在電類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中，許多學(xué)生感到電類(lèi)知識(shí)難懂難學(xué)，面對(duì)電路圖的分析或計(jì)算常常摸不著頭腦，不知如何分析。通過(guò)多年的教學(xué)，我發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生對(duì)于一些基本物理量的意義理解不透徹，或模糊不清或概念混淆。因而不能靈活運(yùn)用，舉一反三，大大影響了分析電路問(wèn)題的能力。通過(guò)一些常見(jiàn)的問(wèn)題對(duì)此加以分析和討論。

一、 電位與電壓、電動(dòng)勢(shì)的概念

在講述二極管的正向偏置時(shí)，對(duì)二極管的正偏與反偏做過(guò)講解之后，為檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)它們的理解，我畫(huà)了一個(gè)圖，如圖1所示，問(wèn)學(xué)生此時(shí)二極管為何種偏置？學(xué)生幾乎異口同聲答出“此為正偏”。因?yàn)樗辖滩乃f(shuō)的“陽(yáng)極接電源正極，陰極接電源負(fù)極”的說(shuō)法。我再畫(huà)一個(gè)圖，如圖2所示，許多學(xué)生開(kāi)始不知所措了：“怎么會(huì)有負(fù)值呢？”“電源正極在哪里？”我意識(shí)到應(yīng)立即給學(xué)生強(qiáng)調(diào)電壓、電位及電動(dòng)勢(shì)的概念。在復(fù)習(xí)了這幾個(gè)概念之后，我又將二極管的正向偏置與反向偏置做補(bǔ)充解釋?zhuān)核^正偏，即陽(yáng)極接高電位，陰極接低電位，當(dāng)接上電源時(shí)，即陽(yáng)極接電源正極，陰極接電源負(fù)極；反偏則接法相反。在一些電路圖中常常免畫(huà)電源符號(hào)，在圖2中，A點(diǎn)電位為負(fù)值，即-2V，B點(diǎn)電位為正值，即1V，由于A(yíng)點(diǎn)電位低，B點(diǎn)電位高，故二極管為反偏，且A與B間電壓為UAB＝VA－VB＝3V，因此若畫(huà)上電源符號(hào)則等效圖如圖3所示。根據(jù)電源的接法也說(shuō)明二極管為反偏。A點(diǎn)電位為負(fù)值，說(shuō)明該點(diǎn)電位比所設(shè)參考點(diǎn)的電位低，當(dāng)所設(shè)參考點(diǎn)改變時(shí)，某點(diǎn)的電位值也發(fā)生變化，具有相對(duì)性；而電壓是任意兩點(diǎn)電位之差，不隨參考點(diǎn)的改變而改變，具有絕對(duì)性。一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為3V的電源，其開(kāi)路時(shí)，電源正極端的電位比負(fù)極端的電位高3V。一個(gè)小小的電路圖蘊(yùn)涵了對(duì)三個(gè)物理量的理解，可見(jiàn)只有對(duì)電壓、電位、電動(dòng)勢(shì)的充分理解，方能在分析具體問(wèn)題抓住要點(diǎn)，得出正確的結(jié)論。

二、 回路電壓定律的運(yùn)用

此定律表達(dá)式有兩種，即∑E=∑IR和∑U=0。有不少同學(xué)在列方程式時(shí)，不能確定正負(fù)號(hào)，甚至不能理解這兩個(gè)表達(dá)式，或者相互混用。在講解這個(gè)內(nèi)容時(shí)，我要求學(xué)生嚴(yán)格按照步驟去列方程，并分別列寫(xiě)∑E=∑IR的步驟及∑U=0的步驟，讓同學(xué)們加以比較，找出區(qū)別。

當(dāng)以∑E=∑IR列方程時(shí)，步驟如下:

