如何把电学知识复杂问题简单化

赵景忠

摘 要： 初中物理电学知识既是学习重点，又是难点，如何让学生掌握知识内涵、除了在教学中必不可少的演示实验、分组实验等让学生切身感受电流、电压、电阻、电功等在电路中实际特点外，必要的电路分析是学好物理的关键，在电路的分析中如何把看似繁琐复杂的电路简单化处理是教师必须把握的。

关键词： 物理电学 电路分析 简单化

在长期的物理教学中，我发现学生对电学知识存在很多误区和疑惑，这其中也包括了学习成绩相当好的学生。碰到电路分析时，往往不知所措，不知从哪里下手，特别是在后面电学综合题时，尤为困难。当我对电路进行分析时，又觉得不那么难，现将我在教学中的遇到问题进行总结归纳。

一、分清“开路”、“短路”、“通路”的意义

对于“通路”学生都比较容易掌握，但对“短路”却存在诸多问题，比如在图1中：

对于A、B两点是没有电流通过的，但有些同学会认为电流到A点时会回流过去。对学生分析时，应让学生明白电流是电荷某个方向定向移动，是不能回流的，用比喻方式分析如：水管口水龙头关了，就没有水流，并不是此处水龙头的水流从别的管口流出。

在课本中给出“整体短路”的概念：“导线不经过用电器直接跟电源两极连接的电路叫短路”，而在电学题中对于短路产生后果却不清楚，以至于在电路分析时产生错误。

图课本中用控制变量法，在R不变情况下，让滑动变阻器改变电路的电流，从而引起R两端电压改变，我们研究的是R的电流随两端电压变化情况，然后在保持R两端电压不变情况下，换取不同阻值的电阻（成倍数关系），发现电阻成倍增大，电流却成倍减少。但是许多同学对滑动变阻器的作用及为什么会得到这个结论茫然不解，甚至有的同学，到底研究什么也不知道。针对这种情况，在上完这节课后，我又用一节课对此实验进行简化，舍去滑动变阻器进行比较。

（1）图（9）R不变时，改变电压，电压从2V-4V-6V，怎样变化？（靠滑动变阻器）R不变，I与U成正比。

（2）图9中，保持R两端电压不变（6V）→滑动变阻器来控制，电阻成倍增大，电流却减小，从中可从简单数据中发现，电流I与电阻R成反比，这样由复杂变简单的设计，使学生易于掌握欧姆定律的本质规律，为全面地理解和分析电路打好基础。

三、正确区分串联和并联电路

电路图是电学重要内容，如果把电路图分析错了，则电路中的电流强度、电压、电阻等物理量计算也会随之而错，初中一般只要求串联、并联两种电路连接，不要求混联电路，区分串、并联电路是解决电学问题的一个需要突破难点。

识别串、并联电路的三种方法包括：（1）电流法；（2）等效电路法；（3）去表法。

（1）电流法：即从电源正极岀发顺着电流的流向，看电流的路径是否有分支，如果有、则所分的几个分支之间为并联。如果电流的路径只有一条（无分支点），则各元件之间为串联，此方法学生容易掌握。

（2）等效电路法：此方法实质上运用了“电位”的概念，在初中物理中，电压的概念是通过“水位差”的类比中引入的，同样，在电路中可借助高度差进行类比，建立“一样高的电位”的概念。例如：某学校有三层楼上有九年级（1～3）三个班级，二层楼有八年级（1～3）三个班级，那么九年级与八年级的任意两个班级之间的“高度差”是一样的，都相差“一层楼”因为九年级各班级处于“一样高”的三层楼上，而八年级各班级处于“一样高”的二楼上，在电路中也有“一样高电位”的概念，在电路中无论导线有多长，只要其间没有用电器都可以看成是同一个点，那么电位“一样高”，所以我们可以找到各元件两端公共点，画岀简化的等效电路。

（3）去表法：由于电压表的内阻很大，并联在电路中时通过它的电流很小，可以忽略不计，故在电路中去掉电压表不会影响电路的结构，电压表所在之处可视为开路，而电流表的内阻很小，在电路中几乎不影响电流强度，因而在电路分析中可视为一根导线，去掉改成一根导线即可。

四、电路中一个或多个物理量发生改变时对电路的影响解析

许多同学反映变化电路比较难分析，顾得这边又顾不得另一边，这是因为它涉及的内容广，考虑问题要全面，对电阻、电流、电压及电功率等的分析，稍有不慎会造成连锁反应，真所谓牵一发而动全身，其实电路的改变主要是通过开关或滑动变阻器改变而来的，电路中有多个开关通过开关的闭合和断开状态变化，往往会使电阻的连接关系发生变化，而滑动变阻器则通过滑片改变其连入电路的有效电阻，从而使电路中电压、电流、电功率的数值发生变化。

1.由于连接时的变化造成电路的变化

在开关、导线等在不同位置时，由于断路和短路等，接入电路中的用电器连接方式一般要发生变化，因此在电路基础上画出各种情况下实际电路：

（1）去掉被断路元件；

（2）去掉己被短路元件；

（3）用“去表法”去表：原则是电压表处是断路，电流直过电流表。在去掉电压表时要分析电压表测哪部分电压。

通过由浅入深地分析，抓住学生学习过程中的重点和难点进行突破，对复杂电路分析问题进简单的归纳、分析，使学生对电学不再恐惧和陌生，使学生变得乐学、爱学物理。结合多年的教学实践看，教学效果比较理想。

参考文献：

[1]黄志恒.电路与电学[M].福建教育出版社.

[2]阎金.怎样分析电学“伏安法”问题[M].北京出版社.

[3]薜金星.中学教材全解.上海科技版.