孔祥梅　徐晓梅

[摘 要]初次接触电学知识时，不少学生对串并联的“迷惑”电路分辨不清，对电路的连接方式分不清楚，但是正确分析串、并联电路是学好初中物理的基本要求，为了帮助学生有效分析串、并联电路，文章以一道习题为例，通过理论分析和实验操作，帮助学生辨析串并联的“迷惑”电路。

[关键词]串联;并联;区分;迷惑

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2022）08-0059-03

一、问题提出

《义务教育物理课程标准（2011年版）》中对初中生在电路方面的要求是会看、会画简单的电路图;会连接简单的串联电路和并联电路;说出生产、生活中采用简单串联和并联电路的实例。不难看出，课程标准对电路的要求主要是针对简单电路，但在实际学习中，简单电路也具有迷惑性。学生在学习了人教版教材第十五章第三节“串联和并联”后，虽然对简单电路能进行连接、分析以及判断，但是对稍微复杂的且具有迷惑性的电路图的分析判断有困难。针对串、并联电路在教材上安排的内容深度与实际上出现的考试内容之间的差距，教师在教学过程中需要适当补充知识或剖析一些典型例题，以锻炼学生的思维，培养学生分析问题和解决问题的能力。

下面以一道习题为例，通过理论分析及实验操作，帮助学生辨析串并联的“迷惑”电路。

例题：判断图1中小灯泡L1、L2、L3的连接方式是串联还是并联。

本题主要是基于学生学过串联电路和并联电路之后，对串联电路和并联电路的定义以及连接方式有了一定的理解，并对简单电路具有一定的分辨能力而出的。该题会造成学生的思维困惑，而形成困惑的主要原因是题目所呈现的电路与学生在实际学习中所遇到的电路有差距，学生无法准确分析电流的流向。

说明：学生在对本题进行电路分析时，很可能出现两种判断，即L1和L2被导线1短路或L2和L3被导线2短路。学生直观观察电路图，除L1、L2以及L3三个小灯泡外，还观察到导线1和导线2在电路中的特殊位置以及对电路的影响，因此不能准确分析电路。

二、问题解决

（一）理论分析

1.利用电流流向分析电路。当学生看到该电路图时，应从电源开始分析，在图2中，我们可以看到电流从电源的正极出发，经过a点时分成两个方向，一个是经由L1到达b点，沿无阻碍作用的导线2流向电源的负极，形成闭合环路（虚线所示）;另一个是流向导线1，经由c点又分别流向L2和L3，经由L2的电流到达b点后经由导线2流向电源负极形成闭合环路（点划线所示），而经由L3的电流直接流向电源负极形成闭合环路（点线所示）。因此，我们可以在图2中看到三个闭合环路，所以判断该电路图为并联电路。

该思维的主要困惑点是电流在a、b、c点时的流向分析。该分析方式采用单一电流流向的分析法，是上一节内容“电荷的定向移動形成电流”这个定义在电路中的实际运用。在该电路中，闭合电路产生的电流从电源的正极流向负极，当遇到分支时，每条支路都会有电流流过，形成能够使用电器工作的电路，即通路。因此，在实际教学中，判断电路是串联还是并联常用的一种方法是根据电流流动形成闭合电路。

2.利用正负电荷流向进行双向分析

与上述分析相似，依据闭合电路电流从电源正极流出回到电源负极，接下来的分析是在电源处兵分两路：一路是正电荷运动（用实线箭头表示），另一路是负电荷运动（用点线箭头表示）。正电荷从电源正极出发，经由a点分别流向导线1和L1，正电荷到达b点时流向导线2;通过导线1的正电荷到达c点时，分别流向L2和L3。负电荷从电源负极出发，经由d点分别流向导线2和L3，通过L3的负电荷到达c点时流向导线1，通过导线2的负电荷到达b点时，分别流向L1和L2。通过观察图3中正负电荷流向，我们可以看出在L1、L2、L3分别有正负电荷流动形成的环路，因此判断该电路为并联电路。

该分析是通过正负电荷的双向流动进行电路分析。在该电路中，当同一用电器两端存在相向而行的正负电荷时，证明该支路为通路。同时该方式也能让学生知道用电器的正常运行是因为两端存在不同的正负电荷差，为后续学习电压做好铺垫。因此，在实际教学中，判断电路是串联还是并联时，可以用双向电荷分析，这样有利于学生分析复杂电路。

在实际教学中进行理论分析时，可以将两种理论分析思路结合起来。在学生刚开始学习电路知识时，可以基于电流从电源正极经过导线、开关、用电器后流至电源负极的方法分析，通过该方法让学生加深对电流流向以及通路定义的理解。随后通过正负电荷的双向流动做进一步的电路分析，让学生对电源内部的电荷流向有更清晰的理解，同时也可以为后续电压的学习与理解做好铺垫。

