师:同学们,欢迎进入四年级教科版科学第二单元第七课《电路中的开关》的学习。请看本节课的学习目标:知道开关可以用来接通或断开电路,它是控制电路工作状态的电气元件;知道开关有的地方需要用导体来做,而有的地方必须用绝缘体来做;能利用身边的材料设计并制作一个简单的开关,并用它来控制电路。同学们都清楚了吗?在上课前,请做好以下课前准备:科学书、活动手册、纸和笔。让我们一起进入奇妙的科学课堂,学习第七课《电路中的开关》。
同学们看,这是我们之前学过的简易电路,这个电路中有电池、小灯泡和导线。仔细观察这个电路,你有没有发现什么问题呢?
生:我发现电路中的小灯泡是一直亮着的,这样有点浪费电。
师:那怎么让小灯泡不亮呢?
生:我们可以断开导线或者将电池取下来,不过有点麻烦。
师:没错,怎样做可以方便地控制小灯泡的亮与灭呢?
生:我知道了,我们可以在电路中加一个小开关。
师:这是个好主意,我们先来观察一下我们做实验时常用的小开关。同学们仔细观察这个小开关,思考这个小开关是由哪些结构组成的呢?
生:我看到这个小开关有一个塑料的底座,还有两个凸起来的东西。
师:你观察得真仔细,你发现了小开关有一个底座,这两个凸起来的物体是接线柱,还有其他的发现吗?
生:老师,我知道小开关上面有一条金属片,这个叫刀片。
师:没错,小开关的构成包括底座、接线柱和刀片。下面老师要考考你们了,前面我们学习了导体与绝缘体。请你们判断一下这些结构,哪些是导体,哪些是绝缘体呢?
生:我认为刀片是导体,因为它是金属做的,底座是绝缘体,因为它是塑料做的。
师:你说的都对,那接线柱呢?
生:老师,我发现了接线柱,它既有导体又有绝缘体。
师:没错,接线柱外面是塑料,这是绝缘体,里面是金属,这是导体。那同学们,这些材料有什么作用呢?
生:老师,我认为导体的材料是为了让电流能够通过,如果我将刀片放下去,那么电流就可以通过小开关的导体部分从一个接线柱流入,再经过导体刀片流到另外一个接线柱,最后电流就流出去了,这样电路就被接通了,而绝缘体部分可以断开电路,也可以保护我们不会触电。
师:真的是这样吗?
生:老师,我想把小开关加进刚才的电路中试试。
师:可以,我们在电路中加入小开关吧。那下面就请同学们仔细观察并思考开关是怎样控制小灯泡的亮与灭的呢。
师:这是一个电路中的开关,我们可以通过控制开关来控制电路的状态。开关闭合是通路,小灯泡被点亮;开关断开是断路,小灯泡熄灭。同学们,现在能回答老师刚刚的问题了吗?开关是怎样控制小灯泡的亮与灭的呢?
生:老师,我知道当我们闭合开关的时候,此时电路是通路,小灯泡亮了。当我们断开开关的时候,此时是断路,小灯泡就灭了。
师:你很善于观察,真棒。同学们,我们已经掌握了开关控制电路通与断的秘密,你们想不想自己做一个小开关呢?想要自制小开关,我们需要的实验材料有小木板、回形针、图钉。请同学们思考,我们要怎么做一个小开关呢?
生:我觉得木板是绝缘体,我们可以用它来做底座。
生:我认为我们可以用回形针来做刀片,因为它是导体。
生:那我们可以将图钉固定在木板上,这样就有两个接线柱了。
师:你们的想法听上去真不错,我们来看看实验方法吧。实验步骤:一、把回形针伸开放在木板上,用笔在伸开的回形针两端各描一个点作为标记;二、先把一枚图钉固定在木板的一个描点上,再用图钉把回形针大的一端固定在木板的另外一个描点上;三、把回形针开关连接到电路中,看看它能不能控制小灯泡的亮与不亮。
具体该怎么做,我们一起来看看制作视频吧。我们需要使用的材料有小木板、回形针、图钉。首先我们把回形针拉平,放在木板上,再用铅笔在伸开的回形针的两端各描一个点作为标记。把一枚图钉固定在木板的一个描点上,再用图钉把回形针大头这一端固定在另一个标记点上。按的时候一定要注意安全。把回形针开关连接到电路中,看看它能不能控制小灯泡的亮与不亮。现在我们就来连接。
现在我们开始测试,回形针开关闭合,小灯泡亮了;将回形针开关断开,小灯泡不亮。我们反复实验三次,小灯泡都是亮的。因此我们得出回形针开关能够控制小灯泡的亮与不亮,回形针开关制作成功。
师:同学们,我们已经知道了怎么做一个简易的回形针开关,那如果我们身边没有小木块该怎么办呢?
生:那很简单,我觉得可以用其他的绝缘体材料代替,比如橡皮擦,还可以用泡沫板来做。
生:那我觉得回形针也可以用其他的导体来代替,比如金属勺或者金属钥匙。
师:同学们很会举一反三。你们的想法可以保留下来并付诸实践,相信你们一定可以做出富有创意的小开关。做个小开关对你们来说已经不是个难事了,那么回形针小开关是怎样控制电流的通与断的呢?请看视频。
通过这个小实验我们可以看出开关控制电流通与断的原理其实就是让电路是否接通。当回形针开关和图钉连接在一起,电流从电池的正极经过导线、小灯泡、图钉、回形针开关,最后到电池的负极形成了一个完整的闭合回路,所以小灯泡亮了。当回形针开关与图钉断开时,电流在回形针开关处无法流到下一根导线,这就不能够形成一个完整的闭合回路了,所以小灯泡不能够被点亮,这就是开关控制电流通与断的秘密,你明白了吗?
生:原来是这样的,和我想的差不多。
