“三步走”法

摘要：串并聯(lián)電路的分析和判定是初中科學電學部分的基礎(chǔ)知識，也是一個重點和難點，而熟練掌握 “三步走”法（一看山頂，二看分叉點，三看“老虎”），能夠幫助學生有效地解決這一難題。

關(guān)鍵詞：串聯(lián)；并聯(lián)；電路；三步走

串并聯(lián)電路的正確分析和判定，是成功解決電功、電功率等重要電學問題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。雖然串并聯(lián)電路的分析和判定有定義法、電流法、拆除法、節(jié)點法等多種方法，但歸結(jié)起來都比較抽象，不夠通俗易懂，通過幾年的教學探索，筆者在前人方法的基礎(chǔ)上總結(jié)出了一套更加簡單有效的“三步走”法。

所謂“三步走”只是一個類比：電源的正極好比山頂，負極好比山腳。電流從電源正極流向負極，好比一批人下山，從山頂走到山腳，由于不同路徑對下山人的阻礙程度不同，因此人們選擇的路徑也不盡不同，電路教學也不例外。第一步，確定山頂，即電源正極，確定電流方向；第二步，看分叉點，即電路的分支點；第三步，看岔路上有沒有“老虎”，這里的“老虎”主要指用電器、電阻或電壓表（最大的老虎）。下面我就在具體實例中來解釋“三步走”法。

一、不含電流表、電壓表的電路

例1.如圖1所示，當開關(guān)S閉合后，判斷燈泡L1和L2的連接方式以及兩者的發(fā)光情況。

確定山頂（正極），再看分叉點。由于沒有分叉點，因此下山的路只有一條。雖然有兩只“老虎”（L1和L2），非常危險，但我們?yōu)榱讼律奖仨氁来谓?jīng)過這兩只“老虎”，所以兩個燈泡是串聯(lián)的，兩個燈泡都亮。

例2.如圖2所示，當開關(guān)S閉合后，判斷燈泡L1和L2的連接方式以及兩者的發(fā)光情況。

從山頂（正極）出發(fā)，必然經(jīng)過L1，經(jīng)過L1后，在A點出現(xiàn)一個分叉點，這時候下山的路有兩條，一條有“老虎”（L2），一條沒有“老虎”，我們肯定會走沒有“老虎”的那條路。也就是說，經(jīng)過L1以后，通過開關(guān)S，直接回到山腳（電源負極），而此時L2出現(xiàn)短路，并沒有電流通過，所以L1亮，L2不亮。

例3.如圖3所示，當開關(guān)S閉合后，判斷燈泡L1和L2的連接方式以及兩者的發(fā)光情況。

確定山頂（正極），在A點位置出現(xiàn)分叉點，下山的路有兩條，這時我們就要仔細觀察，謹慎判斷。由于兩條路都有“老虎”，只能分兩條路回到山腳（負極），因此L1和L2并聯(lián)，且都發(fā)光。

例4.在下圖4-6所示的電路中，完成下列各題：

1.如圖4所示，畫出當開關(guān)S1、S2和S3都閉合時電流的走向，并判斷燈泡L1和L2的發(fā)光情況。

確定山頂（正極），在A、B、C三處出現(xiàn)三個分叉點。當走到第一個分叉點A時，我們發(fā)現(xiàn)，B處的兩個分岔路都有“老虎”，而在C處沿著開關(guān)S1的方向卻沒有“老虎”，所以最終的電流路線就如圖4中粗線所示。由于L1和L2無電流通過，出現(xiàn)短路，兩個燈泡都不亮。同理可以分析S1、S2閉合，S3斷開的情況亦是如此。

2.如圖5所示，畫出當開關(guān)S2斷開、S1和S3閉合時電流的走向，并判斷燈泡L1和L2的發(fā)光情況。

確定山頂（正極），從山頂出發(fā)后，在A點出現(xiàn)第一個分叉點，S2斷開無路可走，只能經(jīng)過S3。當走到B處第二個分叉點時，我們通過觀察發(fā)現(xiàn)兩條路都有“老虎”，只能分兩條路走。因此，L1和L2并聯(lián)，兩者都亮，電流的路線如圖5中粗線所示。

3.如圖6所示，畫出當開關(guān)S2、S3閉合、S1斷開時電流的走向，并判斷燈泡L1和L2的發(fā)光情況。

先確定山頂（正極），在A點出現(xiàn)了第一個分叉點，這時我們發(fā)現(xiàn)，通過S3的這條路沒有“老虎”，通過S2的這條路有“老虎”（L1），所以不經(jīng)過L1，L1短路。當走到B處第二個分叉點時，由于L1已經(jīng)短路，最終只有L2亮，電流走向如圖6中粗線所示。

圖1 圖2 圖3 圖4

二、含電流表、電壓表的電路

在判斷電路的連接形式時，對于電流表而言，由于它的內(nèi)阻很小，近似為零，在電路中相當于短路，因此我們只要搞清楚電流表測的是哪部分電路中的電流即可；對于電壓表而言，由于其內(nèi)阻很大（電阻無限大，相當于最大的“老虎”），因而含有電壓表的電路可視為斷路，我們只要弄清電壓表是測量哪段電路兩端的電壓即可。

例5.如圖7所示，畫出當開關(guān)S閉合時的電流走向，并判斷電阻R1和R2的連接方式。

開關(guān)閉合后，從電源正極出發(fā)，電流表視作導線，到A處出現(xiàn)第一個分叉點，其中電壓表V1相當于最大的“老虎”，不能走，所以只能通過R1。而B點的分支點有兩只“老虎”，一只有最大的“老虎”——電壓表V2，無法通過，所以只能通過R2，最終的電流走向如圖7中粗線所示，可見R1和R2串聯(lián)。

例6.如圖8所示，畫出當開關(guān)S閉合時的電流走向，并判斷燈泡L1和L2的連接方式。

開關(guān)S閉合后，從電源正極出發(fā)，電流表A2視作導線，到A處第一個分支點時，電壓表V相當于最大的“老虎”，不能走。當走到B處第二個分叉點時，電流表A1視作導線，兩條路都有“老虎”，兩條路都要走，可見L1和L2并聯(lián)，電流走向如圖8中粗線所示。

圖5 圖6 圖7 圖8

三、小結(jié)

實踐表明，熟練掌握“三步走”法（一看山頂，二看分叉點，三看“老虎”），能夠掃清學生在知識、方法上的障礙，提高學生分析和判定電路的能力，使學生產(chǎn)生強大的學習動力。

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