陳榮高

(吳江市廟港中學(xué),江蘇 蘇州 215232)

在電路中,如果兩點(diǎn)間沒有電阻,那么這兩個(gè)點(diǎn)就是等電位點(diǎn).不論導(dǎo)線有多長(zhǎng),只要中間沒有電源、用電器等,則導(dǎo)線(包括電流表、閉合的開關(guān))兩端點(diǎn)均可以看成等電位點(diǎn).在識(shí)別不規(guī)范電路的過程中,可將等電位點(diǎn)命名為相同的點(diǎn),從而找出電路中各元件兩端的公共點(diǎn),以達(dá)到解決問題的目的.

1 利用等電位點(diǎn)確定比較復(fù)雜的并聯(lián)電路

原理:如圖1所示,并聯(lián)電路只有兩個(gè)不同的等電位點(diǎn),分別命名為A和B;如圖2所示,串聯(lián)電路有3個(gè)或3個(gè)以上的不同的等電位點(diǎn),分別命名為A、B和C.

圖1

圖2

圖3

例1.電路如圖3所示,判斷3個(gè)燈泡的連接方式.

解題過程:閉合開關(guān)S,在電源兩端標(biāo)出兩個(gè)點(diǎn)A和B,如圖4所示.再依次在圖中找出若干個(gè)A的等電位點(diǎn)和若干個(gè)B的等電位點(diǎn),如圖5所示.發(fā)現(xiàn)燈泡L1、L2、L3都連接在A、B之間,所以它們是并列關(guān)系,這是一個(gè)并聯(lián)電路.

圖4

圖5

例2.如圖6所示電路,R1和R2是如何連接的？

圖6

圖7

解題過程:在電源兩端標(biāo)出兩個(gè)點(diǎn)A和B,如圖7所示,再依次在圖中找出A點(diǎn)的各個(gè)等電位點(diǎn)和B點(diǎn)的各個(gè)等電位點(diǎn),R1和R2都連接在點(diǎn)A、B之間,R1和R2是并聯(lián)的.

2 根據(jù)電路圖連接實(shí)物元件十分快捷

根據(jù)電路圖,將實(shí)物元件連接成實(shí)物電路,是學(xué)習(xí)電路知識(shí)的基礎(chǔ),遇到串聯(lián)電路,學(xué)生困難不大.遇到并聯(lián)電路,很多學(xué)生會(huì)變得束手無(wú)策.其實(shí),可以利用等電位點(diǎn)來(lái)解決此類困難,而且會(huì)十分快捷.

例3.請(qǐng)根據(jù)如圖8(a)所示電路圖,在圖8(b)中連接實(shí)物電路.

圖8

解題過程:在電路圖上標(biāo)出各個(gè)等電位點(diǎn)A和B,如圖8(c).

等電位點(diǎn)A和B把電路分成了3個(gè)部分,如圖9所示,分別是

圖9

依次在實(shí)物圖中連出這3個(gè)部分,如圖10所示.

圖10

如圖11所示,把3個(gè)A和3個(gè)B用導(dǎo)線連接起來(lái),便完成了電路的連接.

圖11

3 利用等電位點(diǎn)完成電路的巧設(shè)計(jì)

在電學(xué)的教學(xué)中,電路設(shè)計(jì)題一直是教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn),很多學(xué)生一看到電學(xué)設(shè)計(jì)題就找不到解題的切入點(diǎn),而利用等電位點(diǎn)設(shè)計(jì)電路,卻能被學(xué)生廣泛接受.

例4.教室里的一個(gè)開關(guān)可以同時(shí)控制兩盞電燈,請(qǐng)將圖12連接成符合教室里電路實(shí)際情況的電路圖.

圖12

在練習(xí)的過程中,眾多的學(xué)生會(huì)比較自然地連接出一個(gè)串聯(lián)電路,但教室里電燈都應(yīng)接在220V電源上學(xué)生知道電路應(yīng)是一個(gè)并聯(lián)電路,但無(wú)從下手.若利用等電位點(diǎn)去解決這個(gè)問題,就會(huì)使問題迎刃而解.

解題過程:這是一個(gè)并聯(lián)電路,開關(guān)同時(shí)控制兩盞電燈,應(yīng)該在干路上,即與電源串聯(lián).如圖13所示,開關(guān)與電源串聯(lián),形成干路,干路兩端端點(diǎn)分別是A和B,而兩燈兩端也分別是A和B.

圖13

圖14

在圖13的基礎(chǔ)上,在電路中把3個(gè)A點(diǎn)和3個(gè)B點(diǎn)用橫線和豎線連接起來(lái)即成,如圖14.

例5.如圖15所示是電吹風(fēng)的構(gòu)件,其中電熱絲通電發(fā)熱,電動(dòng)機(jī)通電送風(fēng),其中當(dāng)開關(guān)S2閉合時(shí),電吹風(fēng)吹冷風(fēng),只有電動(dòng)機(jī)工作,電熱器(電阻絲)不工作;當(dāng)S1也同時(shí)合上時(shí)吹熱風(fēng),此時(shí)電動(dòng)機(jī)工作,電熱器也工作.請(qǐng)你以筆代線把未畫好的部分圖補(bǔ)充完整.

圖15

分析:這是一個(gè)并聯(lián)電路,S2是總開關(guān),它與插頭構(gòu)成干路;S1控制電熱絲,它們構(gòu)成一條支路,電動(dòng)機(jī)單獨(dú)處在另一條支路上.

解題過程:如圖16所示,將S2與插頭連接后,一端標(biāo)A,另一端標(biāo)B;將S1與電熱絲連接后,一端標(biāo)A,另一端標(biāo)B;在電動(dòng)機(jī)兩端分別標(biāo)上A和B.再如圖17所示,把3個(gè)A和3個(gè)B用導(dǎo)線連接起來(lái)即成.

圖16

圖17

4 準(zhǔn)確判斷電壓表在串聯(lián)電路中的作用

圖18

串聯(lián)電路問題中,學(xué)生會(huì)遇到一個(gè)難題,那就是串聯(lián)電路中的電壓表的作用是什么？它與何元件并聯(lián)？利用等電位點(diǎn),就能做到準(zhǔn)確定位.

例6.如圖18所示,電源電壓為6V,開關(guān)S閉合時(shí),電壓表示數(shù)為3.5V,則L2兩端的電壓是多少？

實(shí)際解題過程中,較多的學(xué)生誤認(rèn)為電壓表測(cè)量的是L1兩端的電壓,從而得出了錯(cuò)誤的結(jié)論.

圖19

解題過程:如圖19所示,在電壓表兩端標(biāo)注A點(diǎn)和B點(diǎn),再依次在圖中找出各個(gè)點(diǎn)A和點(diǎn)B,L1與電源正極連線上則標(biāo)注為C.即可清晰地發(fā)現(xiàn)L2也在A點(diǎn)和B點(diǎn)之間,所以,電壓表是與L2并聯(lián)的.所以,L2兩端的電壓即為電壓表的示數(shù),為3.5V.

小結(jié):在實(shí)際解決初中電路問題的過程中,方法是多種多樣、層出不窮的.利用等電位點(diǎn)去解決電路問題的方法無(wú)疑是一種優(yōu)秀的、有效的方法.在教學(xué)過程中,向?qū)W生傳授這種方法,并讓學(xué)生學(xué)會(huì)、使用這種方法,大大提高了物理電路教學(xué)的有效性.