妙用“串反并同”輕松分析電路

孫長庚

(福建省漳州詔安橋東中學(xué) 福建 詔安 363500)

電路的分析方法“串反并同”法有著簡單、快捷的特點(diǎn)，可起到事半功倍的效果?！按床⑼狈梢蕴幚碇绷麟娐返膭討B(tài)分析問題，還可以處理電路故障問題、處理有些含容電路問題。如果用電路的一般分析方法“程序法”來處理這些問題，往往會比較復(fù)雜、非常耗時。但是在教學(xué)中，同樣要求學(xué)生掌握“程序法”?！俺绦蚍ā笨梢蕴岣邔W(xué)生對電路整體認(rèn)識。

對“串反并同”的理解，“串”和“并”只看變化電阻和被分析的元件關(guān)系是串聯(lián)還是并聯(lián)即可；“串反”和“并同”指分析元件的電流、電壓、電功率的變化情況與變化電阻的變化情況相反或相同。

1.直流電路的動態(tài)分析

例題1:如圖所示電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上移動時，電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I的變化情況。

解析：

據(jù)“串反并同”規(guī)律可知：因為R變大，A與R串聯(lián)，所以示數(shù)變小；V與R并聯(lián)，所以示數(shù)變大。

2.含容電路的分析

例題3:如圖所示，開關(guān)S閉合后，帶電質(zhì)點(diǎn)P在平行金屬板中處于靜止?fàn)顟B(tài)。滑片向a端移動時，兩只電表的示數(shù)如何變化？R1、R2消耗的電功率如何變化？電容器兩端的電壓、電荷量如何變化？質(zhì)點(diǎn)P將向哪個板運(yùn)動？若將開關(guān)S斷開，質(zhì)點(diǎn)P將哪個板運(yùn)動？

解析：據(jù)“串反并同”規(guī)律可知：滑片向a端移動時，R4變大，因為A、R1、R2與R4串聯(lián)，所以A示數(shù)變小、R1、R2消耗的電功率均變??；因為V、電容器C與R4并聯(lián)，所以V示數(shù)變大，電容器C兩端的電壓、電荷量均變大；電容器兩C端的電壓增大，質(zhì)點(diǎn)P所受的電場力增大，則質(zhì)點(diǎn)P將向上板運(yùn)動；若將開關(guān)S斷開，電容器兩端的電壓等于電源的電動勢，電容器兩端電壓增大，質(zhì)點(diǎn)P受到的電場力變大，質(zhì)點(diǎn)P將向上板運(yùn)動。

3.電路故障的分析

例題4:在如圖所示的電路中，由于某一電阻發(fā)生斷路或短路，使A燈變暗，B燈變亮，則故障可能是( )．

A．R1短路 B．R2斷路

C．R3斷路 D．R4短路

解析：題干A燈變暗，B燈變亮，說明A燈電流變小、B燈電流變大。據(jù)“串反并同”規(guī)律可知：該故障電阻與A串聯(lián)、與B并聯(lián)阻值變大，滿足此條件的是R2或者R3斷路；或者該該故障電阻與A并聯(lián)、與B串聯(lián)阻值變小，滿足此條件的情況不存在。故本題選擇BC。

由此可見，“串反并同”法可簡單、快捷的解決一些相關(guān)的問題，給學(xué)生帶來了很大的方便，但是“串反并同”法不是萬能有適用條件的：(1)電源電動勢恒定，內(nèi)阻不能忽略；(2)外電路中只能有一處阻值變化；(3)至少有一條支路不含電容器的含容電路。因此使用“串反并同”法時多關(guān)注是否滿足成立條件。

我們常說“興趣是最好的老師”，一旦有了興趣，就會獲得巨大的動力。“教師的任務(wù)并不單是把自己的知識傳授給學(xué)生，更重要的是帶領(lǐng)學(xué)生自己去學(xué)，教給他們怎么的學(xué)法”，因此我們在物理的課堂教學(xué)中，不但要讓學(xué)生掌握物理知識，而且要讓學(xué)生掌握解題方法，解題的能力，更重要的是讓學(xué)生掌握一法多用，一題多解?！敖蹋菫榱瞬唤獭笔俏覀兠總€老師最求的最高境界。