(1)標(biāo)出各電阻上電流參考方向；(2)標(biāo)出回路的繞行方向(一般與電動(dòng)勢(shì)正方向相同)；(3)若各電源電動(dòng)勢(shì)方向(負(fù)極指向正極)與回路繞行方向一致，則取正，不一致則取負(fù)，求其代數(shù)和，并寫(xiě)在等號(hào)左側(cè)；(4)若各電阻元件上電壓方向(與所設(shè)電流參考方向相同)與回路繞行方向一致，則取正，不一致則取負(fù)，求代數(shù)和并寫(xiě)在等號(hào)右側(cè)。

若以∑U=0列方程時(shí)，其步驟為：(1)、(2)兩步同上；(3)若該回路中各元件(包括電源，而電源電壓方向?yàn)檎龢O指向負(fù)極)電壓方向(正指向負(fù))與回路繞行方向一致，則取正，不一致則取負(fù)，求其代數(shù)和。

比較兩種表達(dá)式列步驟，其關(guān)鍵之處在于電源，一個(gè)是看電源電動(dòng)勢(shì)的方向(負(fù)極指向正極)，一個(gè)是看電源電壓方向(正極指向負(fù)極)，是否與回路繞行方向一致。熟練掌握回路電壓方程的列寫(xiě)步驟并加以正確運(yùn)用，回路電壓的計(jì)算便可迎刃而解。

同樣運(yùn)用回路電壓定律并理解了電位的概念，便可求取某點(diǎn)電位?；痉椒椋?1)選取某點(diǎn)到參考點(diǎn)的一條路徑，(通常選最短路徑)作為繞行方向，即某點(diǎn)指向參考點(diǎn)的方向。(2)該方向上各元件電壓方向與繞行方向一致者取正，不一致者取負(fù)，求其代數(shù)和，即為該點(diǎn)的電位。

三、 電流參考方向的理解

曾經(jīng)有學(xué)生問(wèn)：參考方向與實(shí)際方向是怎么回事？為何要設(shè)參考方向？在回答這個(gè)問(wèn)題之前，我先舉了一些生活中的實(shí)例。比如，當(dāng)你走到一個(gè)交叉路口時(shí)，如果你忘記應(yīng)該去哪個(gè)方向時(shí)，可以做一個(gè)假設(shè)，然后按假設(shè)的方向?qū)ふ?，?dāng)不能找到時(shí)，才知道實(shí)際方向與假設(shè)方向相反，自然就會(huì)調(diào)轉(zhuǎn)方向，直至找到。在電路中，當(dāng)某段支路電流方向或電壓方向未知時(shí)，則同樣需要設(shè)立一個(gè)參考方向，然后按此參考方向進(jìn)行分析，按定律列方程求解。當(dāng)計(jì)算結(jié)果為正時(shí)，則說(shuō)明實(shí)際方向與參考方向一致；而結(jié)果為負(fù)時(shí)，則說(shuō)明實(shí)際方向與參考方向相反。因此，在設(shè)立參考方向時(shí)，可以任意假定。如果不設(shè)立參考方向，則不能進(jìn)行下一步的分析，變得無(wú)從著手。在設(shè)立參考方向時(shí)，應(yīng)注意的問(wèn)題是：(1)某段電阻上所設(shè)電壓的參考方向應(yīng)與該段上所設(shè)電流參考方向一致。即做到對(duì)同一元件電壓與電流參考方向一致。否則將出現(xiàn)負(fù)號(hào)，給計(jì)算帶來(lái)不便。如圖4所示，若設(shè)電壓參考方向?yàn)锳指向B，則電阻R上電流參考方向也要設(shè)為A指向B，根據(jù)歐姆定律，則有UAB=IR，若電流與電壓參考方向相反，則有UAB=-IR，如圖5所示。(2)雖然參考方向的設(shè)定是任意的，但最好預(yù)測(cè)其實(shí)際方向，做到參考方向與實(shí)際方向盡量一致，則在計(jì)算過(guò)程中將會(huì)減少負(fù)號(hào)的出現(xiàn)，減少負(fù)號(hào)在計(jì)算過(guò)程的麻煩。

