初中物理模型解题法准格尔旗第四中学物理教师：王泉一、电学模型（一）模型口诀先判串联和并联，电表测量然后判；一路通底必是串，若有分支是并联；A表相当于导线，并联短路会出现；如果发现它并源，毁表毁源太凄惨；若有电器与它并，电路发生局部短；V表可并不可串，串时相当电路断；如果发现它被串，电流为零应当然。模型思考你想知道常用、快捷、有效、正确识别电路连接方式的四种方法吗？你会迅速、快捷、无误地判断出电路发生变化时电流表、电压表的示数如何变化吗？你能根据实验现象或者题中给出的器材，准确、有效、方便的查找到电路中发生故障的原因吗？模型归纳示图AV 去表法 正确识别电路办法 串联电路 标电流法 并联电路 节点法 去元件法判断电流电压示数 明晰电压表电流表测量电路部分 部分电阻变化 总电阻变化 总电流变化 部分电流、部分电压、电表示数 电功、电功率 故障已给出 假设法判断电路故障 电路图分析 故障未给出 短路 串、并连接 断路 电器连接方式 使用注意 电表用途串、并联电路的识别方法电路连接有两种基本方法串联与并联。对于初学者要能够很好识别它们有点难度，下面结合串并联电路特点和实例，学习区别这两种电路的基本方法，希望对初学者有所帮助。一、串联电路如果电路中所有的元件是逐个顺次首尾连接起来的，此电路就是串联。我们常见装饰用的“满天星”小彩灯，就是串联的。家用电路中的开关与它所控制的用电器之间也是串联的。串联电路有以下一些特点：（1）电路连接特点：串联的整个电路只有一条电流的路径，各用电器依次相连，没有“分支点”。（2）用电器工作特点：各用电器相互影响，电路中若有一个用电器不工作，其余的用电器就无法工作。（3）开关控制特点：串联电路中的开关控制整个电路，开关位置变了，对电路的控制作用没有影响。即串联电路中开关的控制作用与其在电路中的位置无关。二、并联电路如果电器中各元件并列连接在电路的两点间，此电路就是并联电路。教室里的电灯、马路上的路灯、家庭中的电灯、电风扇、电冰箱、电视机等用电器之间都是并联在电路中的。并联电路有以下特点：（1）电路连接特点：并联电路由干路和几条支路组成，有“分支点”。每条支路各自和干路形成回路，有几条支路，就有几个回路。（2）用电器工作特点：在并联电路中各用电器之间相不影响。某一条支路中的用电器若不工作，其他支路的用电器仍能工作。比如教室里的电灯，有一只烧坏，其它的电灯仍然能亮。这就是互不影响。（3）开关控制特点：并联电路中，干路开关的作用与支路开关的作用不同。干路开关起着总开关的作用，控制整个电路。而各条支路开关只控制它所在的那条支路。三、识别电路方法1定义法：综合运用上面介绍串并联电路的连接特点及用电器工作特点，针对一些简单、规则的电路是行之有效的方法，也是其它方法的基础。2路径识别法：根据串并联电路连接特点，串联的整个电路只有一条电流的路径，如果有两条或两条以上的路径即为并联电路。例题1 如图1所示的电路，是判断连接方式是串联还是并联？【解析】我们可以在图形上用箭头标示出电流的路径，电流从电源的正极出发，若只有一条路径，则是串联，若有两条或两条以上路径则是并联；图中可以标示出三条路径，如图2所示，可以用箭头在图形上标画出来，第一条是从正极AL1B负极，第二条是正极AL2B负极，第三条是正极AL3B负极。所以图中L1、L2、L3组成的是并联电路。3节点分析法：对一些复杂的电路往往一眼难辨，为了简化起见，可以在电流的分流处和合流处设置节点标上字母，同一根导线上字母相同（开关相当于导线），然后分析电流从分流点流到合流点有几种路径，若只有一种路径则为串联，否则为并联电路。例题2 如图3所示的电路，试判断三只电灯是串联还是并联？【解析】首先在电流的分流处和合流处分别标上字母A、B，且同一根导线字母相同，如图4所示，则从图中不难看出电流从A流到B可以经过L1，也可以经过L2，还可以经过L3到达。等效电路可画成图5所示。可见此电路是由三只电灯并联组成的。4去用电器识别法由于串联电路元件是逐个顺次连接，各用电器相互牵制相互影响，如果将电路中的某个用电器取下，其它的电路都不工作，则该电路是串联电路。而并联电路各支路用电器单独工作互不影响，如果将某一用电器去掉，其它的电路不受影响，则该电路是并联电路。例题3如图6所示，在桌面上有两个小灯泡和一个开关，它的连接电路在桌面下，无法看到。某同学试了一下，闭合开关时两灯泡都亮，断开开关时，两灯泡都熄灭，这两个小灯泡究竟是串联连接，还是并联连接的呢？【解析】不能仅凭开关能控制所有用电器，就说电路是串联的。因为并联电路中在干路的开关也能控制整个电路。最简单的方法是：闭合开关，两灯泡都亮，然后拧去一只灯泡，看另一只是否发光。若发光，说明是并联；若不发光，说明是串联。