淺談高中物理學(xué)習(xí)中設(shè)計(jì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)技巧

管博仁

摘要：在高中學(xué)習(xí)階段，物理學(xué)科占有重要地位，該學(xué)科本身具有實(shí)驗(yàn)性強(qiáng)、邏輯性強(qiáng)的特點(diǎn)，在物理學(xué)習(xí)中，電學(xué)知識(shí)是重要內(nèi)容之一。本文首先對(duì)高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則作出簡(jiǎn)要闡述，然后結(jié)合自身學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，分享一些高中物理學(xué)習(xí)中設(shè)計(jì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)技巧，希望對(duì)同學(xué)們的物理學(xué)習(xí)有所幫助。

關(guān)鍵詞：高中物理；電學(xué)實(shí)驗(yàn)；學(xué)習(xí)技巧

前言：在高中物理實(shí)驗(yàn)中，電學(xué)實(shí)驗(yàn)這一組成部分占有重要地位，在電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該依照相關(guān)科學(xué)理念，按照從低到高的層次完成方案設(shè)計(jì)工作，在電學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除，讓理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)操作得到充分結(jié)合，讓我們的數(shù)據(jù)處理能力、故障排除能力得到提升。

一、高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則

在高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，需要遵循三條原則：（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)安全性。依照實(shí)驗(yàn)條件與相關(guān)要求，可以對(duì)電學(xué)儀器做出合理選擇，確保儀器量程處于科學(xué)測(cè)量范圍內(nèi)，保證實(shí)驗(yàn)儀器沒(méi)有故障出現(xiàn)，且讓實(shí)驗(yàn)者人身安全得到保證。（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，需要保證實(shí)驗(yàn)儀器測(cè)量精確度，在一定刻度測(cè)量范圍內(nèi)控制電表度數(shù)，控制數(shù)據(jù)誤差。（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)便捷性。在高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，為確保電學(xué)實(shí)驗(yàn)可以得到順利開(kāi)展，需要做好電路儀器調(diào)節(jié)控制工作，讓測(cè)量要求得到滿足，在電路設(shè)計(jì)中，需要保證電壓表、電流表處于可使用量程范圍，讓儀器損壞現(xiàn)象得到有效避免，對(duì)滑動(dòng)變阻器予以合理選擇，確保電路電流、電壓處于滑動(dòng)變阻器電流額定值范圍內(nèi)，如果變阻器阻值相對(duì)較高，那么應(yīng)該避免使用滑動(dòng)頭移動(dòng)小且電流電壓變化大的類型[1]。

二、高中物理學(xué)習(xí)中設(shè)計(jì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)技巧

1.明確實(shí)驗(yàn)方向

在高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)中，我們需要明確實(shí)驗(yàn)方向，依照相關(guān)理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)要求完成電路設(shè)計(jì)工作，同時(shí)，我們需要對(duì)實(shí)驗(yàn)中電學(xué)儀器的作用做到充分了解，對(duì)電學(xué)儀器型號(hào)做到合理選擇，并對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行收集，對(duì)其進(jìn)行綜合分析，讓電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求更為明確。在搭建電路中，我們需要親手調(diào)控每一個(gè)儀器，積極運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，讓理論與實(shí)踐得到更為充分的結(jié)合，積極培養(yǎng)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γe極改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓實(shí)驗(yàn)方法的掌握更為靈活。如在“利用電壓表與電流表測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)與閃電阻”實(shí)驗(yàn)中，就需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，明確實(shí)驗(yàn)具體方向，準(zhǔn)擺好干電池、滑動(dòng)變阻器（0～1k ）、滑動(dòng)變阻器（0～20 ）、電流表（內(nèi)阻約2 。0～0.6A）、電流表（0～3A）、電壓表（內(nèi)阻約2k ，0～3V）和導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)。在繪制電路圖時(shí)，可以利用實(shí)線代表導(dǎo)線連接實(shí)物。在對(duì)電阻進(jìn)行測(cè)量時(shí)，考慮到其情形復(fù)雜性，首先需要確定實(shí)驗(yàn)過(guò)程中滑動(dòng)變阻器為限流作用還是分壓作用；然后需要確定電流表、電壓表采用外接形式還是內(nèi)接形式。

2.清晰實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)

在高中物理學(xué)習(xí)中，我們需要清晰電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)難點(diǎn)，筆者將其難點(diǎn)總結(jié)為五個(gè)方面：（1）沒(méi)有清晰認(rèn)識(shí)電壓表、電流表讀數(shù)規(guī)則；（2）對(duì)電學(xué)儀器、電學(xué)測(cè)量電路選用原則把握不準(zhǔn)；（3）控制電路選用不當(dāng)，分壓控制電路原理不清晰；（4）實(shí)驗(yàn)思想方法較為缺乏，在實(shí)驗(yàn)情境更新時(shí)，不能準(zhǔn)確把握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理；（5）電阻測(cè)量方法無(wú)明確歸類。

