如何把電學知識復雜問題簡單化

趙景忠

摘 要： 初中物理電學知識既是學習重點，又是難點，如何讓學生掌握知識內涵、除了在教學中必不可少的演示實驗、分組實驗等讓學生切身感受電流、電壓、電阻、電功等在電路中實際特點外，必要的電路分析是學好物理的關鍵，在電路的分析中如何把看似繁瑣復雜的電路簡單化處理是教師必須把握的。

關鍵詞： 物理電學 電路分析 簡單化

在長期的物理教學中，我發現學生對電學知識存在很多誤區和疑惑，這其中也包括了學習成績相當好的學生。碰到電路分析時，往往不知所措，不知從哪里下手，特別是在后面電學綜合題時，尤為困難。當我對電路進行分析時，又覺得不那么難，現將我在教學中的遇到問題進行總結歸納。

一、分清“開路”、“短路”、“通路”的意義

對于“通路”學生都比較容易掌握，但對“短路”卻存在諸多問題，比如在圖1中：

對于A、B兩點是沒有電流通過的，但有些同學會認為電流到A點時會回流過去。對學生分析時，應讓學生明白電流是電荷某個方向定向移動，是不能回流的，用比喻方式分析如：水管口水龍頭關了，就沒有水流，并不是此處水龍頭的水流從別的管口流出。

在課本中給出“整體短路”的概念：“導線不經過用電器直接跟電源兩極連接的電路叫短路”，而在電學題中對于短路產生后果卻不清楚，以至于在電路分析時產生錯誤。

圖課本中用控制變量法，在R不變情況下，讓滑動變阻器改變電路的電流，從而引起R兩端電壓改變，我們研究的是R的電流隨兩端電壓變化情況，然后在保持R兩端電壓不變情況下，換取不同阻值的電阻（成倍數關系），發現電阻成倍增大，電流卻成倍減少。但是許多同學對滑動變阻器的作用及為什么會得到這個結論茫然不解，甚至有的同學，到底研究什么也不知道。針對這種情況，在上完這節課后，我又用一節課對此實驗進行簡化，舍去滑動變阻器進行比較。

（1）圖（9）R不變時，改變電壓，電壓從2V-4V-6V，怎樣變化？（靠滑動變阻器）R不變，I與U成正比。

（2）圖9中，保持R兩端電壓不變（6V）→滑動變阻器來控制，電阻成倍增大，電流卻減小，從中可從簡單數據中發現，電流I與電阻R成反比，這樣由復雜變簡單的設計，使學生易于掌握歐姆定律的本質規律，為全面地理解和分析電路打好基礎。

三、正確區分串聯和并聯電路

電路圖是電學重要內容，如果把電路圖分析錯了，則電路中的電流強度、電壓、電阻等物理量計算也會隨之而錯，初中一般只要求串聯、并聯兩種電路連接，不要求混聯電路，區分串、并聯電路是解決電學問題的一個需要突破難點。

識別串、并聯電路的三種方法包括：（1）電流法；（2）等效電路法；（3）去表法。

（1）電流法：即從電源正極岀發順著電流的流向，看電流的路徑是否有分支，如果有、則所分的幾個分支之間為并聯。如果電流的路徑只有一條（無分支點），則各元件之間為串聯，此方法學生容易掌握。

（2）等效電路法：此方法實質上運用了“電位”的概念，在初中物理中，電壓的概念是通過“水位差”的類比中引入的，同樣，在電路中可借助高度差進行類比，建立“一樣高的電位”的概念。例如：某學校有三層樓上有九年級（1～3）三個班級，二層樓有八年級（1～3）三個班級，那么九年級與八年級的任意兩個班級之間的“高度差”是一樣的，都相差“一層樓”因為九年級各班級處于“一樣高”的三層樓上，而八年級各班級處于“一樣高”的二樓上，在電路中也有“一樣高電位”的概念，在電路中無論導線有多長，只要其間沒有用電器都可以看成是同一個點，那么電位“一樣高”，所以我們可以找到各元件兩端公共點，畫岀簡化的等效電路。

（3）去表法：由于電壓表的內阻很大，并聯在電路中時通過它的電流很小，可以忽略不計，故在電路中去掉電壓表不會影響電路的結構，電壓表所在之處可視為開路，而電流表的內阻很小，在電路中幾乎不影響電流強度，因而在電路分析中可視為一根導線，去掉改成一根導線即可。

四、電路中一個或多個物理量發生改變時對電路的影響解析

許多同學反映變化電路比較難分析，顧得這邊又顧不得另一邊，這是因為它涉及的內容廣，考慮問題要全面，對電阻、電流、電壓及電功率等的分析，稍有不慎會造成連鎖反應，真所謂牽一發而動全身，其實電路的改變主要是通過開關或滑動變阻器改變而來的，電路中有多個開關通過開關的閉合和斷開狀態變化，往往會使電阻的連接關系發生變化，而滑動變阻器則通過滑片改變其連入電路的有效電阻，從而使電路中電壓、電流、電功率的數值發生變化。

1.由于連接時的變化造成電路的變化

在開關、導線等在不同位置時，由于斷路和短路等，接入電路中的用電器連接方式一般要發生變化，因此在電路基礎上畫出各種情況下實際電路：

（1）去掉被斷路元件；

（2）去掉己被短路元件；

（3）用“去表法”去表：原則是電壓表處是斷路，電流直過電流表。在去掉電壓表時要分析電壓表測哪部分電壓。

通過由淺入深地分析，抓住學生學習過程中的重點和難點進行突破，對復雜電路分析問題進簡單的歸納、分析，使學生對電學不再恐懼和陌生，使學生變得樂學、愛學物理。結合多年的教學實踐看，教學效果比較理想。

參考文獻：

[1]黃志恒.電路與電學[M].福建教育出版社.

[2]閻金.怎樣分析電學“伏安法”問題[M].北京出版社.

[3]薜金星.中學教材全解.上海科技版.