多功能電路綜合演示板

葉又軍

1 制作材料

單刀單擲開關(guān)4個,雙刀雙擲開關(guān)1個,發(fā)光二極管1個(廢舊學(xué)生電源指示燈就是一個發(fā)光二極管,可拆下來用),1.5 V電池1對,3 V小燈泡1個,燈座1個,50 cm×60 cm九夾板1塊,鐵支架2個,導(dǎo)線若干,小螺釘若干。

2 制作方法

先按圖1所示,在演示板上畫好電路圖,再用小鉆在演示板按電路圖鉆好接線小孔,然后將各元件固定在演示板上。

3 使用方法

1)演示用電器發(fā)光亮度與實際功率大小關(guān)系。合上S2,雙擲開關(guān)S5接1、2,簡化電路圖如圖2,發(fā)光二極管與小燈泡組成一個串聯(lián)電路,二極管發(fā)光,小燈泡亮度很微弱,幾乎看不出來。由功率P=I2R知,I相同,由于二極管電阻R管遠遠大于小燈泡電阻R燈,所以二極管實際功率遠遠大于小燈泡實際功率,二極管比燈泡亮得多。

2)演示電流的方向性及發(fā)光二極管的單向?qū)щ娦?。合上S2雙擲開關(guān),S5接3、4,S4、S1、S3斷開,簡化電路如圖3所示,這時電流方向發(fā)生改變,電流從發(fā)光二極管負極流進,二極管不發(fā)光,說明發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦浴?/p>

3)演示照明電路中,有一種帶發(fā)光二極管的開關(guān),晚上不開燈時(即開關(guān)斷開),二極管發(fā)光,便于在黑暗中尋找開關(guān)的位置;當(dāng)開燈時(即開關(guān)合上),二極管又不發(fā)光,照明燈發(fā)光。原因:S2合上,S5接1、2,簡化電路如圖4所示,當(dāng)S4斷開,二極管與燈串聯(lián),R管>>R燈,P管>>P燈,二極管發(fā)光,燈不發(fā)光,便于尋找開關(guān)位置;當(dāng)S4合上,二極管被短路,電路中只有燈,所以燈發(fā)光。

4)演示簡單串、并聯(lián)電路的連接方法及特點,圖2中已演示簡單串聯(lián)電路的連接,若某一個用電器壞了,另一個也不工作。合上S1、S3,S5接1、2,發(fā)光二極管可與燈組成并聯(lián)電路,簡化電路如圖5所示,這時二極管與燈都發(fā)光。若某一個壞了,另一個不受影響,照常發(fā)光,且并聯(lián)時亮度比它們串聯(lián)接在同一電源上要亮得多。

5)在不拆開電路的情況下借助電壓表可以探究串聯(lián)電路各部分電壓與總電壓的關(guān)系和并聯(lián)電路各支路電壓的關(guān)系。

6)此演示板還可把斷路、通路、短路等概念通過電路的連接直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前。

7)通過對演示板上復(fù)雜電路的分析,教會學(xué)生如何畫簡化電路。

4 注意事項

不能同時合上S1、S2、S3、S5或S3、S4、S5,否則會造成電源短路;該電路板不能接在家庭電路中;電源電壓最好為3 V,否則會影響發(fā)光二極管的正常發(fā)光。

(作者單位:湖北省浠水縣巴河鎮(zhèn)西河中學(xué))