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)，考察方式無外乎測量電阻、電動勢和內(nèi)電阻，由于測量方法較多，高考將測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)在于測電阻、電動勢和內(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)鍵在于測量電壓U和電流I，但其測量方法很多，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)知識和方法，以不變應(yīng)萬變。

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，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)前需要明白三個(gè)問題，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，滑動變阻器、螺旋測微器、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，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、伏安法測電阻、測量電阻的電阻率。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)過程的多角度化，爭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確定電表，首先確保電流表流過的電流以及電壓表上加載的電壓均不超過二者的量程。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變阻器。流過滑動變阻器的電流不應(yīng)超過其額定值，對于大阻值變阻器，活動頭稍有移動，就會使電流、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。不過有最優(yōu)選擇可以參考：方法誤差盡可能小；測量值盡可能保持較多有效數(shù)字位數(shù)，直接測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)確的測量值。

選擇器材后，以伏安法測電阻，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，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)會分析解決問題的能力。要做到這一點(diǎn)的關(guān)鍵就在于科學(xué)的態(tài)度，俗語說態(tài)度決定高度，意思是沒有什么事情是做不好的，關(guān)鍵在于態(tài)度問題。也就是說在實(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)會電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和知識后，要能夠靈活運(yùn)用，解決實(shí)際問題，舉個(gè)例子。

例：用伏安法測量定值電阻，條件如下：待測電阻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)；滑動變阻器阻值0～15Ω，最大允許電流1A；開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干，據(jù)此畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。

審題：這個(gè)例子中，只需判斷測量電路、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潔，但必須保證控制電路中的電流負(fù)載不超過電流表量程。

結(jié)束語

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，提高自身分析問題，解決問題的能力，以便能夠更好地解決實(shí)際問題。

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].教育測量與評價(jià)（理論版），2014，09：59-64.