鄭蘭斌

【摘 要】恒定電流電路動(dòng)態(tài)問題分析題是高考的熱點(diǎn)考點(diǎn)，同時(shí)也是學(xué)生們感到困難的一點(diǎn)，因此有必要尋找一個(gè)解決該問題的簡(jiǎn)單方法——“串反并同”。下面我將從三個(gè)方面闡述有關(guān)問題，首先介紹“串反并同”的概念，其次分析“串反并同”的規(guī)律并將以應(yīng)用解決相關(guān)問題，最后說明“串反并同”原理應(yīng)用的條件和不足之處。

【關(guān)鍵詞】恒定電流；動(dòng)態(tài)分析；閉合電路歐姆定律；串反并同；滑動(dòng)變阻器；電壓表；電流表；電功率；適用條件

所謂動(dòng)態(tài)分析問題指在恒定電流電路中某一個(gè)電阻阻值發(fā)生變化或者開關(guān)閉合和斷開時(shí)，導(dǎo)致電路中其他電學(xué)元件的電流、電壓和消耗的電功率發(fā)生變化的現(xiàn)象。通常解決這類問題的辦法是：由部分電路到整體電路再到部分電路，也就是先根據(jù)部分電路電阻的變化，再根據(jù)串、并聯(lián)規(guī)律判斷整個(gè)電路電阻變化情況，最后根據(jù)閉合電路歐姆定律確定各處電學(xué)元件電流、電壓和消耗電功率的變化。這種方法在知識(shí)運(yùn)用及邏輯思維上無泄可擊。但，如果每次遇到這樣的題，都如此重復(fù)一翻，既費(fèi)時(shí)，又繁瑣，稍不注意還會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，且不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。如果我們采用“串反并同”的方法，就可以很輕松的得到答案，無論是從培養(yǎng)學(xué)生能力方面，還是從提高解題速度來看，都可以收到事半功倍的效果。對(duì)于“串反并同”的理解，首先理解“串”和“并”，指電路中被分析的電學(xué)元件與電路中變化的電阻之間是直接或間接的串聯(lián)和并聯(lián)關(guān)系；再次理解“串反”和“并同”，指電路中被分析的電學(xué)元件的電流、電壓和消耗的電功率變化情況與電阻變化情況相反和相同，該規(guī)律稱為“串反并同”規(guī)律。

使用“串反并同”規(guī)律分析問題的基本思路是：首先分析電路中變化電阻阻值怎樣變化，然后分析電路中被研究的電學(xué)元件與該電阻是（間接）串聯(lián)還是（間接）并聯(lián)關(guān)系，根據(jù)“串反并同”規(guī)律得出結(jié)論。

例題1分析：如圖所示電路，R、R、R和R皆為定值電阻，R為可變電阻，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r設(shè)電流表A的讀數(shù)為I，電壓表V的讀數(shù)為u，當(dāng)R的滑動(dòng)觸點(diǎn)向圖中的a端移動(dòng)時(shí)，電表示數(shù)如何變化？

分析：電阻R阻值減小，電壓表、電流表與R間接并聯(lián)，根據(jù)“串反并同”的規(guī)律可得電壓表、電流表變化情況與R變化情況相同，所以電流表、電壓表示數(shù)減小。

例題2分析：如圖所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，當(dāng)R的滑片向b端滑動(dòng)時(shí)，電壓表、電流表示數(shù)如何變化，以及R、R消耗的電功率如何變化？

分析：R滑片向b端移動(dòng)時(shí)，阻值增大，從電路圖分析電表、R、R與變阻器的連接方式，從而判斷各物理量的變化情況。

用“串反并同”規(guī)律解決恒定電流電路中動(dòng)態(tài)分析問題確實(shí)可以化繁為簡(jiǎn)，提高學(xué)生解決問題的速度；但是該規(guī)律的使用存在著使用條件，如果一旦遇到動(dòng)態(tài)分析問題就使用“串反并同”規(guī)律，解決問題時(shí)就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，該規(guī)律使用的條件歸納如下：

（一）電源內(nèi)阻不能為零

例題3：如圖所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)R增大時(shí)，電壓表，電流表示數(shù)如何變化？

如果本題我們直接采用“串反并同”規(guī)律進(jìn)行判斷，得出電流表、電壓表示數(shù)都增大，這樣就出現(xiàn)了錯(cuò)誤。本題內(nèi)阻不計(jì)，根據(jù)閉后電路歐姆定律分析可得電流表、電壓表示數(shù)都不變。因此使用時(shí)要注意該條件是否成立。

（二）電路中只能有一處電阻變化

例題4：如圖所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，當(dāng)滑片從b向a滑動(dòng)時(shí)，燈泡的亮度如何變化？

本題最難判斷的是燈泡L，因?yàn)樗妥冏杵鞯纳习氩糠峙c下半部分都是間接的串聯(lián)，再用“串反并同”的規(guī)律判斷就不行了，必須用閉后電路歐姆定律逐步分析。

雖然“串反并同”規(guī)律不是萬(wàn)能的，但是在該規(guī)律使用條件滿足的情況下，用該規(guī)律解決問題確實(shí)可以給學(xué)生帶來很大的方便，幫助學(xué)生節(jié)約一定的時(shí)間，因此使用“串反并同”規(guī)律解決恒定電流動(dòng)態(tài)問題分析時(shí)，必須先思考條件是否適合，然后再思考利用什么方法解決這個(gè)問題。endprint