妙用“串反并同”輕松分析電路

孫長庚

(福建省漳州詔安橋東中學 福建 詔安 363500)

電路的分析方法“串反并同”法有著簡單、快捷的特點，可起到事半功倍的效果。“串反并同”法可以處理直流電路的動態分析問題，還可以處理電路故障問題、處理有些含容電路問題。如果用電路的一般分析方法“程序法”來處理這些問題，往往會比較復雜、非常耗時。但是在教學中，同樣要求學生掌握“程序法”。“程序法”可以提高對學生對電路整體認識。

對“串反并同”的理解，“串”和“并”只看變化電阻和被分析的元件關系是串聯還是并聯即可；“串反”和“并同”指分析元件的電流、電壓、電功率的變化情況與變化電阻的變化情況相反或相同。

1.直流電路的動態分析

例題1:如圖所示電路中，電源電動勢為E，內阻為r，當滑動變阻器的滑動觸頭P向上移動時，電壓表的示數U和電流表的示數I的變化情況。

解析：

據“串反并同”規律可知：因為R變大，A與R串聯，所以示數變小；V與R并聯，所以示數變大。

2.含容電路的分析

例題3:如圖所示，開關S閉合后，帶電質點P在平行金屬板中處于靜止狀態。滑片向a端移動時，兩只電表的示數如何變化？R1、R2消耗的電功率如何變化？電容器兩端的電壓、電荷量如何變化？質點P將向哪個板運動？若將開關S斷開，質點P將哪個板運動？

解析：據“串反并同”規律可知：滑片向a端移動時，R4變大，因為A、R1、R2與R4串聯，所以A示數變小、R1、R2消耗的電功率均變小；因為V、電容器C與R4并聯，所以V示數變大，電容器C兩端的電壓、電荷量均變大；電容器兩C端的電壓增大，質點P所受的電場力增大，則質點P將向上板運動；若將開關S斷開，電容器兩端的電壓等于電源的電動勢，電容器兩端電壓增大，質點P受到的電場力變大，質點P將向上板運動。

3.電路故障的分析

例題4:在如圖所示的電路中，由于某一電阻發生斷路或短路，使A燈變暗，B燈變亮，則故障可能是( )．

A．R1短路 B．R2斷路

C．R3斷路 D．R4短路

解析：題干A燈變暗，B燈變亮，說明A燈電流變小、B燈電流變大。據“串反并同”規律可知：該故障電阻與A串聯、與B并聯阻值變大，滿足此條件的是R2或者R3斷路；或者該該故障電阻與A并聯、與B串聯阻值變小，滿足此條件的情況不存在。故本題選擇BC。

由此可見，“串反并同”法可簡單、快捷的解決一些相關的問題，給學生帶來了很大的方便，但是“串反并同”法不是萬能有適用條件的：(1)電源電動勢恒定，內阻不能忽略；(2)外電路中只能有一處阻值變化；(3)至少有一條支路不含電容器的含容電路。因此使用“串反并同”法時多關注是否滿足成立條件。

我們常說“興趣是最好的老師”，一旦有了興趣，就會獲得巨大的動力。“教師的任務并不單是把自己的知識傳授給學生，更重要的是帶領學生自己去學，教給他們怎么的學法”，因此我們在物理的課堂教學中，不但要讓學生掌握物理知識，而且要讓學生掌握解題方法，解題的能力，更重要的是讓學生掌握一法多用，一題多解。“教，是為了不教”是我們每個老師最求的最高境界。