第五单元 电（期末知识清单）四年级科学下学期（湘科版）

第五单元 电（知识清单） 湘科版 第一部分：思维导图 第二部分：知识巩固 第1课 点亮小灯泡 核心概念 电流通过闭合回路才能让小灯泡发光，电池是电路的电源，提供电能，小灯泡的发光依赖电流通过灯丝，导线需正确连接形成完整回路，避免短路。 电路的基本组成与元件 1.核心元件及作用： 电源（电池）：标有“+”号的为正极，标有“-”号的为负极，提供电流的动力来源。 用电器（小灯泡）：将电能转化为光能，内部结构包括玻璃泡、灯丝、金属架、两个连接点，灯丝是发光核心。 导线：连接电路元件，传导电流，通常由铜丝制成，外部有绝缘外皮。 2.元件连接禁忌：严禁将导线直接连接电池正、负极，会造成短路，损坏电池甚至引发危险。 点亮小灯泡的实验 实验一：尝试不同连接方式 1.实验材料：1节干电池、1个小灯泡、若干根导线。 2.实验步骤： 尝试多种连接方法（如导线一端接电池正极，另一端接小灯泡连接点，小灯泡另一连接点接电池负极）。 记录能点亮小灯泡和不能点亮的连接方式，用图画标注电流路径。 3.实验结论：能点亮小灯泡的连接都形成了闭合回路，电流从电池正极出发，经过导线、小灯泡灯丝，再通过导线回到电池负极，灯丝有电流通过就会发光。 实验二：利用电池盒和灯泡座 1.实验材料：电池、小灯泡、导线、电池盒、灯泡座。 2.实验步骤： 将电池装入电池盒，小灯泡拧入灯泡座。 用导线连接电池盒、灯泡座，形成闭合回路，观察小灯泡稳定发光的现象。 3.实验意义：电池盒和灯泡座能让连接更稳固，避免接触不良导致小灯泡时亮时灭，便于观察电路的闭合状态。 小灯泡的内部结构与电流路径 1.内部结构：玻璃泡保护灯丝，金属架固定灯丝并连接连接点，两个连接点分别连接灯丝两端。 2.电流路径：电池正极→导线→小灯泡一个连接点→金属架→灯丝→另一个连接点→导线→电池负极，形成完整回路，灯丝发热发光。 科学史与拓展 1.爱迪生发明电灯：美国发明家爱迪生为寻找合适灯丝，做了1600多次耐热材料、600多种植物纤维实验，最终选用碳化竹丝制成灯丝，发明了实用电灯，他的名言“天才是百分之一的灵感加上百分之九十九的勤奋”体现了探索精神。 2.现代电灯改进：如今的电灯有LED灯、荧光灯等，具有更节能、寿命更长的特点，如LED灯通过半导体发光，能耗仅为白炽灯的十分之一。 实践与应用 1.动手尝试3种以上能点亮小灯泡的连接方式，绘制电流路径图。 2.对比直接连接和使用电池盒、灯泡座连接的差异，说出后者的优势。 3.观察家中的灯泡（如LED灯），了解其外部结构，思考与实验中小灯泡的异同。 反思与评价 1.能说出电路的基本组成（电源、用电器、导线）及各元件的作用。 2.能正确连接闭合回路点亮小灯泡，避免短路。 3.能描述小灯泡的内部结构和电流路径。 拓展与迁移 探究“为什么有的连接方式小灯泡不亮”，分析可能的原因（如接触不良、电路断路、电池没电），设计实验逐一排查。 第2课 控制电路的通断 核心概念 开关是控制电路通断的关键元件，通过改变自身连接状态实现电路的闭合与断开，简单电路由电源、用电器、导线和开关四部分组成。 开关的工作原理与结构 1.工作原理：开关内部有可开合的金属触点，闭合时金属触点连接，电路导通；断开时金属触点分离，电路断路，从而控制用电器的工作与停止。 2.安全警示：不能触碰学校或家里的220伏交流电开关及电路，高压电会致人受伤甚至死亡。 用开关控制小灯泡的实验 1.实验材料：1节干电池、1个小灯泡、若干导线、1个开关、电池盒、灯泡座。 