在電學(xué)儀器與電學(xué)測(cè)量電路選擇時(shí)，需要利用多種方法進(jìn)行測(cè)量，如在選擇安培表和外接電路時(shí)，就需要利用臨界值計(jì)算比較法、直接比較法和測(cè)試判斷法，在選擇電路實(shí)驗(yàn)器材與量程時(shí)，就需要考慮其是否滿足實(shí)驗(yàn)要求和電路工作安全性。在電阻測(cè)量中，歐姆表測(cè)量、替代法、比例法、伏安法和半值法為主要方法，歐姆表可以直接測(cè)量電阻；而替代法是利用等效思想，根據(jù)電壓等效、電流等效進(jìn)行計(jì)算，但前提是具有可調(diào)標(biāo)準(zhǔn)電阻；在利用比例法時(shí)，需要確保實(shí)驗(yàn)中具有較為標(biāo)準(zhǔn)的已知電阻電表，在具體測(cè)量時(shí)，兩個(gè)電流表通常為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，電壓表通常為串聯(lián)結(jié)構(gòu)；在利用伏安法時(shí)，需要利用歐姆定律，在只有一個(gè)電表時(shí)，可利用標(biāo)準(zhǔn)電阻替代，如果電表內(nèi)阻已知，那么可以將電壓表視為電流表使用，反之亦然；利用半值法，可以完成電流表內(nèi)阻測(cè)量和電壓表內(nèi)阻測(cè)量工作。

3.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)流程

在設(shè)計(jì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們需要明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本思路，依照明確目的→選擇方案→選定器材→擬定步驟→數(shù)據(jù)處理→誤差分析的流程開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，為確保整體實(shí)驗(yàn)具有科學(xué)性，需要做好選擇測(cè)量電路、選擇器材、選擇控制電路等工作，同時(shí)，為確保設(shè)計(jì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)高效性，我們需要對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟予以優(yōu)化，選擇最為恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)原理，依照相關(guān)實(shí)驗(yàn)要求來(lái)設(shè)計(jì)整個(gè)電路，合理安排相關(guān)儀器位置，依照電路選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)儀器。除此之外，需要對(duì)電流表接法、滑動(dòng)變阻器接法的設(shè)計(jì)予以重視，在選擇電路及儀器時(shí)，需要確保選擇靈活性，在保證電學(xué)實(shí)驗(yàn)精確性與安全性的前提條件下，盡量減少儀器使用數(shù)量[2]。

4.掌握連線方法

電力連接在高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中占有重要地位，因此，我們需要掌握連線方法，清晰電路連接要點(diǎn)。首先，在具體實(shí)驗(yàn)之前，我們需要嚴(yán)格依照電路圖完成相關(guān)儀器、器件的擺放工作，在此過(guò)程中，需要對(duì)電流表、電壓表以及滑動(dòng)變阻器等動(dòng)作較多儀器或是讀數(shù)儀器予以重點(diǎn)關(guān)注；其次，需要嚴(yán)格根據(jù)電路圖完成電學(xué)電路的串聯(lián)工作，在并聯(lián)連接電路時(shí)，需要保證導(dǎo)線沒(méi)有交叉連接情況出現(xiàn)；在連接滑動(dòng)變阻器時(shí)，我們可以利用金屬電阻率測(cè)定實(shí)驗(yàn)，深度體會(huì)滑動(dòng)變阻器的不同連接方法，對(duì)電流表內(nèi)外接依據(jù)予以學(xué)習(xí)和判斷，合理選擇誤差較小的接線方法；最后，在導(dǎo)線連接過(guò)程中，需要盡可能地做到導(dǎo)線長(zhǎng)度適中，沒(méi)有電路過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短的情況出現(xiàn)，讓電路美觀性得到保證，為區(qū)分電路電勢(shì)高低，可以利用導(dǎo)線的不同顏色，讓我們?cè)诙啻斡?xùn)練中對(duì)電路連接的熟練度得到提升。

結(jié)論：綜上所述，在高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，需要遵循安全性、準(zhǔn)確性和便捷性的原則，需要做到明確實(shí)驗(yàn)方向、清晰實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)流程和掌握連線方法，需要清晰認(rèn)識(shí)電壓表、電流表讀數(shù)規(guī)則，明確歸類電阻測(cè)量方法，以此來(lái)強(qiáng)化我們的設(shè)計(jì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)技巧，提升我們的實(shí)驗(yàn)故障排除能力與數(shù)據(jù)處理能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉星言.高中物理電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及問(wèn)題研究[J].時(shí)代教育，2017（24）：106.

[2]劉浪沙.淺談高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)電路的分析與選擇[J].農(nóng)家參謀，2017（21）：101.

（作者單位：湖南省長(zhǎng)沙市明達(dá)中學(xué)410000）endprint