刘益明
(江苏省阜宁县羊寨初级中学 224415)
电学是初中物理知识体系中重要的组成部分,是中考物理学科试卷中的必考内容.而串并联电路是电学知识的重要基础,也是物理教学的核心要素之一,其掌握的牢固程度会直接影响初中生的解题能力,但是串并联电路的诸多差异性却非常容易使学生出现概念混淆,所以如何才能强化学生对于串并联电路部分知识点的理解、认识和运用值得进行深入探讨.
为了更好地理解和认识串并联电路,就需要从基本概念和特征入手,使学生牢固明确串联电路和并联电路的差异性.当前许多初中生在电路动态分析或者电学计算题求解中出错的很大一部分原因是由于对串并联电路特征理解不深刻,所以初中物理教师必须要高度重视串并联差异特征的讲述,使学生可以对串并联电路有更加深刻的理解和认识,以便可以使学生灵活应用这些串并联电路差异性特征来更好地对电路连接情况进行判定.一方面,对于串并联电路的相同点而言,二者电路消耗总电能(总电功率/总电热)=各用电器消耗电能(总电功率/总电热)之和.另一方面,对于串并联电路的差异性而言,初中物理教师要引导学生从电流特征、电压特征、电阻特征、电能特征、电功率特征、电热特征等几个方面入手,使学生可以深刻地体会和掌握二者的差异性.
在识别串并联电路的过程中,需要从二者的电路特征入手,常用的识别方法主要包括如下几种:
1.定义识别法.定义识别法,顾名思义,就是依据串联电路和并联电路的定义来进行判定.比如,电路中各个元件按照首尾顺次相连的方式进行连接,那么就可以判定其为串联电路;如果电路中各个元件按照“首首相连,尾尾相连”的方式并列连接于电路两点间,那么就可以判定其为并联电路.
2.电流识别法.电流识别法是判定串并联电路中最为常用的一种方法,具体就是在电路识别期间,让电流从电源正极出发后,依次经过各个电器后再回到电源负极,期间电流如果始终保持一条路径,那么所判定电路就属于串联电路.但是如果存在电流分支,最后汇集到电源负极,那么就属于并联电路.
3.拆除识别法.该种串并联识别法也主要适用于那些电路比较复杂的情况,具体就是应用串联电路中各个电器会产生相互影响,但是并联电路中不会出现电器相互影响情况.如此一来,在串联电路中,任何一个电器的拆除均会对其他电器产生影响(电流不通过).反之,在并联电路中,拆除一个电器,其他电器不受影响(电流正常通过),这样就可以判定电路的串并联情况.
例1 已知某电路中连接有四个电阻R1、R2、R3和R4,具体连接方式如图1所示,试判断其连接方式?
解析如图2,先将R1拆除,发现剩余R2、R3和R4中有电流通过;如图3,将R2拆除,发现R1、R3和R4中有电流通过;如图4,将将R3拆除,发现R1、R2和R4中有电流通过.同理,将R4拆除,发现R1、R2和R3中有电流通过.由此可知,电阻电阻R1、R2、R3和R4属于并联连接方式.
4.节点识别法.节点识别法主要适用于那些不规范电路的识别中,不考虑导线长度,只要期间不存在电器或电源,那么导线两端点可以等效看作是一个节点,这样就可以确定出各个电器两端所对应的公共节点,从而达到简化电路的作用.
5.等效识别法.该种串并联电路识别法主要适用于那些连接比较复杂,无法快速进行识别的电路,具体就是结合实物图,采用等效方式将其转换成以规范形式表示的等效电路,借此来加以识别.
例2 已知某灯泡连接线路如图7所示,试判断其属于并联电路还是串联电路?
解析灯泡L1的右侧,灯泡L2的左侧和灯泡L3的上侧三者保持共端,并均一同连接于电源正极;而灯泡L1、灯泡L2、灯泡L3的另一端却均同电源负极相连.如此一来,就可以将图8所示的电路连接图等效转换成图5所示的电路图,这样就可以直观地判定其属于并联电路.
总之,串并联电路部分知识时初中物理教学的重点,也是电学部分问题学习的核心,直接关乎学生能否攻克初中物理电学知识学习难关.在实际的教学中,教师需要引导学生在深入理解和把控串并联知识差异性的基础上,传授给他们常用的串并联电路识别方法,以便使学生可以更好地进行电路的动态分析,提升他们的解题能力.