2.实验步骤： 将电池装入电池盒，小灯泡拧入灯泡座，按“电池盒→开关→灯泡座→电池盒”的顺序用导线连接。 闭合开关，观察小灯泡发光；断开开关，观察小灯泡熄灭，反复操作验证开关的控制作用。 3.实验结论：开关能便捷地控制电路的通断，闭合时电路形成回路，断开时回路中断，用电器停止工作。 简单电路的组成 1.核心四要素：电源（提供电能）、用电器（消耗电能）、导线（传导电能）、开关（控制通断），缺少任何一个要素都无法形成可控制的完整电路。 2.电路状态： 通路：开关闭合，电路连通，用电器正常工作（如小灯泡发光）。 断路：开关断开或导线连接不良，电路断开，用电器不工作。 短路：导线直接连接电源正负极，无用电电器，属于危险状态。 自制小开关 1.实验材料：硬纸板、回形针、图钉、导线。 2.制作步骤： 在硬纸板上用图钉固定回形针的一端，确保回形针能灵活转动。 将两根导线分别连接到图钉和回形针的另一端，制成简易开关。 3.测试：将自制开关接入控制小灯泡的电路，转动回形针闭合或断开开关，观察小灯泡的亮灭，验证开关功能。 实践与应用 1.完成用开关控制小灯泡的电路连接，描述开关闭合与断开时电路的状态变化。 2.成功制作简易开关并接入电路，分析自制开关的优缺点（如接触是否灵敏）。 3.观察家中的开关（如电灯开关、插座开关），说一说它们的控制对象和工作原理。 反思与评价 1.能说出开关控制电路通断的工作原理。 2.能正确连接包含开关的简单电路，区分通路、断路状态。 3.能独立制作简易开关并完成功能测试。 拓展与迁移 设计一个“两地控制一盏灯”的简单方案（提示：使用两个开关串联或并联），思考开关的连接方式如何影响控制效果。 第3课 设计电路 核心概念 电路可通过不同连接方式（串联、并联）点亮多个用电器，电路符号能简洁表示电路元件，复杂电路（如红绿灯）的设计需实现各用电器的独立控制。 电路符号与绘制 1.常用电路元件符号： 电源：用“⊕—”表示（长线段为正极，短线段为负极）。 开关：用“□”表示（闭合为“■”，断开为“□”）。 灯泡：用“○中带×”表示。 电动机：用“○中带M”表示。 2.绘制要求：用直尺画导线，导线尽量走直线，元件符号位置合理，标注清晰，能准确反映电路连接关系。 点亮两个小灯泡的实验 实验一：串联电路 1.实验材料：2节干电池、2个小灯泡、若干导线、电池盒、灯泡座。 2.实验步骤： 按“电池盒→灯泡座1→灯泡座2→电池盒”的顺序用导线依次连接，形成串联电路。 闭合电路，观察两个小灯泡的发光情况（亮度较暗）。 3.实验结论：串联电路中电流只有一条路径，通过两个小灯泡的电流相同，一个灯泡熄灭则整个电路断路。 实验二：并联电路 1.实验材料：2节干电池、2个小灯泡、若干导线、电池盒、灯泡座。 2.实验步骤： 将两个灯泡座的连接点分别并联在电池盒的正负极两端，形成并联电路（电流有两条路径）。 闭合电路，观察两个小灯泡的发光情况（亮度较亮，互不影响）。 3.实验结论：并联电路中电流有多条路径，各用电器独立工作，一个灯泡熄灭不影响另一个灯泡发光。 制作红绿灯电路 1.设计要求：用开关分别控制红灯、黄灯、绿灯的亮灭，实现单一灯亮或多灯亮的效果。 2.实验材料：3个不同颜色的小灯泡、3个开关、3节干电池、若干导线、电池盒、灯泡座。 3.制作步骤： 绘制红绿灯电路设计图，明确每个开关与对应灯泡的连接关系（并联结构，各支路独立控制）。 按设计图连接电路，测试每个开关的控制效果，调整导线连接，确保无接触不良。 4.