對高中物理常見電學(xué)實(shí)驗(yàn)問題的探究

范世濤

【摘要】物理學(xué)科是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，在學(xué)習(xí)的過程中我們除了要理解和識記基本的自然科學(xué)理論之外，更需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際操作來運(yùn)用理論知識指導(dǎo)我們更進(jìn)一步的深入性學(xué)習(xí)，提高我們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和科學(xué)創(chuàng)新能力，這既是高考考察的重點(diǎn)，也是我們學(xué)習(xí)能力的重要體現(xiàn)。在當(dāng)前新課改的基礎(chǔ)上，高中物理的學(xué)習(xí)不僅體現(xiàn)在理論知識的掌握上，更重要的是要有效地進(jìn)行綜合的實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)及時掌握電學(xué)的知識點(diǎn)。基于此，本文重點(diǎn)探討高中物理常見電學(xué)實(shí)驗(yàn)問題。

【關(guān)鍵詞】高中物理；常見；電學(xué)實(shí)驗(yàn)；問題；探究

【中圖分類號】G633 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）03-0101-02

掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理和構(gòu)成現(xiàn)階段高中物理電學(xué)部分的實(shí)驗(yàn)相對來說并不復(fù)雜，主要要求我們掌握和使用基本的實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)原理。實(shí)驗(yàn)器材主要包括：電源、電流表、電壓表、滑動變阻器、萬用表、各類開關(guān)等，這些器材我們在實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)常接觸，都比較熟悉；困難主要表現(xiàn)在對電表的正確接線和讀數(shù)方面，這些我們在平常的實(shí)驗(yàn)中多加訓(xùn)練，也不難。物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)的重頭戲在于電路原理圖的設(shè)計(jì)，這是實(shí)驗(yàn)順利開展的先決條件，也是最能體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的精髓所在。電學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)需要先從題目分析入手，首先確定未知項(xiàng)和已知項(xiàng)，再根據(jù)日常所學(xué)的知識設(shè)計(jì)出相應(yīng)的原理圖，電路原理圖主要有串聯(lián)電路、并聯(lián)電路、串并混合電路三類，根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材的類型和多少，一般我們選擇最優(yōu)方案，然后開始測算過程。實(shí)驗(yàn)中為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，最少需要測定三組數(shù)據(jù)，然后將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理進(jìn)實(shí)驗(yàn)報告中。很多同學(xué)在實(shí)驗(yàn)的過程中對于實(shí)驗(yàn)的操作過程很重視，但是對于實(shí)驗(yàn)報告的整理就不甚在意，其實(shí)實(shí)驗(yàn)報告是對整個實(shí)驗(yàn)過程的總結(jié)和歸納過程，實(shí)驗(yàn)報告撰寫好不僅有助于加深我們對實(shí)驗(yàn)的印象，還能及時幫助我們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中存在的問題，提高我們排除實(shí)驗(yàn)故障的能力，考試中很多題目都有對這方面能力的考察，比如在最后計(jì)算階段發(fā)現(xiàn)電壓表的連接出現(xiàn)了紕漏，需要怎樣改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案；其中有一組數(shù)據(jù)明顯與其他數(shù)據(jù)不同，可能是哪些原因造成；如果讓你重新幫他設(shè)計(jì)一個方案你會怎么做……諸如此類的很多問題，我們在報告撰寫過程中都會遇到，因此在平時的實(shí)驗(yàn)過程中除了設(shè)計(jì)出合理的電路圖，準(zhǔn)確測量數(shù)據(jù)之外，我們一定要善始善終完成實(shí)驗(yàn)報告撰寫部分的任務(wù)。

