自由搭建电路：自己连出一个能亮的回路

看懂电路图和自己连出电路，是两件事。这个搭建板把元件交到学生手上：选工具、点格子、连成一圈，灯亮不亮由接法说话。连错了也没关系，短路只会弹出警告，不会烧掉任何东西。

实验目的

玩过一遍之后，学生应当能：

• 亲手把电池、导线、灯泡、开关连成一个闭合回路；
• 分辨串联和并联两种接法在连线上的差别；
• 认出短路与局部短路，并说明危险在哪；
• 掌握判断电路能否工作的方法：从正极出发能不能走回负极。

如何操作

1. 在“工具”里选“电池”，点棋盘上的一条虚线段，把电池放上去。
2. 再选“导线”和“灯泡”，沿棋盘继续点，把电池两极用元件连成一圈。回路一闭合灯泡就会亮，状态提示会给出电流值。
3. 选“开关”工具，然后点已经放好的开关，可以开合它，观察灯的反应。
4. 点“串联示例”“并联示例”看两种标准接法；再用“擦除”去掉并联里某一支路的灯泡，看另一支路是否还亮。
5. 故意只用导线把电池两极连成一圈（不放任何灯泡），观察短路警告。
6. 点“清空”，合上课本再独立搭一次串联和一次并联。

实验现象

操作中会看到这些现象：

• 回路没闭合时灯不亮，提示会指出还差什么。
• 回路闭合的瞬间灯亮起；串联两只灯明显比单只暗，并联两只灯都是正常亮度。
• 开关断开：串联回路整体熄灭；如果开关只在并联的某一条支路上，就只影响这一支路。
• 只用导线连通电池两极：出现短路警告，因为回路里没有用电器分担电压。

实验原理

电流能流动的条件是“有电源 + 回路闭合”。判断电路能不能工作，就从电源正极出发沿导线走一遍，看能不能不中断地回到负极。

串联和并联的本质区别在路径数：只有一条路是串联；出现分支点（节点）、电流分成几路就是并联。

短路指电流不经过用电器、直接在电源两极间流通。此时回路总电阻只剩导线的极小电阻，由 I = U/R，R 趋近于零则 I 极大，导线和电源迅速发热。家庭电路里短路会让空气开关跳闸或熔断器熔断。这是保护，不是故障。

局部短路指一根导线跨接在某个用电器两端。这个用电器被“旁路”而不工作，电路其余部分仍然正常。这是电路故障题里最常见的一种设置。

电流在并联支路间按电阻反比分配：电阻越小的支路电流越大。短路之所以危险，就是因为几乎全部电流都涌向那条电阻近乎为零的路。

常见误区

• “电流会自动选最短的那条路” —— 准确的说法是按电阻反比分配；短路时是因为那条路电阻近乎为零，而不是因为它短。
• “灯不亮就是灯坏了” —— 更可能是回路没闭合、接触不良或开关断开。先查回路，再怀疑元件。
• “并联就是把两个元件挨着放” —— 要看两端是否接在同一对节点上，而不是位置远近。

应用与延伸

• 这是PhET 电路组建套件的初中简化版；真实器材用电学实验盒或面包板可以做同样的练习。
• 学校实验中连接电路的规矩：先断开开关再连线，滑动变阻器先调到最大阻值，最后闭合开关试触，都是为了避免短路和过流。
• 会看电路图之后，可以试着把课本上的图先在这里搭出来，再去实验室连实物。

四种接法，一张表看清后果

在搭建板上最常搭出的五种情形，后果各不相同。搭之前先预测，搭完再对表：

表里最该记住的是最后两行的区别：局部短路只让一个用电器罢工，电源短路则让整个电路出事。模拟把电源短路做成警告弹出，真实实验里这一步没有警告，所以连线时电源要最后接、开关要先断开。

从电路图到实物的三步

照着课本电路图连实物，学生最容易在并联处迷路。建议的顺序是：先沿着图把干路找出来，从电源正极开始一路连到负极，中间经过开关和第一个分支点；再连其余支路，每条支路的两端都接回同一对分支点；最后对照图数一遍元件，确认没有多连一根导线把某个元件短接掉。在搭建板上先按这三步练熟，再去连真实器材。

课堂上怎么用这个模拟

先让学生独立搭一个让灯亮起来的回路，不给提示，能亮的请他说出电流走的路径。再要求搭出“一个开关控制两只灯”，学生会各自搭成串联或并联，把两种方案投到屏幕上比较。最后故意让一名学生只用导线把电池连成一圈，看短路警告，顺势讲真实电路里这样做的后果。

相关内容

• 动手实验版：自己连一个能亮的电路
• 基础概念：连一连电路
• 两种接法的规律：串联与并联
• 定量计算：欧姆定律