選用巧妙方法解復(fù)雜電路問題

桂雨順

摘 要：通過兩個(gè)復(fù)雜電路例題，利用電流定律、電壓定律來解決復(fù)雜電路問題，文中通過實(shí)例增加學(xué)生的認(rèn)知水平，深化學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)層次，提高學(xué)生的邏輯思辨能力。

關(guān)鍵詞：電流定律；電壓定律；回路；復(fù)雜電路

在教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)碰見學(xué)生問到一些較為復(fù)雜性電路問題，諸如由兩個(gè)以上的電源構(gòu)成的復(fù)雜電路，在解題時(shí)顯然不能用簡(jiǎn)單的串、并聯(lián)電路的方法用歐姆定律直接來解決，那么這樣的復(fù)雜電路用什么方法來解決呢？這就要求我們學(xué)生首先得掌握復(fù)雜電路中各電流之間的關(guān)系以及各段電壓之間的關(guān)系來求解復(fù)雜電路中的物理量。本文就是根據(jù)自己掌握的巧妙方法解決相關(guān)復(fù)雜電路問題。

一、 電流定律與電壓定律的定義

電流定律：對(duì)于電路的任何節(jié)點(diǎn)上，任一瞬時(shí)，電路該處電流的代數(shù)和為零，即：∑I=0。

電壓定律：在一個(gè)回路中，任一瞬時(shí)沿回路繞行一周，各段電路電壓的代數(shù)和為零，即：∑U=0。

對(duì)于電路，如果一段不分岔的電路叫支路，有三條或三條以上支路的連接點(diǎn)叫節(jié)點(diǎn)，在電路中由支路組成的任一閉合路徑稱為回路。熟知了它們，會(huì)更有效地理解電流定律與電壓定律的應(yīng)用。

二、 應(yīng)用舉例

【例1】 在如圖1所示的電路中，電源的電壓E1=3V，E2=1V，R1=1Ω，R2=2Ω，R3=3Ω，求電阻R1兩端的電壓UAB。

解析：在圖1的電路中，假定節(jié)點(diǎn)A處通過三個(gè)電阻的電流分別為I1、I2和I3，依據(jù)電流定律，流入節(jié)點(diǎn)的電流為正值，流出節(jié)點(diǎn)的電流為負(fù)值，則：I2+I3+（-I1）=0

【例2】 用圖2示的電路可以測(cè)量電阻Rx的阻值，圖中Rx是待測(cè)電阻，G是靈敏度很高的電流表。已知電源的電動(dòng)勢(shì)E=24V，E1=6V，內(nèi)阻均不計(jì)，R1=20Ω，R2=40Ω，R3=60Ω，R4=10Ω，此時(shí)電流表G的電流為零，則Rx的阻值為多少？

其實(shí)對(duì)于復(fù)雜的電路，應(yīng)用電流定律及電壓定律解決非常簡(jiǎn)潔。

三、 點(diǎn)析

從以上例題可以看出，依照題中的已知條件，根據(jù)電流定律和電壓定律的特點(diǎn)，由回路電路中電壓和電路中支點(diǎn)電流關(guān)系，正確列出方程式是關(guān)鍵。列方程式時(shí)主要是完整地掌握兩大定律的特點(diǎn)，理解出電流與電壓的正負(fù)值。總之對(duì)于電流，取流入節(jié)點(diǎn)的電流為正值，流出節(jié)點(diǎn)的電流為負(fù)值。對(duì)于電壓，若電源的電壓方向與繞行方向一致時(shí)為正值，相反時(shí)為負(fù)值；電阻的電壓方向由電流方向決定，電流方向與繞行方向一致時(shí)為正值，相反時(shí)為負(fù)值。

當(dāng)然對(duì)于復(fù)雜電路的解決方法有許多種，只要我們能正確認(rèn)識(shí)電路相關(guān)問題，深化學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)層次，讓學(xué)生從實(shí)際問題中出發(fā)，會(huì)增加學(xué)生的認(rèn)知水平，提高學(xué)生的邏輯思辨能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]文春帆 張明明.物理（電工電子類）[M].北京：高等教育出版社，2014：068.endprint