这是一个简单的实验，用钢丝绒制造了一个电路，展示了电阻的炽热潜力。钢丝棉确实会着火，所以要确保安全。
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学习动机
学生可以提出关于电路的问题。该活动将帮助学生认识到需要一个完整的电路来允许电流流动，并支持他们对电导体和绝缘体之间差异的研究。
假设
你有一种由细丝组成的钢丝，大部分是铁，这是一种导电的良导体。一股钢棉很细，当你把它从钢棉衬垫上解开时，它实际上很长。当你把一个9V电池放在钢丝绒上并形成一个电路时，你预测会发生什么?你这么做的理由是什么?
材料
- 钢丝绒
- 9 v电池
- 耐热盘
- 铜线(直径1mm-2mm)
**只用一个9V电池就可以点燃钢棉。需要成人监督。
方法
- 把钢丝绒放进你的耐热盘子里。
- 拉一下钢丝丝，把它展开一点。
- 将9V电池的“+”和“-”端子接触到钢丝绒上。
然后它应该燃烧，燃烧，燃烧，在钢铁般的火焰中，在钢铁般的火焰中……
用你的铜线做个实验。剪一小段(约10cm)，一端连接到电池的正极，另一端连接到电池的负极。摸摸电线，但不要超过10秒。它会变热吗?
*请注意。如果你不能找到铜线，一个大的金属回形针可以展开和弯曲，这样两端可以接触电池端子。
结果
钢棉应该着火。你能解释一下发生了什么吗?为什么钢棉会着火?想想抵抗力。请参见下面的图1和图2。
铜线可能会发热，但不会着火。钢棉和铜棉有什么区别?再来想想抵抗。
发生了什么?
激烈的反应完全是抵抗，我们知道这是徒劳的。
在这个实验中，我们用钢丝或铜线和9V电池创建了一个电路。
钢丝棉大部分是铁，是良导体(但不是最好的)。通过将电池接触到钢丝绒上，你就在电池的正极和负极之间建立了一个有效的电路，使能量(电子)从负极流动，通过钢丝绒进入正极。当电子流过电路时，就会产生电流。但是当电子在我们的电路中流动时，它们会与钢丝丝线中的铁原子碰撞并相互作用，导致它们振动并产生热量。也就是说，当电子撞击电路材料中的其他原子时，电子将部分能量转化为动能(运动)能并产生热量。这个过程叫做抗性。快速搓你的手。你的手感觉温暖吗?它们应该这是动能来自于移动的手之间的摩擦转化为热能。
铁的电阻引起的高温使铁与空气中的氧气发生反应并着火。在第一根钢丝丝着火之后，就会发生连锁反应，把剩下的钢丝丝都烧了。
即使是最好的导体也有电阻，但某些材料的原子结构意味着碰撞比其他材料更多。更多的碰撞意味着更大的阻力和更多的热量产生。
细线比粗线有更大的电阻。导线越长，电阻越大。钢丝丝很细很长。
图1。在充满电的电池中，电池的负极部分是储存电子的地方。另一半储存带正电的离子。当你在电池的两半之间建立电路时，负电子会想要通过电路移动到正极。电子在通过极薄的钢丝丝电路时遇到的电阻产生了足够的热量，导致细钢丝着火。图片来源:Tristian Fuhrer
在实际电路中，我们倾向于使用铜，因为它的电阻比钢低，因此是更好的导体。与铜相比，铁的导电性较低，电阻较高，这就是为什么钢棉会变热并着火。这也是我们在线路中使用铜的另一个原因——不太可能把房子烧毁。
铜是比钢更好的导体，因此电阻更低。你用的铜线也比钢棉粗得多，所以铜线的电阻比钢棉低得多，电子作为热量损失的能量也会少得多，只会变暖，而不会着火。
有时我们想要从电路中产生热量和光(真正热的东西会发光，例如太阳)。想想老式的钨丝灯泡，它通过电流加热灯泡内部的细金属灯丝来发光。
有些材料被称为绝缘体，可以有效地阻止电流流过电路。试着把9V电池粘在撕掉的塑料片或木屑上。你会生火吗?塑料和木头会发热吗?它们的原子结构使它们成为有效的绝缘体，因为它们阻止任何电子流动。为什么所有的电线都有塑料涂层?
电子如钢和铜是良导体，因为它们的原子很容易释放电子。也就是说，它们有不被原子强烈束缚的可移动电子。当施加一个力时，例如来自电池的力，移动电子将开始在电路中流动。它们被拉向正极(负极被正极吸引)，被负极推(负极和负极排斥)。因此，不仅仅是来自电池的电子被推过电路。导线中移动的电子移动并产生电流。绝缘体的电子通常与原子紧密结合，需要更多的能量(力)才能使它们离开原子并穿过材料。这是绝缘体具有较高电阻水平的另一个原因。
图2。当电子在电路中流动时，它们与构成电路的材料中的原子相互作用，并将部分动能转化为热能。
学生可以在FLEET学校的资源中了解更多关于电路的知识，导体、绝缘体和电。
抵抗是徒劳的(或者不是!)舰队的研究人员正在努力开发新型材料，可以导电零电阻。为什么?因为它产生的电阻和热量都是浪费的能量。如果一个电子可以毫无阻力地穿过一种材料，它所有的能量就会被用来做我们想要它做的工作，例如，为我们所有的电子设备提供动力。在零电阻的情况下，没有能量会以热量的形式损失(浪费)。这可以帮助我们减少电力消耗和温室气体的产生。了解更多关于FLEET的研究在这里。
扩展思维
学生可以玩欧姆定律，并确定FLEET学校不同电路的电阻，石墨电路活性。