初中電學(xué)中最基本的連接方式有兩種,即串聯(lián)和并聯(lián)。由于電路的形式靈活多樣,令不少同學(xué)感到變化莫測(cè)而無(wú)從著手,而電路的識(shí)別又是以后學(xué)習(xí)電學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ),因此,識(shí)別電路是學(xué)好電學(xué)的關(guān)鍵。那么,如何識(shí)別一個(gè)電路的連接方式呢?下面,我們就介紹幾種常用的識(shí)別方法。
1 定義法 若電路中各元件是逐個(gè)首尾順次連接的,即從電源的正極出發(fā),一筆能畫(huà)到電源負(fù)極的(包含所有元件且沒(méi)有重復(fù)線路),則該電路是串聯(lián)電路,否則該電路是并聯(lián)電路。
2 假設(shè)法 由于串聯(lián)電路各用器之間工作時(shí)是互相影響的,即同時(shí)工作或不工作;并聯(lián)電路各用電器之間工作時(shí)是互不影響的,因此,判斷時(shí)可假設(shè)斷開(kāi)電路中的一個(gè)用電器,若其他用電器同時(shí)也不能工作的,則該電路是串聯(lián)電路,否則,該電路就是并聯(lián)電路。
3 電流法 在電源的外部,電流總是從電源的正極流出,回到電源的負(fù)極。因此,可根據(jù)電流的流動(dòng)路徑進(jìn)行觀察。若電流從電源正極流出后無(wú)分支,逐個(gè)流過(guò)所有用電器回到電源的負(fù)極,即電流只有一條路徑,則該電路為串聯(lián)電路,否則該電路為并聯(lián)電路。
以上三種方法適合于分析簡(jiǎn)單和比較規(guī)范的電路,但當(dāng)線路比較復(fù)雜且不易搞清電流流徑時(shí),利用上述方法仍不能更好地識(shí)別出來(lái),則可采用以下方法。
4 拽拉法 由于導(dǎo)線間連接點(diǎn)(即交點(diǎn))的位置以及導(dǎo)線的長(zhǎng)短、形狀對(duì)電路的連接性質(zhì)沒(méi)有影響,因此,判斷時(shí)可通過(guò)對(duì)導(dǎo)線交點(diǎn)的移動(dòng)(僅限于空導(dǎo)線上)和導(dǎo)線長(zhǎng)短與形狀的改變,使不規(guī)范的電路變成規(guī)范的電路,從而使電路變得易于識(shí)別。
題1 試判斷圖1所示中的燈L1、L2和L3的連接方式。
方法點(diǎn)撥 先將導(dǎo)線交點(diǎn)a和b進(jìn)行適當(dāng)移動(dòng),使電路變形為圖2所示圖形,再將導(dǎo)線拽拉變直,整理成規(guī)范電路圖,如圖3所示,顯然,燈L1、L2和L3是并聯(lián)的連接方式。
5 標(biāo)點(diǎn)法 將電路中的空導(dǎo)線(一段沒(méi)有用電器的導(dǎo)線)用同一點(diǎn)來(lái)表示,再按“點(diǎn)與點(diǎn)”將電路元件重新調(diào)整分布,畫(huà)出相應(yīng)的等效電路圖,然后再進(jìn)行識(shí)別。
題2 如圖4所示電路,各燈是如何連接方式的?
方法點(diǎn)撥 此類題解答的一般步驟是:①在圖中定義點(diǎn)(為了方便起見(jiàn),正常將點(diǎn)標(biāo)在導(dǎo)線的交點(diǎn)上),把共線的點(diǎn)用同一符號(hào)表示。如圖5所示,由圖可知,圖上交點(diǎn)雖多,但實(shí)際上可看成只有2個(gè)交點(diǎn)a和b。
②在草稿紙上先畫(huà)出兩點(diǎn)a和b,再以原圖為基準(zhǔn),將兩點(diǎn)之間的每一條線路沿同一方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)使相同點(diǎn)重合起來(lái),逐個(gè)畫(huà)出各燈,如圖6所示。
③再將圖6整理成規(guī)范的電路圖,如圖7所示,顯然,燈L1、L2、L3和L4是并聯(lián)的。
此法是通過(guò)改變電路的形狀,使復(fù)雜的電路變成直觀,特別適合于判斷線路拐折比較多,不容易分清電流走向的電路。這種方法適用性廣,容易應(yīng)用且不易出錯(cuò),應(yīng)重點(diǎn)掌握。
6 消元法 將圖中的干擾元件“去掉”,畫(huà)出相應(yīng)的等效電路圖,使電路變得簡(jiǎn)單而易于識(shí)別。具體情形又可分為兩種:
(1)帶開(kāi)關(guān)的變換電路。即利用開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)或閉合,使部分電路形成斷路或短路,從而使用電器組合成不同的連接方式。典型的圖形如圖8和圖9。
解答此類題的方法是:按題目中開(kāi)關(guān)的要求(斷開(kāi)或閉合),分析圖中各用電器的工作狀態(tài),將暫未工作的元件(被斷路或短路的)從圖中“去掉”,然后畫(huà)出相應(yīng)的簡(jiǎn)化電路,再觀察其連接方式就容易識(shí)別了。
(2)帶有電流表和電壓表的電路。由于電路的連接方式與電表無(wú)關(guān),因此,判斷時(shí)可將電表從電路中“等效去掉”,使電路簡(jiǎn)化而易于識(shí)別。我們知道,電流表的內(nèi)電阻很小,電壓表的內(nèi)電阻很大,因此,在電路中電流表相當(dāng)于導(dǎo)線,電壓表相當(dāng)于使連接處斷開(kāi),所以,一般情況下,可將電流表用導(dǎo)線替代,將電壓表從圖中“去掉”,然后畫(huà)出相應(yīng)的等效電路,再觀察其連接方式。如圖10所示的電路,將電流表和電壓表等效替代后其電路如圖11所示,顯而易見(jiàn),該電路是串聯(lián)電路。
以上介紹的幾種識(shí)別電路的方法,僅供同學(xué)們?cè)谄綍r(shí)解題中使用參考??梢?jiàn),要想準(zhǔn)確地識(shí)別出一個(gè)電路,選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)姆椒ㄊ欠浅V匾?,而方法的選擇主要取決于平時(shí)學(xué)習(xí)中多歸納總結(jié),善于發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律,這樣就能在最短的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確地識(shí)別出一個(gè)電路的連接方式。