賀曉媛
摘 要:本文指出,利用回路法連接復雜電路的方法可快速地連接電路,操作起來簡單易行且不易出錯,即使偶爾出現(xiàn)連接錯誤,檢查起來也很方便。通過課堂實驗教學,用回路法連接電路取得良好的效果。
關鍵詞:簡單電路 復雜電路 回路法 課堂實驗教學設計
在電學實驗的電路連接中,對于規(guī)則的、直觀的簡單電路,按照串聯(lián)電路中各元件逐個順次連接,并聯(lián)電路中各元件并列連接,學生操作起來比較容易。而對一些不規(guī)則的較為復雜的電路的連接很多學生往往無從下手,電路連好后如出現(xiàn)問題也很難檢查出來,久而久之學生對復雜電路的連接產(chǎn)生畏懼心理。如何讓學生在規(guī)定學時內理解并掌握電路的連接技術,筆者通過多年的實驗教學實踐,摸索出一套實用的教學方法。在此,筆者介紹一種復雜電路的連接方法,通過該方法能有效地指導學生迅速正確地連接好實物電路。
一、簡單電路連接
復雜電路都是由簡單電路構成的,簡單電路分為串聯(lián)電路和并聯(lián)電路。下面對串聯(lián)和并聯(lián)電路做個簡單介紹。圖1和圖2分別為基本的串聯(lián)和并聯(lián)電路。
圖1所示的電路,電流從電源的正極出發(fā),依次經(jīng)過兩個電阻及開關,最后回到電源的負極。電流沒有分支,經(jīng)過任何電學元件的電流大小相等。R1和R2就是串聯(lián)關系,此電路即為串聯(lián)電路。圖2所示的電路,電流從電源正極出發(fā),在a點分流,一支路經(jīng)過R1,另一支路經(jīng)過R2,再在b點匯合,再經(jīng)過開關,最后回到電源的負極。電路中分為干路和支路,R1和R2分別是電路的兩個支路,兩個支路的電流之和等于干路上的電流。圖2中R1和R2就是并聯(lián)關系,此電路即為并聯(lián)電路。對于這兩種電路,一般學生都能夠正確連接。
二、回路法連接復雜電路的課堂教學設計
實際的電路一般都是復雜電路,復雜電路的連接方法有很多種。其中主要有:流向法和串并法。流向法是沿著電流的流向來連接實物電路的一種方法。根據(jù)畫好的電路圖,在圖中標好電流的流向。從電源正極引導線出來,按照電流的流向逐漸連接下去,最后再回到電源負極。這種方法思路直接,學生較容易接受。但實際操作中如遇到復雜的電路,電流多次分流的情況下,學生經(jīng)常容易連錯。串補法是對電路的連接是先串聯(lián)后并聯(lián)的一種方法。先連好從電源的正極到負極串聯(lián)電路元件最多的實物電路,然后再補連各并聯(lián)部分。這種方法思路較為清晰,能將復雜實物電路連線化繁為簡,方便迅速。但此方法的前提是要分清電路中哪些是串聯(lián)電路、哪些是并聯(lián)電路,而對于一些復雜的電路,很多學生是很難分清串聯(lián)和并聯(lián)電路的。
根據(jù)多年的實驗教學經(jīng)驗,我們提出用回路法來連接復雜電路,在課堂教學中取得了良好的效果,同時節(jié)省了學生們在連接電路上所花的時間,使得實驗能在規(guī)定的時間內完成?;芈贩ㄟB接電路要領:將電路分成若干回路,連接導線時要先從最下面的回路連起,從電源的正負極開始連接,然后再從下往上一個回路接著一個回路地連接導線。每一個接線柱上盡量不要連接超過兩根導線,否則電路萬一連錯就很難檢查出來。下面我們通過一個實例來說明回路法連接復雜電路。圖3是用電位差計校正電壓表實驗的電路圖。
首先,在圖3中把電源及各電學元件的正負極標好,滑線變阻器及電阻箱是沒有正負極的,但接到實際電路由于加上電壓后,也是要分正負極的,所以在圖中也要標上正負號。再將電流的流向用箭頭標好,接下來將整個電路從上往下分成若干個回路,如圖4所示。在圖4中將原來的電路共分成四個回路,分別用1、2、3和4來表示。在實物連線的時候,我們要求學生將電學元件按照電路圖的位置擺好,這樣更方便連線,而且不容易連錯。例如,按照圖3或圖4,將電源放在最下面,在電源右邊擺上電鍵,在電源的上面擺上滑線變阻器,在滑線變阻器的上面再放上電壓表,在電壓表的上面并排放兩個電阻箱,并將阻值分別調成100Ω和2900Ω,最后在電阻箱的上面放上電位差計。接下來就是連接導線,首先從最下面的第一個回路連起。第一個回路實際上就是一個簡單的串聯(lián)電路,連接起來就非常簡單。第一根導線的一端連接到電源的正極,另一端連接到滑線變阻器左下的接線柱。再用一根導線一端連接到滑線變阻器右下的接線柱,另一端連接到開關的一端,最后用一根導線連接到電鍵的另外一端,導線的另一端最后連接到電源的負極。注意連接導線之前開關要斷開。這樣第一個回路就連接好了,接下來再連接第二個回路。第二個回路實際上也是個簡單的串聯(lián)電路,用一根導線連接到滑線變阻器左下的接線柱,導線另一端連接到電壓表的正極。再用一根導線連接到電壓表的負極,導線另外一端連接到滑線變阻器上面滑動頭接線柱上。以此類推,再分別連接第三、第四個回路。在連線的過程中連接的都是簡單的串聯(lián)電路,不需要判斷到底是串聯(lián)還是并聯(lián),這樣就不容易出錯。即使電路出現(xiàn)故障,檢查的時候也非常容易,只要從上往下一個回路接著一個回路地檢查即可。
再舉個比較實用的例子,用惠斯通電橋精確測量電阻阻值的實驗。電路圖如圖5所示。
此電路雖然電學元件不算多,但由于電流有幾次分流,如果按照流向法連接電路則很容易連接錯誤。按照回路法連接電路則非常簡單。首先將電路劃分成三個回路。圖中下面的電源、開關、R2、Rx、可變電阻器構成回路1,這一簡單串聯(lián)電路很容易連接。接下來連接回路2,回路2由R1、R2、電阻箱、檢測電流表及開關構成。這是一個串聯(lián)電路,在電阻R2的兩端依次連接R1、電阻箱、檢測電流表及開關即可。最后連接回路3,將電阻R3連接到R1和Rx之間即可。
三、小結
我們先簡單介紹基本的串聯(lián)和并聯(lián)電路,再通過兩個例子介紹回路法連接復雜電路。利用該方法可快速連接電路,由于連接的都是串聯(lián)電路,所以學生操作起來不容易出錯。即使偶爾出現(xiàn)錯誤,檢查起來也很方便,只需一個回路接著一個回路地檢查,即可迅速找到問題所在。我們通過課堂實驗教學,用回路法連接電路取得良好的效果,提高了實驗教學效率,增強了學生的動手能力,使學生不再懼怕復雜電路的連接。
參考文獻:
[1]周金珍.電路連接的方法與識別技巧[J].物理教學探討,2008(26).
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(作者單位:安徽省淮南技工學校)