一、高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)題的解決方法

1.電表接法及量程選擇

電表的接通在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程中由于內(nèi)部電阻的存在，多少會產(chǎn)生一定的誤差，從而影響實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果。因此為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，提高實(shí)驗(yàn)的精確度，保障實(shí)驗(yàn)的操作質(zhì)量，需要根據(jù)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)需求，選擇合理的電力實(shí)驗(yàn)器材，并根據(jù)規(guī)定處理好器材的相關(guān)配置。因此，在實(shí)際操作的時候一定要合理的選擇電流表和電壓表的度量量程，做好相關(guān)電阻、電表器的接法。第一步，在選擇電表的接法上，我們有兩種判斷方法：第一，如果電力表的內(nèi)部阻力RA已知，那么電流表的電阻RV和待測電阻RX的阻值可以根據(jù)公式進(jìn)行判定，若RX/RA>RV/RX（+1）時，就表明要測電阻和電流表的實(shí)際電阻差別較大，應(yīng)該采用電流表內(nèi)接法，反之則應(yīng)該采用電流表的外接方法。具體情況如下圖1所示。

第二步，如果電壓表在實(shí)驗(yàn)測試的是端路電壓時，那么電壓表的示數(shù)是不會超過實(shí)際電源電壓值的，即電路的電壓變化最大值。如果電壓表測量的是兩端的電壓，此時的電阻額定電壓、額定電流、額定電功率和電阻這四個物理量是可以通過公式計(jì)算得出的。如果知道其中兩個物理量的值數(shù)，就會得出其他兩個未知物理量的數(shù)值。根據(jù)各種數(shù)值的變化情況來判斷選擇合適的電表量程或者電路接法

2.滑動變阻器

滑動變阻器做為電學(xué)實(shí)驗(yàn)的常用儀器也有兩種接法，分別是分壓式和限流式，在實(shí)際操作試驗(yàn)中沒有明確的要求，電壓的實(shí)際變化范圍也不是很大，其他的電源件壓力要求也不是很高時，分壓式和限流式兩種接入方式都可以選擇。如果在實(shí)際的操作試驗(yàn)中，變阻器中的電阻小于負(fù)載電阻或者電路中串聯(lián)其他電阻的阻值時，滑動變阻器不能夠有效的控制電壓和電流，此時應(yīng)該采用分壓式的接法。在實(shí)際操作中，負(fù)載上的電壓或者是電流一定要有足夠大的范圍，而且應(yīng)該從0開始調(diào)節(jié)，例如測試“伏安法測電阻”的實(shí)驗(yàn)中，就是采取了此種原則。

3.實(shí)驗(yàn)儀器讀數(shù)以及數(shù)據(jù)處理

對于實(shí)驗(yàn)儀器上的讀數(shù)，一定要嚴(yán)格根據(jù)實(shí)驗(yàn)儀器的計(jì)量和實(shí)際顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，有時一些實(shí)驗(yàn)儀器的數(shù)據(jù)要根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行公式轉(zhuǎn)換，因此一定要避免電學(xué)實(shí)驗(yàn)中常出現(xiàn)的“馬虎”問題而導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的情況。

二、聯(lián)系生活進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新

其實(shí)物理實(shí)驗(yàn)的開展不一定僅僅體現(xiàn)在課上，課下我們也可以進(jìn)行一些簡單的小實(shí)驗(yàn)。例如我們可以用小電池為家里的門鈴進(jìn)行一下改裝，把聲音變得好聽一些。還可以研究一些其它的電子產(chǎn)品，現(xiàn)在很多小孩玩具都非常有趣，里面也都是一些簡單電路，唯一的不同的是加上了別致的燈光和聲音的播放器，再配上精巧的外形就一下子就吸引了人們的眼球，只要認(rèn)真鉆研，生活中處處是物理，隨處可創(chuàng)新。

綜合以上分析我們可以看出高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，電學(xué)知識的復(fù)雜性、綜合性都為電學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作帶來很大的挑戰(zhàn)。因此我們應(yīng)該充分的熟知高中物理電學(xué)的理論知識，并在實(shí)踐操作中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，及時分析和整理常見的實(shí)驗(yàn)問題，為后續(xù)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。對于高中學(xué)生而言，不能一味的只學(xué)習(xí)理論知識，而忽視對自身動手能力的培養(yǎng)，不能光看而不參與其中，應(yīng)該積極主動的從書本轉(zhuǎn)化到實(shí)際操作上，只有這樣才能掌握更多的電學(xué)知識，不斷解決在實(shí)際操作中遇到的問題，從而真正在生活中做到學(xué)以致用。

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