（二）实验分析

1.利用虚拟实验软件进行直观分析

为了便于学生在脑海中想象电流或电荷的流动，同时还能进行直观的电流分析，教师可以采用NB物理虚拟实验软件进行电路分析。图4是NB物理实验电学部分的部分元器件，同样也是初中常用的电学元件。利用该软件我们既可以帮助学生实时了解不同电路图的连接情况以及闭合电路之后会发生的现象，也可以减少电学元器件的损坏，更重要的是帮助学生进行直观的电路、电流、电压分析。同时在该软件中进行电路连接，既可以直观观察电流流向，这对学生分析电路图有很大的帮助，还可以帮助学生将电路图转成实物图。

在本例题的分析中，教师需要分析电路中电流的流动情况，根据电路图在画布上进行电路连接，运用NB物理虚拟实验软件连接上例中的电路图得到如图5所示的实物连接图。

连接如图5所示的电路图之后，在分析之前，先对比电路图与实物连接图，看两图是否一致，保证以下分析是建立在例题的基础上。随后闭合开关S1，学生可以看到导线中的电流流向是否一致。通过观察图6，可以看出形成三个闭合环路。因此可以判断该电路为并联电路。

该分析是通过虚拟实验软件进行电路连接，来分析电流的流动。理论分析思路是利用电流分析以及正负电荷流向分析，但需要学生想象，而该分析对电流的直观分析有利于学生在脑海中形成电流流向图，通过观察电路图可以发现干路和支路电流大小不一。因此虚拟实验软件在电学部分的应用不仅对该例题具有分析作用，对后续其他电路的分析也具有一定的积极作用。

2.利用真实实验操作分析

学生连接完成电路图（如图7所示），在分析之前，先对比电路图与实物连接图，看两图是否一致，保证以下分析是建立在例题的基础上。在实验操作过程中，采用鱷鱼夹进行导线连接，通过断开连接点观察各个小灯泡的情况。闭合开关，当取下导线1时，L1亮;当取下导线2时，L3亮;当取下导线3时， L2、L3亮;当取下导线4时，L1、L2亮;当取下导线1和导线2时， L1、L2、L3全亮;当取下导线3和导线4时，L2亮。通过断开连接点观察小灯泡的发光情况，可以判断出该电路为并联电路。

该分析是通过实物连接电路的方式，依据导线在串联与并联电路中的作用不同进行分析的。在串联电路中，任何一条导线断开都会导致整个电路断开;在并联电路中，一个支路电流断开不影响另一支路的电流流动。通过鳄鱼夹取下导线，根据小灯泡的明暗判断电路的连接方式。实物连接电路既可以帮助学生进行电路分析，也可以帮助学生提升动手能力。

在实际教学中进行实验分析时，可以将虚拟实验与实物实验相结合。将学生分成两人一组，分组进行实验，让学生对该电路图进行分析。一位学生采用虚拟实验进行连接分析，另一位学生进行实物连接分析，最后两位学生进行讨论、综合并得出结论。这既符合新课标提出的合作学习要求，又可以帮助学生在脑海中建立电路图，同时也能提升学生的动手操作能力。

三、小结

理论分析是建立在学生具备相应电学知识之上的对电路连接方式的分析判断;实验分析在培养学生动手能力的同时以理论为基础进行电路连接方式的分析判断。而对串并联电路的区分，教师既可以采用理论分析方法判断，也可以采用实验分析方法判断。

但当电路复杂且具有迷惑性时，既可以用理论分析的两种思路进行单一分析（通过电源的电流流向进行电路分析;通过正负电荷的双向流动进行电路分析），也可以将两种理论分析方法相结合，让学生对电源内部的电荷流向有更清晰的理解，同时为后续电压的学习与理解做好铺垫。

采用实验分析法分析电路时，既可以将实验分析的两种思路进行单一分析（通过虚拟实验对电流的直观观察，在脑海中形成电流流向图，通过观察电路图发现干路和支路电流大小不一，或通过实物连接电路的方式，依据导线在串联与并联电路中的作用不同：在串联电路中，任何一条导线断开都会导致整个电路断开;在并联电路中，一条支路电流断开不影响另一支路的电流流动），也可以将两种实验分析方法相结合，帮助学生在脑海中建立电路图，同时提升学生的动手操作能力。

电路分析也可将两种分析方式相结合，在进行理论建构的同时， 辅以直观的实验方法或虚拟实验方法进行观察。尤其是针对电学部分的题目，理论与实验相结合的分析方式既便于学生直观看到电流流向，也有利于学生进行知识建构，易于达到教学目的。

[   参   考   文   献   ]

[1]  史宁中.《义务教育物理课程标准（2011年版）》解读[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

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[3]  杨伟.巧用flash仿真初中物理串并联电路实验[J].电脑知识与技术，2010（36）：10393，10397.

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（责任编辑 易志毅）