短路現象是指在正常電路中電勢不同的兩點不正確地直接碰接或被阻抗（或電阻）非常小的導體接通時的情況。短路時電流強度很大，往往會損壞電器設備或引起火災。 生活中會因為使用電器不當、線路接錯等問題造成用電器或插頭短路。用電器短路的表現為用電器的功率突然變大（例如燈泡發出的光突然變得很亮），當發現有短路的情況後應拉下電閘。
基本介紹
- 中文名：短路現象
- 學科：物理學
- 相關：電路
- 表現：電器的功率突然變大
什麼是短路現象,解決短路的過程,概述,具體操作,如何克服其危害,
什麼是短路現象
短路是電路中存在的一種特殊的狀態，是電路學習中的一個難點，對於我們剛剛接觸到電路的學習的學生來說，有些無所適從，同時感到毛骨悚然，心驚膽顫．因為從老師的演示的實驗和老師的講授中，只能體會到短路時小燈泡沒有發光，並沒有真正體會到：教材中介紹的在短路時，電路中電流很大，會燒壞導線和電源，而在實際生產和生活中短路會引起電路發生故障，甚至發生火災的嚴重事故．那么如何解決短路這一難點問題呢？這也是我們站在教學第一線的工作者應該深入考慮的．下面就本人在教學中採用讓難點漸進分散式的方法，逐步加以解決談談個人的做法，以供讀者參考．
解決短路的過程
概述
具體操作
一．按下列圖1中電路連線實物電路，閉合開關（只能是瞬間閉合），讓同學們真正體會到小燈泡的確未發光．該電路實驗效果如同電路圖2，是屬於用導線直接將電源兩極連線起來的電路，學生是什麼現象都有沒有觀察到．但善於思考的同學們可能要問到：電流為什麼從導線中通過，而不從小燈泡燈絲中通過呢？有關這個問題，我的回答是：現在由於我們所學知識還不能解釋，可留待以後學習電阻和歐姆定律之後才能解釋．留下懸念激發學生學習的求知慾．通過此實驗，讓我們大致知道短路是指直接用導線將電源的正、負極連線起來的電路，或者是電流不經過用電器而在直接跟用電器並聯的導線中通過的電路．
圖1 圖2
二．在連線串聯電路和並聯電路的實驗時，分別安排學生完成圖3（課本P16練習題第7題）和下列圖4中（在S1閉合情況下，S2隻能是瞬間的閉合）的短路實驗現象，進一步體會串聯電路中部分電路發生短路時的現象，及並聯電路中某一支路發生短路時，所有的支路（也就是整個電路）都將發生短路．
圖3 圖4
三．在學習用電流表測量電流的實驗中，再補充安排圖5的實驗（開關只能是瞬間閉合），讓同學們來體會短路時電路中的電流確實很大，超過了電流表的最大量程．
圖5
四．在做用滑動變阻器改變電路中電流的實驗中，如圖6所示，用兩節乾電池供電，且滑片在阻值最大的位置上時，閉合開關S，小燈泡不發光，當滑片P向左移到某一位置時才開始發光，隨著滑片的移動，小燈泡發光越來越亮，觀察電流表的示數也越來越大，這表明通過燈絲的電流越大，電流在相等的時間內產生的熱量越多．因此引導學生思考：在短路時電路中電流是很大的，那么在一定的時間內電流產生的熱量是怎樣的？（結論是電流產生的熱量越多）當溫度達到塑膠或橡膠的著火點時，將會怎么樣？（答案是引起電路發生火災）．
圖6
五．在學習焦耳定律後，我們可以安排這樣一道練習題：通常情況下實驗用的導線電阻大約是0．02Ω，若用此導線直接接在電壓為1．5V的乾電池的兩極上時，通過導線的電流是多大？在1min內電流產生熱量是多少焦？若這些熱量的70%被導線外的橡膠吸收，橡膠線的質量是40g，比熱容是0．5×10³J/（Kg·℃），則橡膠線的溫度升了多少℃？（答案是：75A；6750焦；）．目的是讓同學們即練習了運用焦耳定律計算電流產生的熱量，又讓同學們體會短路時電路電流很大，電流在很短的時間內產生大量的熱量，使物體的溫度的很快的升高，由此引起的後果．
如何克服其危害
通過以上問題的漸進分析，分散了短路這一問題的難點，同學們對短路就有了一個比較全面的認識．但是我們又怎樣來克服短路給我們帶來的危害呢？再次提出問題，讓學生們想辦法探究解決，也為以後學生學習家庭電路必須安裝保險裝置留下伏筆．
六．短路是可怕的，危害是很大的，但是人們正確認識後，利用串聯電路中部分電路短路，這就叫做“變廢棄為寶”或叫做“廢物”利用吧．如現行課本中第57頁的作業6第4題．又如某校有一塊實驗田和值班室，現有足夠長的細導線（導線電阻忽略不計），小燈泡、電鈴、電池組、開關各一個、導線若干根，為了防止牲畜闖入實驗田，利用這些材料，設計了如下報警的電路圖7．用導線做護柵，當開關S閉合時，燈亮鈴不響；當牲畜闖入實驗田，使護柵上的導線被闖斷，燈亮鈴也響．
圖7
