ 導線 + 燈泡(用電器)+ 開關 — 電路必須閉合才有電流
圖 1:簡單電路的組成

5例題示範 Example

例題:小傑把兩個燈泡接成串聯電路,燈泡偏暗;他把其中一個燈泡旋出,另一個也熄滅了。請解釋現象,並提出令兩燈各自獨立發亮的方法。

  1. 串聯電路只有一條電流路徑,旋出一個燈泡,電路便斷開,電流無法流通,所以另一個燈泡也熄滅。
  2. 兩個燈泡串聯時,電能由兩燈分攤,每個燈泡得到的電能減少,所以比單燈時暗。
  3. 改良方法:改接並聯電路,讓每個燈泡各接一條分支路徑,再接回電池。
  4. 效果:每個燈泡獲得足夠的電能,亮度增加;一個燈泡損壞,另一個仍然正常發亮。
  5. 答案:串聯只有一條路徑,一處斷開全部熄滅,而且兩燈分攤電能所以偏暗;改接並聯後,兩燈各自有獨立路徑,亮度增加,互不影響,正是家庭電路的接法。

6常見錯誤 Mistakes

✗ 用濕手觸摸開關和插座
✓ 水令皮膚容易導電,必須抹乾雙手才觸碰電器
✗ 把金屬鑰匙插入插座
✓ 金屬是導體,插入插座會觸電,插座只准插上合規格的插頭
✗ 認為所有金屬和塑膠都能導電
✓ 金屬是導體,塑膠是絕緣體;用簡單電路測試便分得出
✗ 電線破損仍繼續使用
✓ 破損電線容易漏電起火,應立即停用並請大人更換
✗ 同一插座插滿大量電器
✓ 負荷過重會令電線過熱,應分開插座使用

75 題快測 Quick check

Q1完整電路包括哪四部分?

Q2串聯和並聯電路有什麼分別?

Q3為什麼電線內用銅、外層用塑膠?

Q4怎樣測試一件物品是導體還是絕緣體?

Q5家中電器採用什麼接駁方式?為什麼?

8重點回顧 Recap

  • 完整電路包括電源、導線、開關和用電器,缺一不可。
  • 串聯電路只有一條路徑,並聯電路有多條路徑;家中電器用並聯。
  • 金屬是導體,塑膠、橡膠、玻璃是絕緣體。
  • 用簡單電路可以測試導電性:燈亮是導體,燈不亮是絕緣體。
  • 安全用電:濕手不觸電器、金屬不插插座、破損電線立即更換。

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