高中物理電學(xué)實驗器材和電路選擇思考

胡朝政

摘要：在高中階段物理學(xué)科教學(xué)中電學(xué)實驗尤為重要，其主要涉及到實驗電路及器材兩方面的選擇。而近年來高考中電學(xué)實驗的比例日趨增高，更是要求物理教師要對此進行針對性教學(xué)。因此，文章將探討選擇高中物理電學(xué)實驗器材及電路的策略。

關(guān)鍵詞：高中物理 電學(xué)實驗 器材 電路

近年來，社會息技術(shù)的不斷發(fā)展，推動著新課改的進一步深化，社會也更高地要求著人才的實踐能力。在高中階段物理電學(xué)實驗就是以培養(yǎng)我們學(xué)生的實踐能力為目的，對我們高中學(xué)生而言選擇電學(xué)實驗的電路及器材，也是我們學(xué)習(xí)的重點內(nèi)容，因為正確有效的選擇與電學(xué)實驗順利進行息息相關(guān)。

一、電學(xué)實驗的基本操作原則

（一）安全性

人們不管做什么事情首要考慮的即安全性，而物理電學(xué)實驗對安全性的要求更是尤為嚴格，其主要涉及實驗器材和操作人員兩方面的安全，如果實驗器材缺乏安全性，必定會對操作人員的人身安全造成危害，特別是實驗中如何避免電路器材損壞等，更是電學(xué)實驗的關(guān)鍵性問題。故而，電學(xué)實驗必須嚴格遵守安全性原則，進行規(guī)范科學(xué)的操作。此外，還要遵循準確性原則，所謂準確主要指實驗數(shù)據(jù)等必須確保精準，其分為實驗線路和器材的準確選擇兩部分，通常來說要證保實驗準確性，可結(jié)合實驗已知條件粗略估算電流電壓等，再以此為基礎(chǔ)合理選擇所需器材電路。

（二）適用性

電學(xué)實驗在保證安全的同時也要貼合實際需求，遵循方適用的原則，才能避免因所選器材和電路不符實驗要求，而造成實驗進程被迫中斷。眾所周知，物理電學(xué)實驗既復(fù)雜也簡單，其過程是由易到難不斷深入，從而使我們得到合理提升。為此，電學(xué)實驗還應(yīng)遵循方便性原則，盡量簡化實驗設(shè)計、操作等過程，尤其是前期設(shè)計應(yīng)簡化各個點之間的連線圖，并在安全得到保障的情況下合理選擇實驗器材與電路。

二、電學(xué)實驗器材及電路的選擇

（一）實驗器材選擇

器材的選擇應(yīng)遵循以下原則：首先堅持誤差少、不易受損、電流表存在最大電流量等原則，并注意其量程選擇要合理，同時儀器指針應(yīng)盡可能偏轉(zhuǎn)，且偏轉(zhuǎn)幅度要大于1/3，進而縮小實驗誤差。其次，器材選擇要符合實驗等具體要求，即在設(shè)計實驗方案時要最大化降低其誤差。比如，測定規(guī)定金屬電阻率的實驗，所需金屬絲電阻Rx約為5Ω，而學(xué)校一般提供的儀器包括：①0～3A，0.2Ω的電流表；②3V，0.3Ω的電池組；③0～3V，15千Ω的電壓表；④0～0.6A，1Ω電流表；⑤0.6A，0～100Ω的滑動變阻器；⑥0～15V，75千Ω的電壓表；⑦0.1A，0～2000Ω的滑動變阻器，⑧若干開關(guān)、導(dǎo)線。那么，要讓實驗誤差最大化減少，本次實驗應(yīng)選擇哪些器材呢？從待測電阻來看，其電流不超過0.6A，而電源電動勢為3V，所測金屬內(nèi)阻水平為5倍電流表，則電壓表內(nèi)阻約為其3000倍，故電流表分壓作用較為薄弱，實驗應(yīng)采取外接法，選用儀器②、③、⑥、⑦、⑧進行。

（二）實驗電路選擇

高中物理電學(xué)實驗中常用電路包括分壓電路和限流電路，其中分壓電路所需器材為電壓表、定值電阻、電源等，同時其接法為串聯(lián)定值電阻與電流表，并聯(lián)定值電阻與滑動電阻，同時于定值電阻兩變加電壓。在實驗裝置中分壓電路主要是分壓電源兩端的電壓值，使定值電阻與滑動變阻承擔(dān)相應(yīng)電阻值，以達到降低電壓耗損，分流實驗裝置總電壓的目的。而限流電路雖所需器材無差別，但線路接法與作用則各不相同，限流電路以約束電路電流量程為目的，其調(diào)節(jié)點為滑動變阻器，主要調(diào)節(jié)定值電阻電流，線路連接則為并聯(lián)滑動變阻器與定值電阻?？傊?，這兩種電路的調(diào)節(jié)點都是滑動變阻器。

（三）實驗操作流程

電學(xué)實驗實施前應(yīng)合理科學(xué)的設(shè)計實驗流程，首先確定實驗?zāi)康?，以便更好進行實驗。如測量電功率實驗，其主要測量在各種電壓情況下燈泡的電功率。其次完善實驗方案，以確保實驗順利進行，而方案完善要做到兩個方面：一是做到切實可行，能使用已有實驗儀器進行實驗；二是規(guī)定器材選擇標(biāo)準與方法，一般大難度實驗，可根據(jù)實驗要求列出所需器材。這里還需注意方案優(yōu)化，對所用電路器材應(yīng)盡量簡化，降低實驗難度。最后則是進行實驗，通常實驗操作流程為：選擇實驗器材，連接實驗電路，測量實驗數(shù)據(jù)。事實上只要按照實驗流程操作，一般都能安全高效的完成實驗。

三、結(jié)語

社會時代的不斷發(fā)展，勢必會對人才提出更高要求，促使學(xué)校考核內(nèi)容不斷發(fā)生變化，特別是高中物理學(xué)科，但就實質(zhì)來說這些內(nèi)容都是通過創(chuàng)新物理教材所得，只是更嚴格的要求著我們的綜合實踐能力。從這一方面來說，高中物理實驗無疑是我們學(xué)生在實踐中應(yīng)用課堂所學(xué)知識，培養(yǎng)自身動手實踐能力的最佳手段，故而，研究有效的物理實驗方法尤為迫切。

參考文獻：

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（作者單位：湖南省長沙市第一中學(xué)）