识别串、并联电路常用的方法有如下几种:
(1)电流分析法:在电路中,电流从电源的正极开始,经过所有的元件后再流回到电源负极的过程中,如果电流始终没有分流,只有一条路径,则该电路是串联电路(如图1);如果电流在电路的某处分成两条或两条以上的支流,则该电路是并联电路(如图2)。
图1
图2
(2)用电器断开法:将电路中的所有开关都闭合,让用电器正常工作,然后再试着断开某用电器,如果其他用电器不能正常工作了,则该电路是串联电路(如图3);如果其他用电器仍能正常工作,则该电路为并联电路(如图4)。
图3
图4
(3)节点法:在识别不规范电路的时候,不论导线有多长,只要其中没有电源、用电器等,导线两端点均可以看成是同一个点,从而找同各用电器两端的公共点。如图5甲所示,a、b两点相连等同图5乙,其电路图等同图5丙。
图5甲
图5乙
图5丙
必须指出的是,在连接电路时,不能连成图乙所示的形式,图乙只是图甲的一种画法效果图。
(4)定义法:若电路中各元件(指用电器元件)是按顺序首尾相连的,此电路就是串联电路(如图6)。若各元件(指用电器元件)“首首相连,尾尾相连”即并列地接在电路的两点间,此电路就是并联电路(如图7)。
图6
图7
接下来,我们借助电流分析法,来讲电路分析的三步法。
第一步:“去表”
所谓“去表”,就是在电路中遇到有电流表或电压表时,如何分析电路的方法。因为电流表本身的内阻很小,因此串联在电路中测量电流时,我们可以暂时先将电流表当导线;而电压表因为本身的内阻很大,因此电压表并联在电路中测量某部分电路两端的电压时,我们暂且将它理解为断路来处理。
如图8所示,将电流表当导线,电压表当成断路之后,得出如图9所示的电路,我们就能够快速判断出电路是并联的(红圈部分暂时去除)。
图8
图9
第二步:确定电路的连接方式
在第二步中,我们要先判断有无短路,再明确电路的连接方式。在物理试题中,常常会出现开关闭合后,电路可能存在电源短路或局部短路的故障情况。所以,我们必须先排除电路故障之后,再明确电路是简单电路,还是串联电路或者是并联电路。
如下图10所示,开关S1和S2闭合、S3断开之后,将电流表当导线,电压表当断路(已画红圈),接着就要分析有无电路故障。我们看到,蓝色双向箭头这段导线将灯泡L1短路,电流经过的是蓝色画线部分线路。因此只有灯泡L2发光,并且电压表测量的是L2两端的电压。这样一来,整个电路中只有电池,开关S1和灯泡L2组成,是一个简单电路。
图10
第三步:“回表”
在第一步分析的过程中,我们先“去表”分析出电路的连接方式之后,我们要还原电表,从而判断电表测量的是哪部分电路,因此要“回表”。
如图11所示,先将电流表和电压表暂时“去表”,分析出灯泡L1和L2是并联电路之后,再还原电表(如图12),可以看出电流表测量的是干路电流,而电压表测量的是灯泡L2两端的电压,也可以说成是测量并联电路两端的电压。
图11
图12
最后,按照上述三步分析完电路之后,我们就能够为后面的解题提供了很大的方便。
谢谢大家的认真阅读和理解,如果还有不理解的地方请咨询作者。