四、 電路元件的連接關(guān)系

學(xué)會(huì)對(duì)混聯(lián)電路的整理，在電路分析中也是非常重要的。在理解電阻串聯(lián)與并聯(lián)時(shí)，要嚴(yán)格按教材所給定義去理解，并掌握各自的特點(diǎn)。對(duì)于串聯(lián)，其特點(diǎn)是各元件流過(guò)相同的電流；對(duì)于并聯(lián)，其特點(diǎn)是各元件承受相同的電壓。對(duì)于混聯(lián)電路的整理通常采用“節(jié)點(diǎn)命名法”，其步驟如下：(1)在原圖中給每一連接點(diǎn)命名一個(gè)字母，但以同一導(dǎo)線(xiàn)相連的各連接點(diǎn)只用同一字母；(2)將各字母按順序在水平方向排列(待求的字母應(yīng)放在兩端)；(3)將各電阻依次填入對(duì)應(yīng)的字母之間?，F(xiàn)舉例如下：試求圖6所示電路AB間的等效電阻。其整理過(guò)程如下：(1)命名各點(diǎn)字母如圖所示；(2)分別標(biāo)出A、B點(diǎn)，注意同一導(dǎo)線(xiàn)連接的各點(diǎn)只能標(biāo)上同一字母；(3)將R1至R7依次填入對(duì)應(yīng)的連接點(diǎn)間；R1和R5在A(yíng)、C之間；R2和R6在C、D之間；R3和R7在D、B之間；R4在A(yíng)、B之間。如圖7所示。

五、 交流電的最大值、有效值及瞬時(shí)值

從直流電的學(xué)習(xí)過(guò)渡到交流電，由于慣性思維，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)交流電概念認(rèn)識(shí)不清。在教學(xué)中應(yīng)注意的問(wèn)題：(1)務(wù)必給學(xué)生講清直流電的電壓、電流是恒穩(wěn)的，都不隨時(shí)間而改變，要描述直流電，只用電壓和電流兩個(gè)物理量就夠了。交流電則不然，它的電壓、電流的大小、方向都隨時(shí)間做周期性的變化，比直流電復(fù)雜，因此，要描述交流電，需要的物理量較多。(2)通過(guò)圖形法，給學(xué)生講清直流電是恒穩(wěn)的，交流電的大小、方向是隨時(shí)間變化的，如圖8、圖9。

(3)講清各物理量所表示的含義。最大值是表示交流電的電流強(qiáng)弱或電壓高低，在實(shí)際中有重要意義。例如，把電容器接在交流電路中，就需要知道交流電壓的最大值，電容器所能承受的電壓要高于交流電壓的最大值，否則電容器可能被擊穿。但它不適于用來(lái)表示交流電產(chǎn)生的效果，因?yàn)樗谝粋€(gè)周期內(nèi)僅出現(xiàn)兩次。因此，在實(shí)際工作中通常用有效值表示交流電大小，即讓交流電和直流電分別通過(guò)阻值一樣的電阻，若它所在同一時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。例如，在同一時(shí)間內(nèi)，某一交流電通過(guò)一段電阻產(chǎn)生的熱量，跟3A的直流電通過(guò)阻值相同的另一電阻產(chǎn)生的熱量相等，那么，這一交流電的有效值就是3A。最后啟發(fā)學(xué)生對(duì)瞬時(shí)值的理解。

總之，技?！峨姽せA(chǔ)》課的教學(xué)目的，是使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握電工基本理論、基本知識(shí)和基本技能。在教學(xué)中，應(yīng)使學(xué)生深刻理解基本概念，牢固掌握基本規(guī)律，才能正確、熟練地進(jìn)行電路的分析計(jì)算，才能運(yùn)用電路模型來(lái)解決實(shí)際的電路問(wèn)題。