初學(xué)電路釋疑

荀友凱

電學(xué)知識是初中物理教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)部分.在學(xué)習(xí)這部分知識時(shí)不少同學(xué)會有種種疑問，而這些疑問往往成為學(xué)生學(xué)習(xí)后面知識的障礙，不弄清楚，學(xué)生便會對電學(xué)知識產(chǎn)生畏難情緒，從而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.為了消除學(xué)生的這些疑惑，克服初三瓶頸的產(chǎn)生，激發(fā)學(xué)生的求知愿望.現(xiàn)將初學(xué)電路知識時(shí)常遇到的問題，分析總結(jié)如下，以便為學(xué)生更好的掌握電學(xué)知識鋪平道路.

一、識別電路

識別電路的結(jié)構(gòu)，即分清電路是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，是初學(xué)電路的同學(xué)首先遇到的問題.尤其是當(dāng)電路中有電流表和電壓表時(shí)，更會干擾學(xué)生的判斷.而弄清電路的組成，又是今后解決電路問題的基礎(chǔ).因?yàn)榇?lián)電路和并聯(lián)電路的規(guī)律不同.怎樣較方便地確定電路的結(jié)構(gòu)呢？若遇電流表則用導(dǎo)線代替，而電壓表則可以直接從電路中拆去.因?yàn)殡娏鞅淼膬?nèi)阻很小，相當(dāng)于導(dǎo)線.電壓表的內(nèi)阻很大，相當(dāng)于斷路.然后將電路化簡整理，便可分清電路的結(jié)構(gòu).如下圖（一）所示。

初看該電路相當(dāng)復(fù)雜，因?yàn)殡娐分杏袃芍浑妷罕砗蛢芍浑娏鞅?若按上述方法處理，則可化簡成如圖（二）所示電路.一看便知，該電路為串聯(lián)電路.兩只電流表系數(shù)相同，V1表接在AC之間測量L1L2兩端的電壓;而V2表接在BD兩點(diǎn)之間，測量L2L3兩端的電壓。

同樣下面的圖（三）是并聯(lián)電路，不少同學(xué)也往往不能理解。顯然該電路若沒有上面和下面的兩根導(dǎo)線，則是一個(gè)串聯(lián)電路。由于上面的導(dǎo)根導(dǎo)線將A、C兩點(diǎn)相連，則A、C都相當(dāng)于電源的正極;同樣下面的導(dǎo)線將B、D兩點(diǎn)相連，則B、D都相當(dāng)于電源的負(fù)極。這樣每個(gè)導(dǎo)體兩端都是一端接在電源的正極，另一端極在電源的負(fù)極，整理后如圖（四）所示。

二、電路故障分析

剛剛學(xué)習(xí)電路的同學(xué)對電路中出現(xiàn)的故障不熟悉，對電路出現(xiàn)故障時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象不會分析。就電路安全而言，首先應(yīng)防止整個(gè)電路出現(xiàn)短路，即電源被短路。有時(shí)會出現(xiàn)電路局部短路，這種情況是允許的，甚至有時(shí)還會利用局部短路的特點(diǎn)。例如要設(shè)計(jì)一個(gè)自動放養(yǎng)奶牛的裝置，用導(dǎo)線將牛群圍住，當(dāng)牛在圈內(nèi)吃草時(shí)，小屋內(nèi)電燈亮而電鈴不響;當(dāng)有牛從圈內(nèi)跑出，碰斷了導(dǎo)線時(shí)，電鈴便會響起來，讓人能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。電路如圖（五）所示。

另外常見的一種故障是當(dāng)電路中出現(xiàn)斷路或短路時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)出現(xiàn)異常情況。如圖（六）所示的電路，當(dāng)該電路中L1或L2出現(xiàn)斷路或短路時(shí)，小燈炮及電流表、電壓表出現(xiàn)的現(xiàn)象總結(jié)如下表：

三、實(shí)物電路的連接

按要求設(shè)計(jì)出電路再連接實(shí)物圖，學(xué)生往往容易出錯(cuò)。有電流表或電壓表時(shí)電路連接更容易出錯(cuò)。在連接實(shí)物電路時(shí)應(yīng)掌握一定的方法，注意連接的順序，才不容易出錯(cuò)。首先看準(zhǔn)電路圖，從電源正極開始接線，沿電流方向直到電源負(fù)極。電流表先串接到電路中，電壓表最后并接到被測電路的兩端。同時(shí)要注意電流表和電壓表的正負(fù)接線柱，支路、干路要分清。

四、串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)

電流、電壓、電阻是電學(xué)中三個(gè)基本的物理量。串聯(lián)和并聯(lián)是兩種基本的電路組成。電流表、電壓表及變阻器是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中最基本的實(shí)驗(yàn)器材。學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意對照比較，總結(jié)、歸納，所學(xué)知識才能融會貫通，起到事半功倍的學(xué)

習(xí)效果。其中歐姆定律是聯(lián)系電流、電壓、電阻的紐帶，是電學(xué)中最基本的規(guī)律。現(xiàn)將這部分知識總結(jié)如下表：

關(guān)于電路的計(jì)算，應(yīng)首先分清電路的結(jié)構(gòu)，是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路。再運(yùn)用相應(yīng)的規(guī)律解決。有些復(fù)雜的電路，可通過不同開關(guān)的斷開或閉合，組成不同的電路，但其基本的電路結(jié)構(gòu)還是串聯(lián)或者并聯(lián)。如圖（七）所示。

分析：該電路當(dāng)開關(guān)S閉合、S1、S2斷開時(shí)，電路的實(shí)質(zhì)是R1和R3串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓;當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合時(shí)，電路的實(shí)質(zhì)是R1和R2并聯(lián)，電流表測干路中的電流，電阻R3被短路，電壓表測電源的電壓。

總之，在初學(xué)電路知識時(shí)，能夠判斷電路的結(jié)構(gòu)，正確的畫出電路圖、連接實(shí)物圖;會分析電路中出現(xiàn)的故障，并能夠靈活運(yùn)用串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)解決電路計(jì)算問題，消除學(xué)習(xí)上的障礙;體嘗成功的喜悅，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。