1.1核心元件：手電筒的“四大成員”演講人2025小學(xué)四年級(jí)科學(xué)下冊(cè)手電筒電路連接原理分析課件序章：當(dāng)黑暗中亮起一束光——從生活現(xiàn)象到科學(xué)探究的起點(diǎn)各位同學(xué)，還記得上周五的科學(xué)實(shí)踐課嗎？我們?cè)诮淌依洗昂?，用手電筒玩“光影捉迷藏”時(shí)，有位同學(xué)突然舉手問(wèn)：“老師，為什么按下開關(guān)，手電筒就亮了？里面到底藏著什么‘魔法’？”這個(gè)問(wèn)題像一顆小火星，點(diǎn)燃了我們今天的探索之旅。作為陪伴大家觀察自然、拆解現(xiàn)象的科學(xué)老師，我想先請(qǐng)大家回憶：當(dāng)你在夜晚找丟失的玩具，或是露營(yíng)時(shí)用手電筒照亮前路，那束溫暖的光背后，藏著怎樣的科學(xué)密碼？今天，我們就以“手電筒”為鑰匙，打開“電路連接原理”的大門。一、抽絲剝繭：認(rèn)識(shí)手電筒的“身體結(jié)構(gòu)”——電路元件的具象化呈現(xiàn)要理解手電筒如何發(fā)光，首先要像醫(yī)生解剖一樣，認(rèn)識(shí)它的“身體結(jié)構(gòu)”。課前，我請(qǐng)大家從家里帶來(lái)廢舊的手電筒（注意：必須是無(wú)法使用的舊物，避免安全隱患），現(xiàn)在請(qǐng)輕輕拆開，觀察里面的部件。011核心元件：手電筒的“四大成員”1核心元件：手電筒的“四大成員”通過(guò)拆解，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是什么款式的手電筒（塑料外殼的兒童款、金屬材質(zhì)的戶外款），其內(nèi)部都包含以下四個(gè)核心元件，它們就像一個(gè)團(tuán)隊(duì)，缺一不可：電源：能量的“發(fā)電廠”手電筒的電源通常是1-3節(jié)干電池（部分可充電手電筒使用鋰電池，但原理相同）。拿起電池觀察，頂部凸起的是“正極”（標(biāo)記“+”），底部平坦的是“負(fù)極”（標(biāo)記“-”）。電池的作用是儲(chǔ)存化學(xué)能，并通過(guò)內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能，為整個(gè)電路提供動(dòng)力。就像我們身體需要吃飯獲取能量，電路需要電池提供“電的能量”。用電器：光的“制造者”1核心元件：手電筒的“四大成員”手電筒的用電器是燈泡（或LED燈珠，小學(xué)階段統(tǒng)一稱為“燈泡”）。仔細(xì)觀察燈泡，玻璃罩內(nèi)部有一根細(xì)細(xì)的金屬絲——燈絲（多為鎢絲）。當(dāng)電流通過(guò)燈絲時(shí)，燈絲會(huì)因電阻發(fā)熱，溫度升高到2000℃以上，就會(huì)發(fā)出可見光。這就像冬天烤火時(shí)，鐵棍燒紅了會(huì)發(fā)光一樣。導(dǎo)線：電流的“高速公路”手電筒內(nèi)部沒(méi)有我們常見的橡膠外皮導(dǎo)線，而是通過(guò)金屬部件（如彈簧、銅片、外殼）代替。例如，尾部的金屬?gòu)椈蛇B接電池負(fù)極，頂部的金屬片連接電池正極，外殼如果是金屬材質(zhì)，也會(huì)參與導(dǎo)電。這些金屬部件的作用是讓電流從電池正極出發(fā)，經(jīng)過(guò)燈泡，回到電池負(fù)極，形成“電流的路徑”。開關(guān)：電路的“指揮官”開關(guān)是手電筒的“控制中心”，常見的有滑動(dòng)式（推動(dòng)按鈕）、按壓式（按動(dòng)按鈕）兩種。當(dāng)我們按下開關(guān)時(shí)，開關(guān)內(nèi)部的金屬片會(huì)接觸，接通電流的路徑；松開開關(guān)時(shí)，金屬片分離，電流無(wú)法通過(guò)。就像水管的閥門，打開閥門水才能流動(dòng)，閉合閥門水就停止。