节点法在初中物理电学中的妙用

高泽超

摘 要：本文结合笔者的教学实际，通过典型的例题，说明节点法对较复杂电路判断如何识别电路的连接方式，用电器在电路中是否被短路中的妙用。

关键词：电流法；节点法；复杂电路

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）7-0019-2

在初中物理电学中，如何识别电路的连接方式，用电器在电路中是否被短路，让很多学生不知道如何下手。怎样让学生掌握相关知识，成为老师在教学研讨中的热点话题。

在实际的教学过程中，老师们通常采用的是电流法，即电流从电源的正极出发，经过各用电器回到负极，途中不分流，电流始终一条路径，这些用电器就是串联；如果电流在某处分为几条路径且每条支路上都有用电器，则这些用电器之间就是并联。这种方法对一般的简单电路较容易掌握，但对复杂的电路，很多同学就显得一筹莫展，不知道电流要经过哪些用电器。有的老师对复杂电路采用“拆除法”，即拆除任何一个用电器，其他用电器无电流通过，则这些用电器为串联；若其他用电器中仍有电流通过，则这些用电器为并联。这种方法理解起来很简单，但是在实际的操作中，很多同学觉得很麻烦，而最终又要回到电流上面去分析。本文笔者在教学的实践中，针对较为复杂的电路，介绍一种学生容易理解，操作简单，不需要去分析电流经过哪些用电器的方法——节点法。

所谓节点法是指从电源的正极出发，遇到第一个电流分流点（图中一般标为一个黑点，如图1a所示圆圈），即标上“+”，与此点相连无论远近，只要没有经过用电器的各个地方均可标上“+”（如图1b所示），反过来，从电源的负极出发，遇到第一个电流汇合点（图中一般标为一个黑点），即标上“-”，与此点相连无论远近，只要没有经过用电器的各个地方均可标上“-”（如图1c所示）。如果每个用电器的两端都是“+”和“-”，那么这些用电器就是并联。

下面我们来看一个例题对这种方法进行巩固。如图2a所示，如用电流法分析，对学生而言，很难弄清楚电流经过哪些用电器。这里我们采用节点法，从电源的正极出发，遇到只要没有经过用电器的分流点全部标上“+”（ 如图2b所示）；反过来，从电源的负极出发，遇到只要没有经过用电器的分流点全部标上“-” （ 如图2c所示）。我们发现L1、L2、L3的两端分别为“+”和“-”，则L1、L2、L3为并联。

我们再来看一个例题。如图3a所示，在某些接线柱间接上一些导线，可使3盏小灯泡成为并联。则最简单的方法是 。

分析：这道题对很多同学而言，读完题目后一筹莫展，不知道从何下手。如果我们这里采用节点法分析，要使3盏小灯泡并联，则3个小灯泡的两端分别为“+”和“-”，首先标出“+”，如图3b所示。即对应a、d、e点，再标出“-”，即f点，要三灯并联，则b、c也应为“-”，故应连接cf或bf。

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a b

图3 例题图示

从上面的分析可以看出，节点法可以很容易地判断出复杂电路的连接方式。除此以外，节点法还可以用来判断用电器在电路中是否被短路。下面我们通过具体的事例来进行说明。

例1 如图4a所示，当S、Sl、S2都闭合，电流通过灯 ，它们是 联。

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a b

图4 例1图示

分析 大部分同学的答案：电流通过L1、 L2、L3，它们是并联。他们采用的是电流法，误认为电流会经过所有用电器，所以是并联。若这里我们采用节点法，发现L3两端均为“+”， L1和L2的两端分别为“+”或“-”（如图4b所示），即L1和L2并联，L3短路。

例2 如图5a所示，当开关S1、S2均闭合时（ ）

A.L1、L2均发光

B.电源短路，L1、L2均不发光

C.L1发光，L2不发光

D.L1不发光，L2发光

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a b

图5 例2图示

分析 同学们大多选择D，采用的是电流法，开关S1、S2闭合时，L1被短路，不发光，但电流要经过L2，发光，所以选D。若这里我们采用节点法，发现所有用电器两端均为“+”或“-” （如图5b所示），电流不经过所有用电器而回到了电源的负极，即电源短路。

从上面例子可以发现，节点法在分析较为复杂的电路时显得简单、方便、易行，当电路中的用电器的两端分别为“+”和“-”，则这些用电器的连接方式为并联；若某一用电器两端同时为“+”或“-”，则该用电器短路；若电路中所有电器两端同时为“+”或“-”，则电源短路。

参考文献：

[1]丁皓.用“找圈节点法”识别短路[J].物理教学探讨，2012，（9）：62.

[2]刘丽.画等效电路图一妙法——节点法[J].中学物理教学参考，2000，（8）：25.

[3]童宏林.用“节点法”识别电路[J]. 数理天地：初中版，2003，（10）：39.

（栏目编辑 刘 荣）