优化改进：观察红绿灯的工作状态，解决“开关控制混乱” “灯泡亮度不均”等问题，确保电路稳定工作。 实践与应用 1.绘制串联和并联电路的电路图，标注元件符号和电流路径。 2.分别连接串联和并联电路，对比两个小灯泡的发光亮度和工作独立性。 3.完成红绿灯电路的设计与制作，能通过开关分别控制三盏灯的亮灭。 反思与评价 1.能识别并绘制常用电路元件符号，规范画出简单电路图。 2.能区分串联和并联电路的差异，说出两种连接方式的特点。 3.能独立设计并制作红绿灯电路，实现各灯的独立控制。 拓展与迁移 探究“串联电路中增加小灯泡数量对亮度的影响”，设计实验对比1个、2个、3个小灯泡串联时的亮度变化，分析原因。 第4课 导体和绝缘体 核心概念 容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导体与绝缘体共同构成安全电路，避免触电事故，可通过简易电路检测器判断物体的导电性能。 简易电路检测器的制作与使用 1.制作材料：1节干电池、1个小灯泡、若干导线、电池盒、灯泡座。 2.制作步骤： 连接电池盒、灯泡座形成闭合回路，留出两根未连接的导线作为检测头，制成电路检测器（正常情况下小灯泡发光，检测头断开时小灯泡熄灭）。 3.使用方法： 将检测头分别接触待测物体的两端，若小灯泡发光，说明物体是导体；若小灯泡不发光，说明物体是绝缘体。 重复检测2-3次，避免接触不良导致误判。 物体导电性能的探究实验 1.实验材料：电路检测器、铜钥匙、铁钉、塑料尺、橡皮、铅笔芯、干木块、湿抹布、人体（间接接触）等。 2.实验步骤： 逐一用电路检测器检测待测物体，记录“发光”或“不发光”的实验现象。 根据实验现象将物体分类，整理成表格。 3.实验结论： 导体：容易让电流通过，如铜、铁等金属（铜钥匙、铁钉）、铅笔芯（石墨）、人体、不纯净的水（湿抹布）。 绝缘体：不容易让电流通过，如塑料（塑料尺）、橡胶（橡皮）、干木头、玻璃等。 导体与绝缘体的应用 1.电路中的应用： 导线：内部铜丝是导体，传导电流；外部塑料外皮是绝缘体，防止触电。 开关：接触部分是导体（如金属触点），外壳是绝缘体（如塑料外壳）。 插座：内部金属片是导体，外部塑料壳是绝缘体。 2.生活中的安全应用： 电工工具的手柄用绝缘体（橡胶、塑料）制作，避免操作时触电。 家用电器的外壳多为绝缘体，防止内部电路漏电伤人。 安全用电常识 1.严禁行为： 不要将金属物品插入插座内，避免短路或触电。 不要用潮湿的手或湿布触摸开关及电器，湿手导电能力强，易引发触电。 不要用手触摸裸露的电线，雷雨时不要站在大树下，避免雷电触电。 放风筝要远离电线，发现电线掉落，不要自行处理，及时通知专业人员。 2.核心原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体，使用电器时先看说明书，确保安全操作。 实践与应用 1.制作简易电路检测器，成功检测5种以上物体的导电性能。 2.列举生活中3种以上导体和绝缘体的应用实例，说明其作用。 3.绘制“安全用电宣传画”，标注2-3条核心安全规则。 反思与评价 1.能正确制作和使用电路检测器，区分导体与绝缘体。 2.能说出导体和绝缘体在电路中的具体应用，理解其安全意义。 3.能牢记安全用电常识，规避常见触电风险。 拓展与迁移 探究“水的纯度对导电性能的影响”，分别检测纯净水、自来水、盐水的导电情况，分析实验现象与生活中“湿手不碰电器”的关联。 