022結(jié)構(gòu)組裝：元件如何“手拉手”2結(jié)構(gòu)組裝：元件如何“手拉手”現(xiàn)在，我們將拆解的部件重新組裝，觀察它們的連接順序：電池負(fù)極→尾部彈簧→金屬外殼（或內(nèi)部導(dǎo)線）→開關(guān)（斷開/閉合狀態(tài)）→頂部金屬片→電池正極→燈泡底部觸點(diǎn)→燈泡燈絲→燈泡螺旋紋（或側(cè)觸點(diǎn)）→金屬外殼（或另一根導(dǎo)線）→回到電池負(fù)極。這個(gè)過(guò)程中，所有元件必須“首尾相連”，形成一個(gè)閉合的“環(huán)”，電流才能流動(dòng)，燈泡才會(huì)亮。如果其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)斷開（比如電池裝反、開關(guān)沒(méi)按下、燈絲燒斷），這個(gè)“環(huán)”就斷了，燈泡就不會(huì)亮。追本溯源：從現(xiàn)象到本質(zhì)——電路連接的核心原理通過(guò)拆解和組裝，我們已經(jīng)看到了手電筒的“身體”，但要真正理解它的“生命”（發(fā)光原理），需要深入學(xué)習(xí)“電路連接”的科學(xué)概念。031什么是電路？——閉合回路的定義1什么是電路？——閉合回路的定義科學(xué)上，電路指的是由電源、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)組成的閉合路徑。這里的“閉合”是關(guān)鍵——就像跳繩時(shí)，繩子必須連成一個(gè)圈，小朋友才能跳；電路也必須連成一個(gè)圈，電流才能流動(dòng)。如果路徑斷開（比如開關(guān)沒(méi)閉合、導(dǎo)線斷裂），就叫“斷路”，電流無(wú)法通過(guò)，用電器（燈泡）就不會(huì)工作。042電流的“旅行路線”——從正極到負(fù)極的單向流動(dòng)2電流的“旅行路線”——從正極到負(fù)極的單向流動(dòng)我們可以把電流想象成一群“電寶寶”，它們從電池正極出發(fā)（因?yàn)檎龢O聚集了“正電荷”），沿著導(dǎo)線（金屬部件）“跑”向用電器（燈泡），在燈泡里“工作”（讓燈絲發(fā)熱發(fā)光），然后通過(guò)另一根導(dǎo)線“跑”回電池負(fù)極（負(fù)極聚集了“負(fù)電荷”）。電池就像“電寶寶的幼兒園”，不斷把“電寶寶”從負(fù)極送到正極，讓它們循環(huán)“工作”。需要注意的是，雖然實(shí)際中是電子（帶負(fù)電）從負(fù)極流向正極，但為了便于理解，小學(xué)階段我們統(tǒng)一說(shuō)“電流從正極出發(fā)，回到負(fù)極”。053手電筒電路的特殊性——“簡(jiǎn)單串聯(lián)電路”的典型代表3手電筒電路的特殊性——“簡(jiǎn)單串聯(lián)電路”的典型代表手電筒的電路是最典型的“串聯(lián)電路”，即所有元件（電池、開關(guān)、燈泡）依次連接，電流只有一條路徑。對(duì)比一下：如果有兩個(gè)燈泡并排連接（比如家里的電燈），電流可以分成兩條路，那就是“并聯(lián)電路”。但手電筒為了結(jié)構(gòu)緊湊，通常采用串聯(lián)，這樣只需一個(gè)開關(guān)就能控制整個(gè)電路。小實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：我們可以用導(dǎo)線、電池、燈泡、開關(guān)自制一個(gè)“模擬手電筒”（注意：必須在老師指導(dǎo)下操作，避免短路）。當(dāng)所有元件串聯(lián)時(shí)，閉合開關(guān)燈泡亮；如果斷開任何一個(gè)元件，燈泡就滅。這說(shuō)明串聯(lián)電路中“一處斷開，處處斷電”。問(wèn)題診斷：當(dāng)手電筒“罷工”時(shí)——用原理解決實(shí)際問(wèn)題科學(xué)的價(jià)值不僅在于解釋現(xiàn)象，更在于解決問(wèn)題?，F(xiàn)在，假設(shè)你的手電筒突然不亮了，你會(huì)怎么排查故障？我們可以用“電路閉合原理”一步步分析。061常見故障類型及排查方法1常見故障類型及排查方法|故障現(xiàn)象|可能原因|驗(yàn)證方法|科學(xué)原理||---------|---------|---------|---------||按下開關(guān)，燈泡完全不亮|1.