串并联电路识别的方法与运用

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  【中图分类号】G630
  串联电路和并联电路的识别是中学生学习电学的基础,是中学电学教学的重点,也是一个难点。识别串并联电路,不能只从电路的形状上判断,还要根据电路的基本特点判断,对于较复杂的电路,更要根据电路的特征、开关的控制作用、用电器的工作状态等进行识别。根据多年物理电学教学经验,总结出如下几种有效的串并联电路识别方法。
  一、串并联电路识别方法
  (1)定义法:如电路中电路元件(用电器)"首首相接,尾尾相接"并列地连在电路中("首"即为电流流入用电器的那一端,"尾"即为电流流出用电器的那一端),此电路就是并联电路。
  (2)电流路径法:电流路径法是识别串、并联电路最常用的方法。所谓"电流路径法"就是在识别电路时,让电流从电源正极出发经过各用电器回到电源负极,途中不分流,电流始终是一条路径,这些用电器的连接方式就是串联;如果电流在某处分为几条支路,每条支路上都有用电器,电流在电路中有分有合,则这些用电器之间的连接方式就是并联。
  如图1所示,电流从正极流出,经过开关、L1、L2回到电源的负极,电流只有一条路径,所以是串联电路。图2中,电流从正极流出,在A点分为两个支路,一个支路经过L1到B点,另一支路经过L2到B点汇合,所以是并联电路。
  (3)拆除法:拆除法是识别较难电路的一种重要方法。它的原理就是串联电路中各用电器互相影响,并联电路中各用电器互不影响。大家知道,在串联电路中,拆除任何一个用电器,其他用电器中就没有电流通过;在并联电路中,拆除任何一个用电器,其他用电器中仍有电流通过。所谓"拆除法",就是基于这两个特点,逐个拆除电路中的用电器,根据电路中其他用电器中有无电流通过来识别电路的方法。这种方法思路简单,易学易懂。
  如图3所示:要判断灯L1、L2、L3的连接方式,对初学者来说较难,可以用拆除法来判断。逐一拆除电路中的灯泡,若剩余的灯泡仍构成通路,则电路为并联电路;若剩余的灯泡开路,则电路为串联电路。
  当拆除L1时,电路图如图4所示,
  可见当S闭合时,L2和L3仍是通路;当拆除L2时,电路图如图5所示,可见当S闭合时,L1和L3仍是通路;当拆除L3时,電路图如图6所示,可见当S闭合时,L1,L2仍是通路。因此L1、L2、L3是并联的。据此画出等效电路图如图7所示。
  (4)节点法:所谓"节点法"就是在识别不规范电路过程中,不论导线有多长,只要其间没有电源、用电器等,导线两端点均可以看成同一个点,从而找出各用电器两端的公共点。
  如图8所示的电路,用"节点法"知,A、B、C其实是同一点,这点接在电源正极上,D、E、F其实也是同一点,这点接在电源的负极上,也就是灯L1、L2、L3连接在公共点A、F之间,这三盏灯是并联的,简化后的电路如图9所示。
  二、方法运用
  在具体的串并联电路识别中,可用多种方法进行识别,以图10电路为例,分别介绍以上方法的运用。
  分析:在图甲中,电流从正极到A点后,分成两路,一条路过C点,再经过电灯L1到达B点,另一条路过D点,再经过电灯L2到达B点,在B点两路电流汇合回到电源的负极,所以它们是并联关系。在图乙中,电流从正极顺次经过L1、S、L2,流回电源的负极,所以图乙是串联电路。在图丙中,当拆除L1时,电路如图9所示,可见当S闭合时,L2、L3仍是通路;当拆除L2时,电路如图10所示,可见当S闭合时,L1、L3仍是通路;当拆除L3时,电路如图11所示,可见当S闭合时,L1、L2仍是通路,所以图丙是并联电路。
  答案:图甲是并联电路图乙是串联电路图丙是并联电路
  总之,在初中电学教学中,通过多种教学方法的讲授,一是可以激发学生的学习兴趣,也利于学生创造性地培养。
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