第5课 电和我们的生活 核心概念 电是重要的能源，改变了人类的生产生活，电能来源于发电厂，通过输电网输送到千家万户，合理用电能节约能源、减少浪费。 电对生活的影响 1.生活便利：电让照明（电灯）、烹饪（电饭煲）、清洁（洗衣机）、通信（手机、电脑）、娱乐（电视、游戏机）等变得便捷，提高生活质量。 2.生产发展：工业生产中，电驱动机器运转（如机床、流水线）；农业中，电动灌溉、温室控温等依赖电能；医疗领域，医疗器械（如心电图机、手术灯）离不开电。 电能的来源与输送 1.发电方式： 水力发电：利用水流冲击水轮机带动发电机发电（如三峡水电站）。 火力发电：燃烧煤炭、天然气等燃料加热水，产生蒸汽驱动发电机（传统发电方式）。 风力发电：利用风力带动风车叶片转动，驱动发电机发电（清洁能源）。 核能发电：利用核反应产生的能量加热水，驱动发电机发电（高效清洁能源）。 2.输送过程：发电厂产生的强大电流→高压输电网→变电站降压→低压输电网→千家万户。 家庭用电调查与节能 调查活动：家庭用电情况 1.调查内容： 家中的用电器（如电冰箱、电热水器、空调、电视等）及用途。 上月用电量、家人用电习惯（如是否随手关灯、空调温度设置等）。 2.调查方法：查看电费账单、采访家人、实地记录用电器使用时长。 3.调查报告：整理调查数据，分析用电高峰时段和节能空间，提出改进建议（如随手关灯、空调温度夏季不低于26℃、使用节能电器）。 节约用电的意义与方法 1.意义：节约电能可减少能源消耗（如煤炭、水资源），降低环境污染，延长电器使用寿命，节约家庭开支。 2.具体方法： 日常：随手关闭不用的电灯、电器，避免“待机耗电”。 选择：优先使用节能电器（如LED灯、一级能效冰箱）。 习惯：合理设置空调、热水器温度，减少不必要的使用时间。 实践与应用 1.完成家庭用电调查报告，列出家中5种以上用电器及用电习惯，提出3条节能建议。 2.搜集不同发电方式的图片或资料，对比其优缺点（如清洁能源与传统能源）。 3.制作“节约用电”宣传卡片，向家人宣传节能方法。 反思与评价 1.能说出电在生活、生产、医疗等领域的应用，理解电的重要性。 2.能列举3种以上发电方式，描述电能的输送过程。 3.能完成家庭用电调查，提出合理的节能建议，践行节约用电行为。 拓展与迁移 查阅资料了解“新能源发电”（如太阳能发电、潮汐发电）的原理，分析其在未来生活中的应用前景，撰写简短介绍。 第三部分：实验探究题 1．观察下图，图甲是妍妍家中常用的带开关的插座，图乙是各种电器的插头。 (1)观察图甲，插座表面白色的外壳所用的材料应该是：（　　）。 A．导体 B．不锈钢 C．绝缘体 (2)观察图乙abc三类插头，可以和图甲插座一匹配使用的是：（　　）。 A．a二线扁插头 B．b三线圆插头 C．c三线扁插头 (3)观察图乙abc三类插头，可以和图甲插座二匹配使用的是：（　　）。 A．a二线扁插头 B．b三线圆插头 C．c三线扁插头 (4)妍妍将台灯插在插座二上，将手机充电插在插座一上，然后闭合插座开关。她发现两种用电器均能正常使用，而且互不影响。由此可推测，此时台灯和手机的连接方式是：（　　）。 A．并联 B．串联 C．以上说法都不正确 (5)妍妍用灯泡①代表台灯，用灯泡②代表手机，下列设计的电路图符合题4连接方式的是：（　　）。 A． B． C． 2．生活中常用的声光控开关实际上是由“光控开关”和“声控开关”两个开关组成的。感光口接收到光线时光控开关自动断开，没有接收到光线时自动闭合；感声口接收到声音时自动闭合，没有声音时自动断开。王明想探究声光控开关是怎么控制电路的，利用所学的知识进行了电路模拟。 (1)生活中，声光控开关外接的是220V的交流电，以下做法正确的是（   ）。 A．可以用电池做电源 B．切断电源后安装开关 C．开关脏了可以用湿布擦拭 (2)白天光线强时，光控开关 ，无论有没有人走动，楼道灯都不亮。（填“闭合”或“断开”） (3)晚上，光控开关 ，有人走动时，声控开关 ，楼道灯亮。（填“闭合”或“断开”） 3．科学课上，小明学习了《简单电路》这一单元。根据所学知识，回答下列问题。 (1)下列说法正确的是（    ）。 A．电池凸起来的一端是负极，平平的一端是正极。 B．能使小灯泡亮起来的电路是一个闭合回路。 C．要让小灯泡亮起来必须接入开关。 (2)下列电路示意图中，小灯泡可以亮起来的是（    ）。 A． B． C． (3)聪聪在简单电路中增加了一节电池，发现小灯泡的亮度（    ）。 A．比原来更亮 B．比原来暗 C．和原来一样 (4)聪聪在简单电路中增加了一个小灯泡，发现小灯泡的亮度（    ）。 A．比原来更亮 B．比原来暗 C．和原来一样 (5)下列物体是导体的是（    ）。 A．橡皮 B．牙签 C．铜丝 (6)下列电器，需要用到交流电的是（    ）。 A．电饭锅 B．电视遥控器 C．电子手表 4．电，作为现代文明的“能量基石”与“信息载体”，其意义早已超越单一的动力来源，深度渗透到人类社会的生产、生活、科技乃至文化领域，重塑了人类的生存方式与发展轨迹。它可推动文明进程、重构社会运转、赋能科技突破三个维度界定，应用到日常生活、工业生产、科技创新等几乎所有领域，形成了支撑现代社会的“电力生态”。 (1)发电厂发出的电，经过 、 和长途输送，最后到达用电场所。 (2)关于电的说法，不正确的是（　　）。 A．电是现代生活不可缺少的重要能源 B．农业生产不需要用电 C．我们要节约用电 (3)下列物体工作不需要用电的是（　　）。 A．洗衣机 B．电灯 C．机械手表 (4)现代生活中，发电的方式有哪些？请写出三种。 5．如图是明明爸爸改装后的插座。 (1)插座表面的外壳应选用（    ）的材料。 A．导体 B．绝缘件 (2)先将开关闭合上，然后将台灯插在“插座一”上，将电风扇插在“插座二”上，他发现台灯亮了电风扇也在转动。由此你认为，台灯与电风扇的连接方式是（    ）。 A．串联 B．并联 C．都有可能 (3)他将开关断开后，发现台灯不亮了，但风扇还在转，这说明开关与“插座一”的连接方式是 ，开关与“插座二”的连接方式是 。 A．串联           B．并联           C．都有可能 (4)第2天放学后，他将开关闭合后，发现台灯不亮了。请根据所学知识帮他判断台灯不亮的几种可能。（至少写出二种原因） 原因1. 原因2. 参考答案 1．(1)C (2)A (3)C (4)A (5)B 详解：（1）插座外壳需要防止人触电以及避免内部电路受到外界影响，所以要用绝缘体材料。导体容易导电不安全，不锈钢属于导体也不合适，绝缘体符合要求，故选C。 （2）图甲插座一是两孔插座，因此可以选择图乙中的a二线扁插头匹配使用。故选A。 （3）图甲插座二是三孔插座，c三线扁插头一般用于三孔插座。故选C。 （4）在家庭电路中，各用电器为了能独立工作且互不影响，都是并联的。台灯和手机能正常使用且互不影响，所以它们的连接方式是并联，选A。 （5）台灯和手机能正常使用且互不影响，它们的连接方式是并联。并联电路中各用电器两端分别连在一起，然后接到电路中。A电路和C电路都是串联电路；B电路中两个灯泡并联，符合题干要求。