淺談高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)部分的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)

楊淇銘

摘要：高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)部分是重點(diǎn)，也是高考的必考點(diǎn)，考察方式無(wú)外乎測(cè)量電阻、電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，由于測(cè)量方法較多，高考將測(cè)量方法作為考察的著重點(diǎn)。因此，本文結(jié)合電學(xué)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)了以下經(jīng)驗(yàn)，以期有所幫助。

關(guān)鍵詞：高中物理；電學(xué)實(shí)驗(yàn)；目的；方法；經(jīng)驗(yàn)

近些年來(lái)的高考，高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)部分，考察頻率較高的電學(xué)實(shí)驗(yàn)在于測(cè)電阻、電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，考查公式：

R=UI，E=U+Ir。由此可知電學(xué)實(shí)驗(yàn)部分的關(guān)鍵在于測(cè)量電壓U和電流I，但其測(cè)量方法很多，這通常是高考的著重點(diǎn)，因而學(xué)生在學(xué)習(xí)電學(xué)部分時(shí)，應(yīng)把握基本的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和方法，以不變應(yīng)萬(wàn)變。

一、掌握方法，明確目的

學(xué)習(xí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，有著基本的設(shè)計(jì)思路：明確目的→設(shè)計(jì)方案→選擇器材→制定實(shí)驗(yàn)步驟→處理數(shù)據(jù)→分析誤差。

其中第一個(gè)步驟就是要明確目的，也就是說(shuō)，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)前需要明白三個(gè)問(wèn)題，為什么做這個(gè)實(shí)驗(yàn)；應(yīng)得到什么數(shù)據(jù)；自己可從實(shí)驗(yàn)中獲得什么能力。只有明白這三個(gè)問(wèn)題，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)才能有的放矢，明確重點(diǎn)。根據(jù)歷年高考情況，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)明確的目的包括：正確使用儀器、選擇以及應(yīng)用。正確使用儀器在于學(xué)會(huì)基本實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)和用法，比如游標(biāo)卡尺、刻度尺、電流表、電壓表、溫度計(jì)等的估讀，滑動(dòng)變阻器、螺旋測(cè)微器、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等的使用方法。選擇就是要選擇合理的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)電路等。應(yīng)用就是要掌握基本的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，并能夠?qū)⑵鋺?yīng)用在實(shí)際生活中以及解實(shí)驗(yàn)題。

比如描繪小燈泡的伏安特性曲線、伏安法測(cè)電阻、測(cè)量電阻的電阻率。學(xué)生應(yīng)掌握如下五點(diǎn)：其一，選擇電流表、電壓表量程。其二，電流表接法。其三，滑動(dòng)變阻器的分壓接法、限流接法及相應(yīng)的阻值選擇。其四，電流表產(chǎn)生誤差的原因。其五，螺旋測(cè)微儀和游標(biāo)卡尺讀數(shù)：前者估讀，后者不估讀。

二、養(yǎng)成習(xí)慣，合理選擇

學(xué)生在學(xué)習(xí)中應(yīng)養(yǎng)成良好的習(xí)慣，注重關(guān)注自身的觀察能力。觀察能力時(shí)科學(xué)素養(yǎng)、精神和品德的前提。因此，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注重培養(yǎng)自身的觀察能力，同時(shí)認(rèn)清實(shí)驗(yàn)過(guò)程的多角度化，爭(zhēng)取將選材做到靈活化，并形成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

以上文的例子來(lái)看，選擇器材應(yīng)注意以下三個(gè)方面。

1.根據(jù)盡量減少誤差以及不使電表受損的原則來(lái)確定電表，首先確保電流表流過(guò)的電流以及電壓表上加載的電壓均不超過(guò)二者的量程。其次，應(yīng)在上一條的前提下，合理選擇量程，保證儀器指針有較大偏轉(zhuǎn)，減少誤差，一般需要達(dá)到滿偏的三分之一以上。

2.根據(jù)電路中的電壓或電流范圍選擇滑動(dòng)變阻器。流過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流不應(yīng)超過(guò)其額定值，對(duì)于大阻值變阻器，活動(dòng)頭稍有移動(dòng)，就會(huì)使電流、電壓出現(xiàn)較大變化，因而不宜采用。

