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如何更好的认识电路
  

发表日期:2011年6月16日  共浏览6061 次      作者:肖健伟   【打印】 关闭



如何更好的认识电路
乐山市更生学校初中部物理教师     肖健伟  
 
电学是整个物理教学中的一个重点,也是一个难点。很多学生学到这个地方时,都会感觉到很困难,尤其是其中的电路分析部分。结合我在教学中的体会,谈一些想法。
学习电学应当有一个清晰的脉络,要在大脑中形成一条清晰的主线。电荷,电流,电路,电压,电阻,欧姆定律,电功,电功率,电热,以及串正并反规律在电路计算中的应用。
其中,有几个地方是难点:
①   电流的形成以及方向的确定;
②   电路的分析以及等效电路的作图;
③   电阻定律的应用;
④   欧姆定律的理解及其应用;
⑤   电功,电功率公式的理解与应用;
⑥   电热公式的理解及其应用。
由于电路的识别是整个电学教学的基础,如果不能认识电路,那么所有的电学教学都是无从谈起。下面,我主要对第二个问题,谈谈我的理解。
电路的分析是在对串并电路了解的基础上一类难度较高的题型。在教学中,我给学生讲授了四种方法:
①  形式法;② 电流法;③ 节点法;④ 拆除法。
那么,这四种方法究竟是怎样一回事呢?下面,我就以一个电路图的分析来进行说明。
对于这样的一个电路,很多学生刚开始是不知道从什么地方入手的。下面,我们就一一的用这四种方法逐一对其进行分析,以掌握电路分析的方法。
第一种:形式法
形式法就是根据串联电路和并联电路的概念特点来进行区分的一种方法。串联电路的概念是逐个顺次连接的电路叫串联电路。并联电路的概念是并列连接的电路叫并联电路。我们只需要看电路中的元器件是否符合了概念的要求就可以了。不过,这种方法只适用于简单的电路分析。从上面的电路图中是不能一下就看出来的。因此,我们选用第二种方法。

第二种:电流法
电流法就是分析电路中究竟有几条电流的通路,结合串并电路中的电流的特点来去分析的一种方法。串联电路中有且只有一条电流的通道;并联电路中有两条或两条以上的电流的通道。因此,如果我们可以根据电路分析出电流的通道的条数,就可以判别电路的连接形式了。在下面的电路图中,我已经给电路表明了拐点的位置,我们来看一看究竟有几条电流的通道。这里,我在给学生讲课的时候,给他们提了两个醒:①电流从正极流出来后,目的地在哪里呢?它要去找“亲爱的”负电荷,到负极去。②在运动的过程中,它会走什么样的路呢?只要有用电器的地方,就是一个“收费站”,没有用电器的路就是不需要“付费的”阳光大道。由此,我们来看下面的电路图就很容易了。
从作图可以看出,电流是从电源的正极A点流出来的,当电流到达B电的时候,面临第一个选择,究竟是走哪里呢?因为前途不明朗,只好兵分两路。一路到达C点,需要经过一个“收费站”,另一路到达D点,面临第二个选择,但是不论走哪一边也需要经过一个“收费站”。由此,经过C点到达E点的电流会不会又经过一个“收费站”到D点呢?不会,因为从E点有一条路可以直接到目的地了。同理,经D点的电流分为两条路以后,一条经过E点回到负极,俩另一条经过F点回到负极。因此,在电路中有三条电流的通道:
第一条:A→B→C→E→F→G;
第二条:A→B→D→E→F→G;
第三条:A→B→D→F→G
既然电路中有三条电流的通路,而且只有三个用电器,那么,这三个用电器是怎样连接的呢?肯定是并联。

第三种:节点法
节点法就是根据电流在电路中流动时的电压变化来分析电路中的元器件所得到的电压的多少来确定元器件的连接方式,从而判定电路的一种方法。
我们把电源的正极用A点来表示,把电源的负极用B点来表示。如果在电流流过的过程中,没有经过用电器,我们就认为电压没有发生变化,如果经过了用电器,我们就认为电压发生了变化。所以,在左图中,凡是标了A点的地方,和电源正极的电压就是相等的;凡是标了B点的地方,和电源负极的电压就是相等的。因此,把字母标完后,自然就可以看出L1,L2,L3三个用电器所用的电压跟电源向外输送的电压是相等的,所以这三个用电器的两端电压相同,符合并联电路中电压的特点,因此是并联电路。

第四种:拆除法
拆除法就是通过拆除电路中的元器件,看其是否影响到其他的元器件的工作,由此而进行判定的一种方法。因为在串联电路中,特点是一断俱断,一亮俱亮。而并联电路的特点是互不影响,互不干涉的。简单一点讲,通过拆除电路中的一个用电器,观察剩余的电路是否还能正常工作,如果能正常工作,则是并联电路;否则就是串联电路。下面的甲,乙,丙三个电路均是在原电路的基础上去掉一个用电器后的电路,当去掉一个电路以后,再看剩下的电路是否能正常工作。如果能够正常工作,说明去掉的用电器没有影响剩下的用电器,则说明电器之间是并联的。当然,如果电路在拆除一个用电器以后,还不能判定,则可以在继续拆除,直到剩下最后一个用电器为止,这样也可以进行判断。

上述的四种方法中,从使用的方便性来讲,第四种是最简单的,也是最方便的。但是不好判断用电器之间的连接方式,具有一定的局限性。我要求我的学生在遇到每一个电路分析题的时候,都把这四种方法试一试,必须要选出一种自己感到得心应手的方法。
电路的分析能够解决之后,就应该养成作等效图形的习惯。因为我们的学生很多不愿意作等效电路图,这样对于解题来讲,其中的数据关系就不容易理清楚,因而在计算中出错。所谓等效电路图就是把不规范的电路图或者我们的学生不容易判别的电路简化成和原图意思相同的容易辨别的电路图,只有这样,才能够很好的把各用电器之间的关系理清,在计算中才不容易算错。比如说上面的这个电路图,它的等效电路图就是右边图形的情况,这个电路图我想应该都能认识了吧!

 
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