談談高中物理電學實驗器材和電路的選擇

李曼寧

（大連市金州高級中學高三九班 遼寧大連 116100）

談談高中物理電學實驗器材和電路的選擇

李曼寧

（大連市金州高級中學高三九班 遼寧大連 116100）

物理實驗是高中物理教學的重要內容，而電學實驗則是高中物理實驗的重要組成部分，對提高高中物理電學學習效率具有非常重要的意義。本文主要分析了中學生在物理電學實驗方面存在的問題，簡單介紹了在選擇物理電學實驗器材與電路時應遵循的原則，并就“高中物理電學實驗器材和電路的選擇”這一問題進行了探討，希望能為其他廣大中學生學習物理電學提供一定的借鑒。

高中物理 電學 實驗器材 電路 問題 原則

一、中學生在物理電學實驗方面存在的問題

電學實驗是高中物理實驗的重要組成部分，也是高考的重要考點之一。但是，由于部分高中院校的物理教師對電學實驗的重要性認識不足，不重視電學實驗，用理論教學代替實驗教學，且許多學校的實驗設備不全，無法滿足電學實驗教學的需要，教師在實驗過程中未能充分發(fā)揮其指導作用，導致學生在物理電學實驗方面還存在許多問題，如對電學實驗參與的積極性不高，不能夠主動參與實驗教學，動手操作能力較差，不能夠獨立地完成物理實驗，創(chuàng)新能力較差，實驗器材與電路的選擇不合理等，這些問題都會影響我們的學習效率。[1]

二、高中物理電學實驗器材與電路選擇應遵循的原則

第一，在進行物理電學實驗器材與電路選擇時應遵循安全性的原則。安全性原則是進行實驗器材選擇的首要原則與基本原則，儀器的選用不當會造成儀器的損壞甚至威脅我們自身的安全。因此，我們在進行儀器選擇時，應以安全性為首要原則，電阻類元件的電流不可超過最大值，儀表讀數保持在量程之內，促使實驗達到預期的目標。

第二，在進行物理電學實驗器材與電路選擇時應遵循適用性原則。適用性是除了安全性之外電學實驗應遵循的重要原則，即實驗器材的選擇需適用于具體實驗，以保證實驗數據的準確和實驗結果的可靠。例如在進行電阻測量實驗時，我們應選擇可讀變阻器進行實驗，以便保證計算結果的精確。[2]

第三，在進行物理電學實驗器材與電路選擇時應遵循準確性原則。準確性是完成物理實驗的要求，也是物理實驗的重要原則，這一原則主要適用于電流表與電壓表的原則以及電流表的內外接。只有所測的數據精準，才具備參考價值，才能保證實驗結果的精準。

第四，在進行物理電學實驗器材與電路選擇時應遵循方便性原則。方便性原則主要指在保證實驗順利進行與實驗結果準確可靠的前提下，應盡可能地簡化實驗器材的操作環(huán)節(jié)，以降低實驗操作的難度，以便我們順利完成。例如，在選擇滑動變阻器時，不僅要考慮其額定電流與阻值范圍，而且要考慮阻值的大小是否會影響實驗操作的方便性。

第五，在進行物理電學實驗器材與電路選擇應遵循經濟性原則。經濟性原則主要指我們在使用實驗器材時應具有一定的材料和能源節(jié)約意識，在實驗過程中愛護實驗器材，盡可能地節(jié)省能量，有效避免因操作不當導致的儀器損壞。

三、高中物理電學實驗器材與電路選擇

1．實驗器材的選擇

第一，電源的選擇。電源的選擇存在很大的區(qū)別，不同的實驗內容對電源的需求也就不同，合理選擇電源是提高試驗成功率并保證實驗安全的重要方法因此，我們在進行電源選擇時，應當注意遵循實驗器材選擇的基本原則，以實驗內容和具體的實驗要求為依據，了解不同實驗對電源的需求，選擇適當的電源。

第二，電流表與電壓表的選擇。電流表與電壓表是進行電學實驗必不可少的實驗器材，是影響實驗成功與否的重要因素。選擇電流表與電壓表時應注意，流經電流表的電流需低于電流表的量程，其兩端的電壓同樣不可超過電壓表的量程。我們一般依據以下幾個方面的內容來選擇電流表與電壓表：首先，電源參數是幫助我們選擇電流表與電壓表的重要依據，我們應測量電源的實際參數，了解實驗需求。若實驗所用的電源為舊電池，則選擇3V量程的電壓表即可；其次，電路中存在的最大電流與最大電壓是選擇電流表與電壓表的重要依據，我們可以依據已知條件計算出最大電流或最大電壓，然后使電流表和電壓表的量程稍微大于所計算出電流與電壓的最大值即可；最后，我們可以依據儀器的額定電流或額定電壓來選擇電流表與電壓表，選擇量程稍微大于額定電流和額定電壓的實驗器材即可。[3]

第三，滑動變阻器的選擇。滑動變阻器是進行電學實驗所必不可少的器材，在中學電學實驗中使用非常廣泛。它通過對電阻大小的調節(jié)來改變用電器的電流與電壓，在電路中有限流式與分壓式兩種接法。在選擇滑動變阻器時應當注意以下幾個問題：首先，電流與電壓的變化范圍是滑動變阻器選擇的重要參考因素，要計算被測電器的電流和電壓的變化范圍，流經滑動變阻器的電流值需低于滑動變阻器的額定值；其次，在選擇滑動變阻器接法時，應依據題目要求進行選擇。若題目要求“盡量大的調節(jié)范圍”，則應選擇分壓電路，其電壓調節(jié)范圍為0-6V，而限流電路的范圍則為3-6V；最后，滑動變阻器的選擇應以安全、節(jié)能為原則，以不同實驗為依據，盡可能地減少實驗的誤差。例如，實驗室有三種不同規(guī)格的滑動變阻器，R1的阻值為0-10Ω，額定電流為1.5A，R2的阻值為0-200Ω，額定電流為1A，R3的阻值為0-1750Ω，額定電流為0.5A，實驗內容為研究“3.8V 0.5A”小燈泡的電阻隨電流變化的規(guī)律，則我們應選擇R1進行實驗。

2．實驗電路的選擇

高中物理電學中的實驗電路分為分壓電路和限流電路兩種，二者在所需的實驗器材方面沒有區(qū)別，都需要電源，開關，電流表，電壓表，滑動變阻器以及定值電阻，其區(qū)別主要在于兩種電路的接法。分壓電路的滑動變阻器與定值電阻之間為并聯關系，電流表與定值電阻之間為串聯關系，電流表在外。限流電路滑動變阻器與定值電阻之間為串聯關系，電流表與滑動變阻器在外。我們在進行電路選擇時應注意，充分了解兩種電路的特點，依據電路選擇的基本原則，結合物理實驗的基本特點，選擇適當的實驗電路。

結語

我們在學習電學實驗時應當注意充分認識到自己在物流電學實驗方面存在的問題，了解電學實驗器材與電路的選擇原則，了解電學實驗儀器的基本構造，掌握其基本原理，充分利用學校的現有資源，選擇適當的實驗器材與電路，提高自身學習的積極性與主動性，學會設計實驗電路，提高自身的創(chuàng)新能力，提高學習效率。

[1]呂少永.高中物理電學實驗器材和電路的選擇分析[J].中學課程資源,2015年10期

[2]嚴鋒.探討高中物理電學實驗中的儀器和電路的選擇[J].數理化解題研究,2013年01期

[3]王光毅.高中物理電學實驗器材和電路的選擇[J].物理教學探討,2010年08期