吳 軍

(福建省廈門市雙十中學(xué)思明分校 361000)

根據(jù)筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們往往對電學(xué)題目不大喜愛，因為電路分析題需要耗費大量的精力和專注度，因此，電學(xué)部分也就成為了學(xué)生做題時常見的丟分項.于是，如何解決這樣一個堆積已久的問題，就成為了電學(xué)教學(xué)之中不可逾越的坎坷.常言道萬變不離其宗，解電學(xué)題的關(guān)鍵就是學(xué)會分析電路圖，學(xué)會區(qū)分串并聯(lián)電路，知道串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點，會將復(fù)雜的電路圖簡化為簡單的串并聯(lián)電路.

1 “巧婦難為無米之炊”——打好電學(xué)基礎(chǔ)是關(guān)鍵

筆者在平時的課程教學(xué)之中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，學(xué)生做錯題的關(guān)鍵并非在于無法理解非常復(fù)雜的電學(xué)電路圖，而是最基本的串并聯(lián)電路知識有所不足.在學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計上，需要根據(jù)學(xué)生的個性化需求進行進行標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計，對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度進行評估.在串并聯(lián)電路實驗學(xué)習(xí)中，從某種角度來講，主要就是學(xué)生通過自己動手實踐或者教師的引導(dǎo)下，去理解物理知識的過程，也是從從未知到已知的過程，可以將這一探索活動稱之為是實驗教學(xué).教師在創(chuàng)新視角下，不斷優(yōu)化自身的教學(xué)手段，使學(xué)生打破傳統(tǒng)的思維形式、同中求異、異中求同.所以在實驗過程中教師不但要為學(xué)生營造出一個有利的學(xué)習(xí)環(huán)境，實現(xiàn)對該項內(nèi)容的靈活掌握.

首先區(qū)分電學(xué)電路中串并聯(lián)電路：

對于串聯(lián)電路：沿著電路引線依次連接若干電路元件，每個節(jié)點之間連接的元件不超過兩個.串聯(lián)電路的基本原理是流過每個電阻的電流是相同的.因為直流電路中同一支路的每一段都有相同的電流強度.

對于并聯(lián)電路：并聯(lián)是元件之間的一種連接方式，其特點是將2個同類或不同類的元件、器件等首首相接，同時尾尾亦相連的一種連接方式.而在并聯(lián)電路中，特點就是并聯(lián)元件兩端電壓相等.

而對于以上兩個基本的串聯(lián)和并聯(lián)的電路，總結(jié)下來無非就是兩句話：“串聯(lián)電路不分流，并聯(lián)電路不分壓.”只要牢記這兩句話，對于簡單的電路圖都能輕松應(yīng)對.

2 借助實現(xiàn)創(chuàng)設(shè)情景——掌握串并聯(lián)電路特點

2.1 創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課

教師可以先為學(xué)生設(shè)計一個簡單電路進行演示，通過擰松不同電路中的小燈，讓學(xué)生觀察另外一個小燈泡的變化情況.然后可以向?qū)W生進行提問：是什么原因?qū)е滦舻淖兓闆r不同？兩個電路的工作特點分別是什么？ 這時學(xué)生在已經(jīng)學(xué)習(xí)了串聯(lián)電路與并聯(lián)電路后，可以回答出電路連接不同導(dǎo)致小燈的變化不同.

設(shè)計意圖：精彩課堂引入不僅可以迅速吸引學(xué)生的注意力，還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.因為學(xué)生對物理實驗有一定的好奇心，動手欲望也比較強.因此，教師可以通過連接兩個簡單的實驗電路進行教學(xué)，并且將不同的實驗現(xiàn)象直觀展示在學(xué)生面前，使學(xué)生可以更加清晰明了的感受到串聯(lián)電路與并聯(lián)電路之間存在的本質(zhì)區(qū)別，進而可以掌握各自的工作特點，為后面探究串并聯(lián)電路特點埋下良好鋪墊.

2.2 聯(lián)系舊知，形成概念

通過電流的路徑使學(xué)生可以區(qū)分干路與支路.在并聯(lián)電路中，各用電器之間互不影響.

小組討論：通過并聯(lián)電路的形狀特點進行分析，討論并聯(lián)電路的特點.

設(shè)計意圖：可以從本質(zhì)內(nèi)容出發(fā)，認(rèn)識到串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的工作特點.使學(xué)生可以根據(jù)對應(yīng)的概念以及形狀可以利用自己的語言來闡述并聯(lián)電路中的概念，最后教師可以發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用，給出學(xué)生正確的指導(dǎo)，加深學(xué)生對兩者工作特點的理解與記憶.

2.3 實驗探究，突出重點

演示實驗：在學(xué)生具備了串聯(lián)電路特點知識后，教師可以在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生知道要探究的物理量，但并聯(lián)電路連接較為復(fù)雜，可以由教師進行操作演示，然后學(xué)生在進行實驗操作的過程中，可以模仿教師的電路，與學(xué)生進行合作與探究，對實驗數(shù)據(jù)進行討論與交流，可以總結(jié)出模仿串聯(lián)電路的特點，以及并聯(lián)電路與電壓的特點.

設(shè)計意圖：學(xué)生探究實驗作為本節(jié)課的重點內(nèi)容，直接打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，促進學(xué)生探索以及實踐能力的提升，同時幫助學(xué)生形成良好的思維邏輯，實現(xiàn)對串聯(lián)電路相關(guān)知識的復(fù)習(xí)與學(xué)習(xí)，將學(xué)生腦海中零散的知識點整合到一起，保證了高中物理串并聯(lián)電路教學(xué)的高效性.

3 “復(fù)雜的終極是簡單”——化簡御繁解電路

在熟練掌握了基本的電路知識之后，學(xué)生們就會說：“老師，簡單的我會了，但是難題我又不會分析了，這怎么辦呢？”，其實最讓學(xué)生甚至老師們頭疼的就是比較復(fù)雜的電路，一般乍一看很難看出個所以然，學(xué)生不清楚到底是并聯(lián)電路還是串聯(lián)電路，以至于他們根本無從下手分析，久而久之就會產(chǎn)生倦怠心理，最終產(chǎn)生持續(xù)的負(fù)反饋.

因此，根據(jù)筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗提出，當(dāng)我們拿到一個比較復(fù)雜的電路圖時，我們首先就需要對電路圖進行簡化操作，首先需要排除掉無效的電路部分，也就是我們常說的拋短路、棄斷路，之后保留依舊能夠通路的電子元件，從而簡化得到復(fù)雜電路的等效電路.

這樣一來，一些復(fù)雜的問題，一開始似乎是我們無法理解的，經(jīng)過簡化就變得容易理解了，問題的解決也就自然而然了.在逐步緊逼，環(huán)環(huán)相扣地解決復(fù)雜物理問題當(dāng)中，我相信學(xué)生們一定能夠感受到解題當(dāng)中那種“眾里尋他千百度.驀然回首，那人卻在，燈火闌珊處.”的意境.

然而，在電路簡化過程中，卻容易遇到更多其他的問題：

(1)學(xué)生沒有搞清楚電表檢測電流和電壓的工作機制，不知道電表所連接的到底是哪一部分電路，這樣學(xué)生在簡化電路時就會導(dǎo)致電表復(fù)位不正確.(2)不了解基本測量儀器的工作原理.例如，對于滑動變阻器的兩種連接方式(串聯(lián)限流連接和分壓連接)的區(qū)別和使用條件沒有明確的認(rèn)識.(3)不能正確識別和處理電路中的非電流電阻.與電容器支路串聯(lián)的電阻和與理想電壓表串聯(lián)的電阻可視為無電流電阻.為了簡化電路，可以使用理想導(dǎo)體來代替電阻器.理想導(dǎo)體或電流表所短路的電阻也是無電流電阻的，在簡化電路時應(yīng)將其作為斷路器從電路中去掉.

那么，只有掌握了正確的方法才能產(chǎn)生正確的效果，正確的方法到底是什么呢？

4 “工欲善其事，必先利其器”——電路簡化兩大方法

我們都知道在電路分析當(dāng)中，電流是其核心，那么我們的第一個方法便是【支路電流法】：從電源正極開始，電流無分岔的電阻是串聯(lián)的.電流按順序流動而有分岔的電阻是并聯(lián)的.這一點在教學(xué)中有點常用，在此不舉例說明.

而我們的第二個方法不是很容易理解，這里列出的示例將在后面使用.第二個方法為【節(jié)點跨接法】：用1、2、3…對已知電路中的節(jié)點進行編號.(接于電源正極的節(jié)點電勢最高，接于電源負(fù)極的節(jié)點電勢最低，等電勢的節(jié)點用同一數(shù)字，并合并為一點).然后根據(jù)高低電勢對各節(jié)點進行重新排列，各元件跨置在對應(yīng)的兩個節(jié)點之間，繪制等效電路.下面我們將看一道例題，具體展示節(jié)點跨接法的運用：

例1由5個1Ω電阻連成的如圖1所示的電路，導(dǎo)線的電阻不計，則A、B間的等效電阻為____Ω.

圖1

根據(jù)筆者上面所言，本題我們將采用節(jié)點跨接法解題，首先我們需要將圖示電路中的節(jié)點部分找出來，凡是用導(dǎo)線相連的節(jié)點可認(rèn)為是同一節(jié)點，然后，根據(jù)電流從A端流入和從B端流出的原理，對電路的電流進行分析，給出電阻的連接形式.

解析首先按照從A到B的一個連接順序?qū)⑦@五個電阻分別編號為R1、R2、R3、R4和R5,然后在圖二中給出電路中電位節(jié)點的標(biāo)準(zhǔn)情況.我們可以看到在R2、R3還有A點間是沒有其他元件存在的，那么我們就可以將這些點看為同一個點，在這里我們用數(shù)字1標(biāo)出.而第二個標(biāo)記點則位于從電阻R1和R2電阻流出的電流匯合處，同時電流也會流到R4和R5的節(jié)點，所以此處也是第二個標(biāo)記點.同時，R3、R4的節(jié)點和B之間沒有其他元件，故此處用3標(biāo)出.那么簡化電路圖如圖3所示.

圖3

答案：A、B間的總電阻為0.5Ω.

總結(jié)：在分析電路時，我們首先應(yīng)該找出電路之中的每一個節(jié)點，當(dāng)用導(dǎo)線連接的兩個節(jié)點被認(rèn)為是等電位點時，或者當(dāng)兩個節(jié)點之間的電阻可以忽略時，或者連接了一個理想的安培計時，我們可以認(rèn)為這是一個等效節(jié)點.連接在兩個相鄰節(jié)點之間的電阻必然是并聯(lián)的(如圖2中的電阻R1和電阻R2，電阻R4和R5)，當(dāng)我們完成了最基本的電路等效之后，再對更高一級的電路進行進一步的分析，也就是電阻R1和電阻R2并聯(lián)后與電阻R4和R5并聯(lián)后串聯(lián)，之后再與電阻R3并聯(lián)，這種逐級分析的方法在分析等效電路中是很有效的.這就是所謂的電路串并聯(lián)分析當(dāng)中的大局觀.

圖2