如何将复杂电路简化研究探讨

学习中获得乐趣。本文概括介绍了中学物理电路学习主要问题，并针对这些问题提出解决方法，方便教师教学与学生理解。

关键词：复杂电路   简化研究   物理教学

复杂电路一般指在整个电路之中，电阻值无法直接利用串联和并联电路的基本规律求出的电路。在通常情况下，要根本解决复杂电路问题需要用到基尔霍夫方程组求解法，但这一方法再回路稍多的情况下并不适用，且不在我国教学内容之中。因此，我们需要研究初中物理教学的常见问题，对症下药，找出适合大多数学生的具有普遍性的“妙招”。

1.初中阶段电路学习过程中存在的问题

1.1因学生自身因素产生的问题

在初中阶段，复杂的电路图其实并不常见，但尽管如此，对从来没有接触过物理的初中学生来说，电路确实复杂难懂。初中生对电路知识一般比较茫然，对其理论也不甚了解，因此在他们眼中，简单的电路也很复杂。

1.2因为认为因素产生的问题

在物理练习中，学生常常会在面对一些看上去复杂繁琐的线路图时不知所措，无从下笔，为了使学生能更好地掌握电路知识，老师在出题时也往往会设计较为复杂的电路题目，这使得学生在做题时更易出现错。然而，从另一方面考虑，要想正确地解决物理难题，学生要对命题者的考察意图深刻了解，并从此入手，找到正确的解题思路。

2复杂电路的简化方法

2.1拆除法

当开关闭合时，电阻两边的导线若直接相连就会发生短路，对刚刚接触电路的初中学生来说，这一点并不容易不判断，如下图1所示

电阻R的两端被导线相连，R就会产生短路。如图所示，在实际过程中，未曾有电流经过电阻R，因此，在观察电路图时，可对R忽略不计，由此复杂的电路图1就变成了简单的图2。拆除法可帮助学生简化电路图，解决问题。

2.2电流流向法

运用此方法要先将电路进行标号，重新根据所注的标号设计电路图，同时对图中显示的并联和串联方式进行标注。串联和并联是初中物理仅有的两种电路连接方式，在复杂电路中，这两种接入方式一般包括在内。因此，在遇到复杂电路时，要教会学生将其改成自身熟悉的图形，这样会帮助学生理解电路走向。例如图3所示

需要利用电流表测量通过L2的电流，这位学生的连接方式是否正确？如果错误，错在何处？这时，物理教师就要教导学生分析图中元件的连接情况，并判断出电源的正极→a→b→ 电源负极是没有用电器的导线，当开关闭合时，电源短路，干路上的电流表不能测出L2的电流，再从电力方向看电流表，发现其接反了正、负接线柱。因此正确答案如下：此实物连接图错误有三：第一，电源两级被导线直接连接，当开关闭合时，电源短路;第二，电流表连接位置错误，不能测量出L2的电流;第三，电流表正负极接线柱连接错误，表的指针会出现反转现象，造成电流表的损坏。这一分析方式即是依据电流流向而判定其通路的方法。

2.3节点法

对于出现的复杂的电路图像，首先需要观察的是电路当中是否存在着“节点”，顾名思义，节点的意思就是将三条导线连接起来的点[1]。电路图中若是存在节点，则其为并联电路，若无节点存在，则为串联电路，而支路就是节点与节点之间连城的线路。节点方法的运用，可以使图形更加简便，无论导线多长的电路图，只要其间不出现电源等，都可以将两边的接入点当成一个点，以方便找到其公共点。这一方法可以任意拉长或缩短到导线，使图形简化。

2.4等效电路法

在电路图中，用等效电路来代替的方法就是等效电路法。运用这种方法，不会改变图中没有被替代部分的电流和电压。有时学生会遇到画法不太规则的电路图，所以，可以通过改变导线位置，将其或拉长，或缩短，或移动，使不规则的图形变得规则易懂，这种方法即等效电路法。例如在对“开关的通断对电流表和电压表示数变化的影响”进行学习时，有这样一道题：某位同学设计了这样一个电路，如图4所示

当开关S闭合后，电流表的读数将会（变大？变小？不变），电压表的读数将会（变大？变小？不变？）在做这道题之前，要先让学生判断S闭合前电路，电压表可将其是做电流短路，因为其阻力较大，所以经过灯泡L2的电流几乎为零，此时，电压表电压即为电源电压，电流表示数为零，因为S断开，电流断流，电流表未接入电路之中。

在判断闭合S后，L1、L2为串联关系，电流表接入电路中，示数显现为 I = U/R，此时电压表测量L1两端电压，其示数显示为U = U1+U2，U>U1，由此可知电流表示数变大，电压表示数变小。

2.5拆分法

当电路中同时出现串联与并联时，最终还是要将复杂线路串联在一块儿的。在复杂电路图中运用拆分法，即拆分电路图中的串联和并联方式，将有关电路图拆分并依据题目要求进行作答。当然，有拆就有合，最后还要注意将其合并，这一方法对解决复杂电路十分有效。但是，在使用此方法时，要注意不能随意改变原电路图，还要保证电池位置的准确。教师要在进行相关步骤时将简化电路图的重要性告知学生，以防止一些学生过于自信，眼高手低，直接对图形进行分析，对所老师传授的解题技巧充耳不闻，致使错误出现。在遇到这种情况时，教师要多向学生讲解一些例题，提高学生对所画电路图的了解能力，保证做题的正确率。当然以上这些方法并不全面，简化复杂电路的研究方法还需要每位物理老师不断补充。

结束语

教会学生简化电路图，是初中物理教学的一项重要工作，物理不会止步于初中，但初中的物理基础是学生以后对这门学科学习的关键，因此在初中阶段掌握看图技巧，理解电路知识十分必要。所以，中学物理教师要十分注重对学生的指导工作，厘清学生电路图的解题思路，在学习的开始阶段，培养学生对物理这门学科的浓厚兴趣。

参考文献：

[1]吴志英.浅析初中物理复杂电路简化方法教学[J].中学物理，2014，20：44.