3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇儀器，在這方面，學(xué)生需要熟悉實(shí)驗(yàn)原理，方能做出正確的選擇。不過(guò)有最優(yōu)選擇可以參考：方法誤差盡可能??；測(cè)量值盡可能保持較多有效數(shù)字位數(shù)，直接測(cè)量值要使誤差盡可能小，且小于儀器量程；要能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍的靈敏調(diào)節(jié)；大功率電路中盡可能節(jié)省能量；小功率電路中，保證儀器量程的前提下，提高電流、電壓，以便獲得準(zhǔn)確的測(cè)量值。

選擇器材后，以伏安法測(cè)電阻，首先明確原理：歐姆定律；其次，電流表內(nèi)外接法。

三、整理數(shù)據(jù)，態(tài)度決定高度

學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，應(yīng)把握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)讀取和記錄的注意事項(xiàng)，并結(jié)合所學(xué)知識(shí)，觀察、分析、處理數(shù)據(jù)，同時(shí)應(yīng)用所學(xué)解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在整理數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)及時(shí)、真實(shí)、準(zhǔn)確、清晰、完整。這個(gè)步驟是實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)重要步驟，學(xué)生應(yīng)從中學(xué)會(huì)分析解決問(wèn)題的能力。要做到這一點(diǎn)的關(guān)鍵就在于科學(xué)的態(tài)度，俗語(yǔ)說(shuō)態(tài)度決定高度，意思是沒(méi)有什么事情是做不好的，關(guān)鍵在于態(tài)度問(wèn)題。也就是說(shuō)在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)時(shí)刻保持科學(xué)的態(tài)度，從實(shí)驗(yàn)中鞏固所學(xué)，掌握方法，提高能力。

四、實(shí)際應(yīng)用

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的就是要掌握解決實(shí)際問(wèn)題的能力。歷年高考，電學(xué)實(shí)驗(yàn)一直是考察的重點(diǎn)。因此，學(xué)生學(xué)會(huì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和知識(shí)后，要能夠靈活運(yùn)用，解決實(shí)際問(wèn)題，舉個(gè)例子。

例：用伏安法測(cè)量定值電阻，條件如下：待測(cè)電阻Rx約100Ω；直流電流表量程0～10mA、內(nèi)阻50Ω；直流電壓表量程0～3V、內(nèi)阻5kΩ；直流電源輸出電壓4V，內(nèi)阻不計(jì)；滑動(dòng)變阻器阻值0～15Ω，最大允許電流1A；開(kāi)關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干，據(jù)此畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。

審題：這個(gè)例子中，只需判斷測(cè)量電路、控制電路的接法，條件中已經(jīng)給出量程和電阻，只需根據(jù)計(jì)算選擇電流表的接法。

解析：根據(jù)上文的分析，伏安法測(cè)電阻，只有兩種接法，也就是電流表內(nèi)外接法。根據(jù)題意，由于RX10mA，也就是超過(guò)了電流表量程。因此，必須選擇分壓接法，如圖3。

總結(jié)：電學(xué)實(shí)驗(yàn)的首要原則是任何一種控制電路必須保證電路安全，變阻器限流接法盡管簡(jiǎn)潔，但必須保證控制電路中的電流負(fù)載不超過(guò)電流表量程。

結(jié)束語(yǔ)

電學(xué)實(shí)驗(yàn)部分，學(xué)生應(yīng)在掌握基本實(shí)驗(yàn)方法和知識(shí)的基礎(chǔ)上，要建立起科學(xué)的態(tài)度，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維，根據(jù)基本的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，明確目的，選擇適合的原理、器材、方法等。并在實(shí)驗(yàn)中挖掘自身潛力，提高自身分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，以便能夠更好地解決實(shí)際問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]周將軍，王翔.2014年高考物理實(shí)驗(yàn)題的統(tǒng)計(jì)分析及啟示[J].教育測(cè)量與評(píng)價(jià)（理論版），2014，09：59-64.