妙用“串反并同”轻松分析电路

孙长庚

摘要：纵观多年高考试题电路知识是高考的必考内容之一。电路的动态变化问题、含容电路问题以及电路故障的排除问题是学生学习中很难掌握的一点;此类问题也能更好的体现《考试大纲》关于物理学科要考查的“分析综合能力”。“串反并同”法能够把一个复杂问题分解为若干简单的问题，找出它们之间的联系解决问题。

关键词：电路故障;串反并同;电路;变压器

中图分类号：G633.7文献标识码：B文章编号：1672-1578（2019）06-0216-01

电路的分析方法“串反并同”法有着简单、快捷的特点，可起到事半功倍的效果。“串反并同”法可以处理直流电路的动态分析问题，还可以处理电路故障问题、处理有些含容电路问题。如果用电路的一般分析方法“程序法”来处理这些问题，往往会比较复杂、非常耗时。但是在教学中，同样要求学生掌握“程序法”。“程序法”可以提高对学生对电路整体认识。

对“串反并同”的理解，“串”和“并”只看变化电阻和被分析的元件关系是串联还是并联即可;“串反”和“并同”指分析元件的电流、电压、电功率的变化情况与变化电阻的变化情况相反或相同。

1.直流电路的动态分析

例题1：如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器的滑动触头P向上移动时，电压表的示数U和电流表的示数I的变化情况。

解析：

据“串反并同”规律可知：因为R变大，A与R串联，所以示数变小;V与R并联，所以示数变大。

2.含容电路的分析

例题3：如图所示，开关S闭合后，带电质点P在平行金属板中处于静止状态。滑片向a端移动时，两只电表的示数如何变化？R1、R2消耗的电功率如何变化？电容器两端的电压、电荷量如何变化？质点P将向哪个板运动？若将开关S断开，质点P将哪个板运动？

解析：据“串反并同”规律可知：滑片向a端移动时，R4变大，因为A、R1、R2与R4串联，所以A示数变小、R1、R2消耗的电功率均变小;因为V、电容器C与R4并联，所以V示数变大，电容器C两端的电压、电荷量均变大;电容器两C端的电压增大，质点P所受的电场力增大，则质点P将向上板运动;若将开关S断开，电容器两端的电压等于电源的电动势，电容器两端电压增大，质点P受到的电场力变大，质点P将向上板运动。

3.电路故障的分析

例题4：在如图所示的电路中，由于某一电阻发生断路或短路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是（）.

A.R1短路B.R2断路

C.R3断路D.R4短路

解析：题干A灯变暗，B灯变亮，说明A灯电流变小、B灯电流变大。据“串反并同”规律可知：该故障电阻与A串联、与B并联阻值变大，满足此条件的是R2或者R3断路;或者该该故障电阻与A并联、与B串联阻值变小，满足此条件的情况不存在。故本题选择BC。

由此可见，“串反并同”法可简单、快捷的解决一些相关的问题，给学生带来了很大的方便，但是“串反并同”法不是万能有适用条件的：（1）电源电动势恒定，内阻不能忽略;（2）外电路中只能有一处阻值变化;（3）至少有一条支路不含电容器的含容电路。因此使用“串反并同”法时多关注是否满足成立条件。

我們常说“兴趣是最好的老师”，一旦有了兴趣，就会获得巨大的动力。“教师的任务并不单是把自己的知识传授给学生，更重要的是带领学生自己去学，教给他们怎么的学法”，因此我们在物理的课堂教学中，不但要让学生掌握物理知识，而且要让学生掌握解题方法，解题的能力，更重要的是让学生掌握一法多用，一题多解。“教，是为了不教”是我们每个老师最求的最高境界。