電池沒(méi)電2.電池裝反3.燈泡損壞4.開關(guān)接觸不良5.金屬部件生銹|1.更換新電池2.檢查電池正負(fù)極是否與彈簧/金屬片對(duì)應(yīng)3.用新燈泡替換測(cè)試4.用砂紙打磨開關(guān)金屬片5.用紙巾擦拭金屬部件|電路必須閉合且有持續(xù)電流電池正負(fù)極反向會(huì)導(dǎo)致電流無(wú)法形成燈泡損壞會(huì)阻斷電流路徑接觸不良相當(dāng)于“斷路”金屬生銹會(huì)增加電阻，阻礙電流||燈泡微亮或閃爍|1.電池電量不足2.導(dǎo)線（金屬部件）接觸不緊密|1.更換新電池2.擰緊電池或調(diào)整彈簧位置|電量不足時(shí)電流減弱，燈絲發(fā)熱不夠接觸不緊密會(huì)導(dǎo)致電阻增大，電流不穩(wěn)定|072動(dòng)手實(shí)踐：小組合作排查故障2動(dòng)手實(shí)踐：小組合作排查故障現(xiàn)在，每組領(lǐng)取一個(gè)“故障手電筒”（老師提前設(shè)置好故障，如電池裝反、燈泡損壞、開關(guān)接觸不良），按照表格中的方法排查。完成后，每組派代表分享：“我們的手電筒為什么不亮？我們是怎么找到問(wèn)題的？”通過(guò)這個(gè)活動(dòng)，大家會(huì)更深刻地理解“閉合回路”的重要性——就像搭積木，任何一塊積木放錯(cuò)位置，整個(gè)結(jié)構(gòu)都會(huì)垮塌。拓展延伸：從手電筒到生活——電路原理的廣泛應(yīng)用手電筒的電路雖然簡(jiǎn)單，卻是所有復(fù)雜電路的“基礎(chǔ)版”。生活中，許多物品的電路連接都與手電筒類似，只是元件更復(fù)雜而已。081其他簡(jiǎn)單電路舉例1其他簡(jiǎn)單電路舉例玩具小車：電池（電源）→開關(guān)（控制前進(jìn)/后退）→電動(dòng)機(jī)（用電器，將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能）→導(dǎo)線（金屬片或電線），形成串聯(lián)電路。小夜燈：電池→光敏開關(guān)（光線暗時(shí)自動(dòng)閉合）→LED燈→導(dǎo)線，這里的開關(guān)更智能，但原理仍是控制電路通斷。電子手表：紐扣電池（電源）→集成電路（復(fù)雜用電器，計(jì)算時(shí)間）→小按鈕（開關(guān)）→導(dǎo)線，雖然用電器更精密，但電流路徑仍是閉合回路。092安全提示：電路使用的“紅線”2安全提示：電路使用的“紅線”在動(dòng)手探索電路時(shí)，一定要注意安全：不要用家里的220V交流電做實(shí)驗(yàn)（如直接連接插座），電壓過(guò)高會(huì)引發(fā)觸電。實(shí)驗(yàn)時(shí)避免“短路”（導(dǎo)線直接連接電池正負(fù)極，不經(jīng)過(guò)用電器），短路會(huì)導(dǎo)致電池過(guò)熱，甚至爆炸。拆解舊電器時(shí)，需在家長(zhǎng)或老師指導(dǎo)下進(jìn)行，避免尖銳部件劃傷。終章：光的背后是科學(xué)——從觀察到思考的成長(zhǎng)同學(xué)們，今天我們通過(guò)拆解手電筒，認(rèn)識(shí)了電路的四大元件，理解了閉合回路的原理，還學(xué)會(huì)了排查故障。當(dāng)你們?cè)倌闷鹗蛛娡矔r(shí)，看到的不再是“魔法”，而是“電源提供能量→導(dǎo)線傳遞電流→開關(guān)控制通斷→燈泡轉(zhuǎn)化光能”的科學(xué)鏈條。2安全提示：電路使用的“紅線”科學(xué)就藏在我們的日常生活里，一個(gè)手電筒、一盞臺(tái)燈、甚至一塊電子手表，都是等待我們拆解的“科學(xué)密碼本”。希望大家保持這份好奇心，像今天一樣，多觀察、多動(dòng)手、多思考——下一個(gè)發(fā)現(xiàn)“光的秘密”的，可能就是你！課后任務(wù)：用家里的電池、導(dǎo)線、燈泡（或LED燈珠）和開關(guān)（可用回形針自制），組裝一個(gè)“迷你手電筒”，并拍