简化电路的方法

复杂电路的简化方法

电路图的识别是初中物理电学学习的基础，将复杂的电路图改画成简单电路可使电路元件的串、并联情况变得清晰，便于计算和解答，根据初中物理中的电路图情况，介绍如下几种电路图的简化方法：

1、删简法初学电学者往往会因为电路中的电表跟用电器相混而妨碍对电路的正确分析，所以，应讲清电表可删的道理和删后的处理办法，如图1若已知电压表示数和电阻，求电流表示数，则删简后电路图如图2

2、伸缩变位法有的习题或思考题。故意给出不规范的电路图，若不进行电路图的改画，就会造成解答困难。为此，应讲清可将导线理想化，无论导线长度如

何，其电阻均为零，所以，可根据情

况将导线伸长、缩短或变形，适当变

更电路元件的位置，使电路元件的串、并联的关系变得清

3、共端法若几个用电器的

一端通过连接线形式共端时，

其电路图可用共端法进行改

画，如图5沿电流的方向R1的

左端和R2R3的上端都可连接到电池的正极，而另一端则都可连接到电源的负极上故可改画成图6

如图7，教学时，如用粉笔将电池正极相连的连接线画成颜色，其共端情况就会十分明显，便可以改画成图8

4、翻转法对于并联电路，采用翻转法来进行改画便于弄清连接关系，如图11中的R3支路翻转到上边去，即成为图12或将R1R2的串联支路翻转到下边去。

为了更好的达到电路图简化的教学目的，教学中应重视以下几点：

（1）、讲清改画电路图的重要性，有的学生自以为看图能力强，嫌麻烦，不愿进行改画，凡这样的学生，其考试成绩总低于他们的实际水平，针对这种情况，要利用经典例题进行教育、引导，使他们认识到，虽然花费一点时间，但可避免欲速则不达的失误，并养成认真改画和复查的好习惯。

（2）、灵活应用各种方法，应当让学生懂得改画一个电路图往往需要同时运用几种方法才行，所以需要多讲例题和多做习题，以提高灵活运用各种方法的能力。 （3）、注意改画电路图的原则，改画电路图时，电路改变不宜过大，考虑初中学生的实际能力。对初中电路图的改画应强调两个原则:a 、电池位置一般不动。b 、电路变动不宜过大。如图16改画成图17学生就容易看懂，而改变成图18对于学生来说变动的幅度就有点过大了。

利用上述几种方法，可以帮助我们迅速简化电路，顺利解决比较复杂的电学问题。

例1：在图19所示的电路中，Ｒ1 =1Ω，Ｒ2 =2Ω，Ｒ3 =3Ω，Ｒ4 =6Ω，电源电动势Ｅ=6Ｖ，电源内阻不计。当电键Ｓ接通后，求通过电阻Ｒ1上的电流强度

Ｉ。

图19 图20

当电键Ｓ接通后，计算通过Ｒ

1

上的电流强度Ｉ，首先须把图19所示的电路简化成等效电路后，再进行计算。简化电路的具体方法分下面几个步骤：

1 找出交节点，并标上序号

在电路中，凡是有二个或二个以上的电学元件连接在一起的点都叫交节点，然后把同一交节点用虚线括起来，并标上序号，如图20中所示的ａ，ｂ，ｃ，ｄ等点。序号的前后顺序，按电势的高低进行排列。(如果电路中无电源，求某一电路某两点间的电阻时，可假设其中一点为高电势，另一点为低电势。)

2 连接电路

从电势较高的ａ点到电势较低的ｄ点沿某一个回路，通过一个个交节点把电

路中的部分电学元件连接起来。如：从ａ点开始连接电阻Ｒ

1，电阻Ｒ

1

连接ｂ点，

ｂ点连接电阻Ｒ

4，电阻Ｒ

4

连接ｃ点，ｃ点连接

电键Ｓ，电键Ｓ连接ｄ点。如图21所示。

图21 图22

一. “拆除法”突破短路障碍

短路往往是因开关闭合后，使用电器（或电阻）两端被导线直接连通而造成的，初学者难以识别。图23即为常见的短路模型。一根导线直接接在用电器的两端，电阻R被短路。既然电阻R上没有电流通过，故可将电阻从电路中“拆除”，拆除后的等效电路如图24所示。

图23 图24

二. “分断法”突破滑动变阻器的障碍

较复杂的电路图中，常通过移动变阻器上的滑片来改变自身接入电路中的电阻值，从而改变电路中的电流和电压，从而影响我们对电路作出明确的判断。滑动变阻器的接入电路的一般情况如图25所示。若如图26示的接法，同学们就难以判断。此时可将滑动变阻器看作是在滑片P处“断开”，把其分成AP和PB两个部分，即等效成图27的电路，其中PB部分被短路。当P从左至右滑动时，变阻器接入电路的电阻AP部分逐渐变大；反之，AP部分逐渐变小。

图25 图26 图27

三. 突破电压表的障碍

1. “滑移法”确定测量对象

所谓“滑移法”就是把电压表正、负接线柱的两根引线顺着导线滑动至某用电器

（或电阻）的两端，从而确定测量对象的方法，但是滑动引线时不可绕过用电器

和电源（可绕电流表）。如图6，用“滑移法”将电压表的下端滑至电阻R

1

左端，

不难确定，电压表测量的是R

1和R

2

两端的总电压；将电压表的上端移至R

3

右端，

也可确定电压表测量的是R

3

两端电压，同时也测的是电源电压。

2. “用拆除法”确定电流路径

因为电压表的理想内阻无穷大，通过它的电流为零，可将其从电路中“拆除”，即使电压表两端断开，来判断电流路径。如图28所示，用“拆除法”不难确定，

R 1和R

2

串联，再与R

3

并联。

图28

四. “去掉法”突破电流表的障碍

由于电流表的存在，对于弄清电流路径，简化电路存在障碍。因电流表的理想内阻为零，故可采用“去掉法”排除其障碍，即将电流表从电路中“去掉”，并将连接电流表的两个接线头连接起来。如图29，去掉电流表后得到的等效电路如图30所示。这样就可以很清楚地看清电路的结构了。