小结：电路识别对于我们初学者开始有点难，但是借助以上方法加强训练，对简化电路、分析电路很有帮助，特别是路径识别法和节点分析法，希望大家认真学好，在对付一些较复杂的电路时会有一种豁然开朗的感觉。不妨来试一试。【训练题】1在图7所示电路中，（1）当只闭合开关S1时，灯L1、L2、L3是怎样联接的？（2）当S1、S2闭合时，电流通过哪几只灯？是怎样联接的？（3）当S1、S3闭合时，电流通过哪几只灯？是怎样联接的？（4）当S1、S2、S3都闭合时，电流通过哪几只灯？是怎样联接的？2如图8所示的电路，当开关S1、S2断开时，灯L1、L2、L3是怎样连接的？当开关S1、S2闭合时，灯L1、L2、L3又是怎样连接的呢？【答案】1（1）只闭合开关S1时，电流通过灯L1、L2、L3，它们是串联的。（2）当S1、S2闭合时，灯L1、L2被开关S2短路，电流只通过灯L3。（3）当S1、S3闭合时，灯L2、L3被开关S3短路，电流只通过灯L1。（4）当S1、S2、S3都闭合时，电流通过灯L1、L2、L3，它们是并联的。2开关S1、S2断开时，电流只有一条路径，灯L1、L2、L3是串联的；开关S1、S2闭合时，电流有三条路径，灯L1、L2、L3是并联的。如何判断电路故障问题 “电路的故障”问题在中考时常出现在电路选择题中，它主要分为无电表（电流表、电压表）和有电表两种情况下的电路故障，电路故障主要包括断路和短路，造成断路的主要原因有：连接电路时，导线与接线柱之间接触不良；由于电压过高电路被烧断，比如灯被烧坏；将电压表串联在电路中，因为电压表的内阻过大，造成电压表所在电路断路。而造成短路的主要原因有：电路的错误连接产生短路，如电流表并联在电路中，因电流表的内阻太小，相当于接入了导线。现举例分析。一. 无电表时的电路故障例1. 小明在做实验时把甲、乙两灯泡串联后通过开关接在电源上，闭合开关后，甲灯发光，乙灯不发光。乙灯不发光的原因是（ ）A. 它的电阻太小； B. 它的电阻太大；C. 流过乙灯的电流比甲灯小； D. 乙灯灯丝断了。分析与解答：因为甲、乙两灯组成的是串联电路，当开关闭合后，甲灯发光，这证明电路是通路，所以要想知道乙灯不亮的原因，必须得清楚串联电路的电流、电压及电阻的各自特点。因串联电路的电流处处相等，因此有串联电阻两端的电压与电阻是成正比关系的，当乙灯电阻太小时，其两端的电压也太小，远小于其额定电压，所以乙灯不会发光。答案：A二. 有电表时的电路故障例2. 如图1所示为两个灯组成的串联电路，电源电压为6V，闭合开关S后两灯均不发光，用一只理想电压表测量电路中ab间电压为0，bc间电压为6V，则电路中的故障可能为：A. L1短路且L2断路 B. L1和L2均断路C. L1断路且L2短路 D. 只有L2断路分析与解答：本题主要考查电路发生故障原因的判断，解题关键是理解电路的连接及特性。分析时可以从有示数的电表或有工作的用电器开始分析：当电压表接在ab间时电压为0，说明电压表中无电流通过，即电压表、电源、开关、灯L2组成的是开路；当电压表接在bc间时电压为6V，说明电压表中有持续的电流通过，即电压表、电源、开关、灯L1组成通路，这时电压表示数接近电源电压为6V。若L1短路，也为零，但L2应发光，与题目不符。答案：D例3. 如图2所示，闭合开关，两只灯泡都不亮，且电流表和电压表的指针都不动。现将两只灯泡L1和L2的位置对调，再次闭合开关时，发现两只灯泡仍不亮，电流表指针仍不动，但电压表的指针却有了明显的偏转，该电路的故障可能是（ ）A. 从a点经过电流表到开关这段电路中出现断路；B. 灯泡L1的灯丝断了；C. 灯泡L2的灯丝断了；D. 电流表和两个灯泡都坏了。分析与解答：因为电流表指针不动，两灯都不亮，说明电路中没有电流通过，电路应判断为断路。当L1、L2位置对调时，如图3所示：电压表有示数，说明电压表的两端一定和电源连通，即电流从电源正极经电流表、a点、电压表、b点、灯L1，流回到电源负极之间不可能有断路，故可判断电路故障为灯L2断路。答案：C二、电学模型（二）模型口诀实物图和电路图，已知其一画另一；各类仪器来读数，实验步骤需设计；已知数据球结论，皆是实验探索题；规范作图要重视，五个问题需牢记；串联电流处处等，分压正比各电阻；总阻等于电阻和，或者电压电流除；并联电压处处等，分流反比各电阻；各个电阻倒数和，等于总阻的倒数。模型思考实验探究是新教材、新课标对同学们提出的新要求，如何进行实验探究？串联电路的计算方法多种，变化多样，如何做到一题多解，多题一解，从中选择最优的解题方法和技巧？并联电路的计算题的解答方法也是变化多端，奥妙无限，怎样才能把握要领，掌握技巧，举一反三？模型归纳示图 实物图 结论是什么