灯光驱散了黑暗,勾勒出了绚丽的夜景。但你知道如何让一个小小的灯泡亮起来吗?接下来,让我们走进虚拟仿真实验室,直观探究。


虚拟仿真实验
在物理虚拟仿真实验室的探究平台,选取合适的电源和小灯泡,并将它们放到桌面。先试着把两者随意放在一起,灯泡毫无反应;换个位置摆放,依旧没有光亮。这说明,简单的接触并不能让灯泡发光。

电路
接着,尝试更有针对性的连接:先将电池的正极连接到小灯泡上,灯泡依然不亮;再把电池的负极连接到小灯泡,奇妙的现象出现了 —— 灯泡亮了!原来,只有用导线将电源的正负极与小灯泡连接起来,形成一个完整的环路,灯泡才能发光。这样的环路被称为闭合回路,也就是我们常说的电路。

给电路加装一个开关
不过,通过添加或拆除导线来控制灯泡的亮灭,操作起来并不方便。有没有更便捷的方法呢?

答案是给电路加装一个开关。安装好开关后,我们可以通过实验和观察可以发现:如果开关与小灯泡之间有一段导线没有连接,电路就无法形成环路,灯泡自然不会亮;而当用导线把开关和小灯泡妥善连接后,电池、导线、开关、小灯泡便构成了完整的环路,此时闭合开关,灯泡就会立刻亮起。
导体与绝缘体
当开关闭合时,电路中会形成像水流一样的电流。我们把容易传导电流的物体称为导体,而不容易传导电流的物体则叫做绝缘体。在这个简单电路中,导线内部的金属、开关上的金属部件,都属于导体。
生活中有哪些物体能导电,哪些不能呢?
我们通过小学科学软件XR虚拟教学系统里的一个小实验来一探究竟。实验装置依然是由电源、小灯泡、导线和开关组成的电路,但此时开关处于断开状态。我们要做的,就是将桌面上的各种物品放在开关处,模拟闭合开关的状态,观察灯泡是否会亮 —— 如果灯泡亮起,说明该物品是容易导电的导体;反之,则是不易导电的绝缘体。

首先放上塑料尺,灯泡不亮;接着放入玻璃,灯泡依旧不亮;当把铝箔放进电路时,灯泡瞬间亮起,这说明铝箔是导体;随后放入硬币,灯泡同样亮起,证明硬币也是导体;铁钉接入电路后,灯泡照常发光,显然铁钉也是导体。最后,继续依次测试橡皮、瓷勺和竹签,结果灯泡都没有亮起。


探究小结
电源、导线、用电器和开关是构成电路的必要元件。在生活中,有些材料是导体,如硬币、铝箔等,它们容易导电;有些材料是绝缘体,如橡皮、玻璃等,它们极不易导电。