劉益明
(江蘇省阜寧縣羊寨初級中學(xué) 224415)
電學(xué)是初中物理知識體系中重要的組成部分,是中考物理學(xué)科試卷中的必考內(nèi)容.而串并聯(lián)電路是電學(xué)知識的重要基礎(chǔ),也是物理教學(xué)的核心要素之一,其掌握的牢固程度會(huì)直接影響初中生的解題能力,但是串并聯(lián)電路的諸多差異性卻非常容易使學(xué)生出現(xiàn)概念混淆,所以如何才能強(qiáng)化學(xué)生對于串并聯(lián)電路部分知識點(diǎn)的理解、認(rèn)識和運(yùn)用值得進(jìn)行深入探討.
為了更好地理解和認(rèn)識串并聯(lián)電路,就需要從基本概念和特征入手,使學(xué)生牢固明確串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的差異性.當(dāng)前許多初中生在電路動(dòng)態(tài)分析或者電學(xué)計(jì)算題求解中出錯(cuò)的很大一部分原因是由于對串并聯(lián)電路特征理解不深刻,所以初中物理教師必須要高度重視串并聯(lián)差異特征的講述,使學(xué)生可以對串并聯(lián)電路有更加深刻的理解和認(rèn)識,以便可以使學(xué)生靈活應(yīng)用這些串并聯(lián)電路差異性特征來更好地對電路連接情況進(jìn)行判定.一方面,對于串并聯(lián)電路的相同點(diǎn)而言,二者電路消耗總電能(總電功率/總電熱)=各用電器消耗電能(總電功率/總電熱)之和.另一方面,對于串并聯(lián)電路的差異性而言,初中物理教師要引導(dǎo)學(xué)生從電流特征、電壓特征、電阻特征、電能特征、電功率特征、電熱特征等幾個(gè)方面入手,使學(xué)生可以深刻地體會(huì)和掌握二者的差異性.
在識別串并聯(lián)電路的過程中,需要從二者的電路特征入手,常用的識別方法主要包括如下幾種:
1.定義識別法.定義識別法,顧名思義,就是依據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的定義來進(jìn)行判定.比如,電路中各個(gè)元件按照首尾順次相連的方式進(jìn)行連接,那么就可以判定其為串聯(lián)電路;如果電路中各個(gè)元件按照“首首相連,尾尾相連”的方式并列連接于電路兩點(diǎn)間,那么就可以判定其為并聯(lián)電路.
2.電流識別法.電流識別法是判定串并聯(lián)電路中最為常用的一種方法,具體就是在電路識別期間,讓電流從電源正極出發(fā)后,依次經(jīng)過各個(gè)電器后再回到電源負(fù)極,期間電流如果始終保持一條路徑,那么所判定電路就屬于串聯(lián)電路.但是如果存在電流分支,最后匯集到電源負(fù)極,那么就屬于并聯(lián)電路.
3.拆除識別法.該種串并聯(lián)識別法也主要適用于那些電路比較復(fù)雜的情況,具體就是應(yīng)用串聯(lián)電路中各個(gè)電器會(huì)產(chǎn)生相互影響,但是并聯(lián)電路中不會(huì)出現(xiàn)電器相互影響情況.如此一來,在串聯(lián)電路中,任何一個(gè)電器的拆除均會(huì)對其他電器產(chǎn)生影響(電流不通過).反之,在并聯(lián)電路中,拆除一個(gè)電器,其他電器不受影響(電流正常通過),這樣就可以判定電路的串并聯(lián)情況.
例1 已知某電路中連接有四個(gè)電阻R1、R2、R3和R4,具體連接方式如圖1所示,試判斷其連接方式?
解析如圖2,先將R1拆除,發(fā)現(xiàn)剩余R2、R3和R4中有電流通過;如圖3,將R2拆除,發(fā)現(xiàn)R1、R3和R4中有電流通過;如圖4,將將R3拆除,發(fā)現(xiàn)R1、R2和R4中有電流通過.同理,將R4拆除,發(fā)現(xiàn)R1、R2和R3中有電流通過.由此可知,電阻電阻R1、R2、R3和R4屬于并聯(lián)連接方式.
4.節(jié)點(diǎn)識別法.節(jié)點(diǎn)識別法主要適用于那些不規(guī)范電路的識別中,不考慮導(dǎo)線長度,只要期間不存在電器或電源,那么導(dǎo)線兩端點(diǎn)可以等效看作是一個(gè)節(jié)點(diǎn),這樣就可以確定出各個(gè)電器兩端所對應(yīng)的公共節(jié)點(diǎn),從而達(dá)到簡化電路的作用.
5.等效識別法.該種串并聯(lián)電路識別法主要適用于那些連接比較復(fù)雜,無法快速進(jìn)行識別的電路,具體就是結(jié)合實(shí)物圖,采用等效方式將其轉(zhuǎn)換成以規(guī)范形式表示的等效電路,借此來加以識別.
例2 已知某燈泡連接線路如圖7所示,試判斷其屬于并聯(lián)電路還是串聯(lián)電路?
解析燈泡L1的右側(cè),燈泡L2的左側(cè)和燈泡L3的上側(cè)三者保持共端,并均一同連接于電源正極;而燈泡L1、燈泡L2、燈泡L3的另一端卻均同電源負(fù)極相連.如此一來,就可以將圖8所示的電路連接圖等效轉(zhuǎn)換成圖5所示的電路圖,這樣就可以直觀地判定其屬于并聯(lián)電路.
總之,串并聯(lián)電路部分知識時(shí)初中物理教學(xué)的重點(diǎn),也是電學(xué)部分問題學(xué)習(xí)的核心,直接關(guān)乎學(xué)生能否攻克初中物理電學(xué)知識學(xué)習(xí)難關(guān).在實(shí)際的教學(xué)中,教師需要引導(dǎo)學(xué)生在深入理解和把控串并聯(lián)知識差異性的基礎(chǔ)上,傳授給他們常用的串并聯(lián)電路識別方法,以便使學(xué)生可以更好地進(jìn)行電路的動(dòng)態(tài)分析,提升他們的解題能力.