故选B。 2．(1)B (2)断开 (3) 闭合 闭合 详解：（1）声光控开关外接220V交流电，电池是直流电且电压低，无法替代；220V属于危险电压，安装开关前切断电源能避免触电，是安全正确的做法；湿布是导体，用湿布擦拭带电的开关会导致触电，非常危险。故选B。 （2）根据题干，光控开关“接收到光线时自动断开”，白天光线强，光控开关处于断开状态，电路不通，所以楼道灯不亮。 （3）晚上光线弱，光控开关“没有接收到光线时自动闭合”；有人走动时会产生声音，声控开关“接收到声音时自动闭合”；此时光控、声控开关都闭合，电路形成通路，楼道灯亮起。 3．(1)B (2)B (3)A (4)B (5)C (6)A 详解：（1）电池凸起端是正极，平端是负极；小灯泡亮的条件是电路形成闭合回路（电流能从电源正极流出，经用电器回到负极）；开关是控制电路通断的元件，不接入开关，直接用导线连接成闭合回路，小灯泡也能亮。故选B。 （2）小灯泡点亮需要电流通过其两个连接点（底部和侧面），形成闭合回路： A．导线只连了小灯泡底部，未连侧面，电路未闭合； B．导线连接了小灯泡侧面和电池负极，底部接电池正极，形成闭合回路，电流能通过小灯泡； C．导线连接错误，未形成有效回路。 故选B。 （3）电池是电路的电源，增加一节电池会增大电路中的电压，电流变强，小灯泡获得的电能更多，因此亮度比原来更亮。故选A。 （4）简单电路中增加一个小灯泡（通常是串联），电路总电阻增大，电流会变小，每个小灯泡获得的电能减少，因此亮度比原来暗。故选B。 （5）导体是能导电的物体（通常是金属等）： 橡皮、牙签是绝缘体，不能导电； 铜丝是金属，属于导体。故选C。 （6）交流电是家庭插座提供的电源，直流电是电池提供的电源：电饭锅需要插电使用，用的是交流电；电视遥控器、电子手表用的是电池，属于直流电。故选A。 4．(1) 变电站 配电系统 (2)B (3)C (4)火力发电、水力发电、风力发电 详解：（1）发电厂发出的电，通常要经过变电站将电压升高以便于长途输送，然后通过配电系统将电能分配到各个用电场所。 （2）农业生产中，例如灌溉水泵、温室大棚的温控设备、农产品加工等都大量用电，农业生产需要用电。故选B。 （3）机械手表是通过机械结构（如发条、齿轮等）的相互作用来运行的，不需要用电。洗衣机和电灯都是常见的家用电器。故选C。 （4）电是一种重要能源，可以说，没有电我们的生活就无法正常进行。常见的发电方式主要有火力发电、风力发电、水力发电、太阳能发电和核能发电。 5．(1)B (2)B (3) A B (4) 台灯坏了 电线与台灯接触不良 详解：（1）插座表面外壳若选用导体材料，人接触到外壳时容易发生触电危险，而绝缘体材料可以有效防止触电，保障使用者安全，所以应选绝缘体，答案是B。 （2）在家庭电路中，各用电器之间为了能独立工作，互不影响，都是采用并联的连接方式。台灯和电风扇插在不同的插座上且都能正常工作，说明它们是并联的，答案是B。 （3）开关断开后台灯不亮但风扇还在转，这表明开关只控制台灯，与台灯是串联关系，才能实现用开关控制台灯的通断；而风扇不受该开关控制，说明开关与插座二是并联关系。 （4）台灯不亮可能有多种原因。从台灯本身来看，可能是台灯坏了，比如灯丝断了等；从电路连接方面考虑，可能是电线与台灯接触不良，导致电路不通，电流无法通过台灯使其发光。 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $