生活体验在《电工基础》解题中的应用

吴传茂

摘要：对口单招是职校生进入高等学府的重要途径之一，而《电工基础》则是职校电子机电专业学生对口单招考试中的一门重要学科。因此，如何让学生学习这门课程，帮助学生掌握多种解题方法，以及相应的解题思路尤为重要。文章主要介绍了在解题方法上如何联系学生生活中的一些体验，以生活体验的心得来帮助解题简单且行之有效。

关键词：电工基础；生活体验；解题方法

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2013）32-0124-03

《电工基础》是职业学校众多专业所开设的一门专业基础课，学好这门课对各专业后续课程的学习有非常重要的意义。在普通高校单独招生考试中，电子、机电、机械、计算机等专业对它都有各自的考试要求。《电工基础》课程的理科性很强，题目的灵活性较大。因此，让学生掌握多种解题方法及相应的解题思路尤为重要。笔者经过几轮单招班的《电工基础》教学，总结了一些联系学生生活的解题方法，从学生的生活体验出发，将题目与生活体验联系起来，大大增强了教学内容的趣味性、生活性，课堂教学效果也得到很大提高。

一、楼梯法

直流电路中有关求电路某点的电位或电路中某两点电压的问题，这种题型对悟性好的学生来说课本上介绍的方法是可以掌握的，能迅速在头脑中判断出元件电位升降与解题表达式中“-”、“+”的关系。但对另一部分学生来说很难把握，特别是时间久了经常将“升”、“降”与“-、“+”搞反，在脑海中“升”应是“+”、“降”应是“-”，这样一来与正确解法背道而驰。如果学生能联系生活中上下楼的体验、感受来解决这类问题就很容易理解，笔者将其取名为“楼梯法”。楼梯法：以人上下楼过程中（台阶高低的变化）使人体位置升降（重心）与表达式中正负的选取结合起来。具体来说就是，从电路某点出发，遇到了元件的电位是“升”（上台阶）就取“+”（升高），遇到了“降”（下台阶）就取“-”（下降），最后到达某点（表达式中=某点电位），列出表达式求解。例如，求电路中Uab：

Va R Us Vb 楼梯法：Va-IsR+Us=Vb

（从Va点出发先降IsR，再升Us最后Is到达）Vb，因而Vab=Va-Vb=IsR-Us。

二、“手枪”法

电磁学是电工基础中较为抽象、极易混淆的内容，概念多、关系复杂，学生在学习这部分内容时感到非常困难。特别是在左手定则、右手定则的判断应用中经常出现左右手不分的错误。在教学中，为了给学生清晰的解题方法，要求学生伸出左右手，观察两手食指与大拇指的关系，引导学生是否可以将两者二合为一。把左右手定则判断合在一起用“左手法”来处理。在解答这类题目时，统统用左手来判断，由于手势有点像手枪，故取名为“手枪法”。具体方法是：在研究通电导线在磁场中受到安培力（左手定则）和导线在磁场中切割磁力线产生感应电流（右手定则）的题目时：首先必须知道左手定则研究的是导线“因电而力”，而右手定则研究的是导体“因动而电”的问题；其次，判断时伸出左手，让磁力线垂直穿过手心，左手半握做成“手枪” （只有食指和大拇指，其他三手指弯曲）形状；最后：明确研究问题的因果关系，用“食指是原因，大拇指是结果”的原则进行判断，如图1。

在判断通电导体在磁场中的受力时，电是原因（食指方向）；而力是结果（大拇指方向），所以“因电（食指）而力（大拇指）”；同样，在判断导线在磁场中切割磁力线产生感应电流时，运动方向是原因（食指方向），感应电流是结果（大拇指方向），所以“因动（食指）而电（大拇指）”。这样一来，学生在解决这种题目时就不会被左右手定则搞混淆了。例如，如图2，已知ab为向右切割磁力线的导线，cd放在磁场中，求cd的运动方向。教学实践表明，学生采用这种方法进行解题大大提高了正确率。

说到左右手定则的问题，笔者还尝试过另一种教学方法，让学生观察两个力与左右手的关系：左手定则是研究因电而“力”的问题，“力”的最后一笔是“左撇”——故用左手判断；右手定则是研究因动而“电”的问题，“电”的最后一笔是“右捺”——故用右手判断。利用这一方法学生也能很准确地用左手、右手定则来判断。

三、玻璃门平移法

在正弦交流电的表示中，解析式与波形图的相互转换这种题型在高考题和练习题中也多次出现。学生处理这类题目时往往出现初相位的正负不分、角度大小不清的现象。波形正负相交法是指寻找出一个和纵坐轴相交的完整波形，这波形若与纵坐标正轴相交称正交，若与负轴相交称负交。选择完整波形起始点与坐标原点的角度（幅度），要求其大小在0～π之间，相应的角度就是该交流电的初相，按与纵坐标正（负）交，初相分别取正（负）。例如，电流i的初相（起始点与坐标原点的角度）可取-5π/4，也可取3π/4。用波形正负相交法，这时波形与纵坐标的负轴相交（负交），初相位应取0～π之间的3π/4。故电流的相位为（ωt-3π/4）。电压波形正交初相位为π/4，故电压的相位为（ωt+π/4）。利用这一种方法来书写解析式或画交流电的波形，学生能很容易判断初相位的正负，答题的准确度会大大提高。这种题目还可以联系生活中玻璃门的平动现象来处理，玻璃门平移法：即将标准正弦波（起始点在原点的正弦波）向左或向右平多少角度得到现在波形，就像两层玻璃门的移动一样，按照左正右负的原则书写初相。例如，图3中的电流波形可将标准波形左移5π/4（或右移3π/4）得到，它的相位为ωt +5π/4（ωt -3π/4），电压波形可将标准波形左移π/4，故它的相位为ωt +π/4。

四、时针转动法

讲到多个交流电的相位关系，就有“超前”、“滞后”多少角度的问题。而在坐标系中任一向量的角度（Φ+2nπ）并不是确定的数字，仅从角度的大小来判别“超前”、“滞后”明显不合理。用时针法先在坐标系中找出两向量之间小于1800的角，在这个角度范围内，看谁在顺时针方向，顺时针方向的为滞后；或是看谁在逆时针方向，逆时针方向的为超前。采用时针法解题时，应当熟练掌握解析式表示法、波形图表示法与向量法的转换。这样一来，任何两向量的关系都可以快速、准确地反应。

《电工基础》的题型灵活、逻辑性很强，若能将学生生活中的体验与解题联系起来并不断总结归纳。既能开拓学生的解题思路，又可增强教学内容的趣味性。课程教学也会得心应手，取得良好的教学效果。

参考文献：

[1]周绍敏.电工基础[M].北京：高等教育出版社，1998.

[2]王光勇.机电专业综合理论用书[M].北京：原子能出版社，2008.