淺談高中物理電學實驗部分的學習經驗

楊淇銘

摘要：高中物理電學實驗部分是重點，也是高考的必考點，考察方式無外乎測量電阻、電動勢和內電阻，由于測量方法較多，高考將測量方法作為考察的著重點。因此，本文結合電學實驗，總結了以下經驗，以期有所幫助。

關鍵詞：高中物理；電學實驗；目的；方法；經驗

近些年來的高考，高中物理電學實驗部分，考察頻率較高的電學實驗在于測電阻、電動勢和內電阻，考查公式：

R=UI，E=U+Ir。由此可知電學實驗部分的關鍵在于測量電壓U和電流I，但其測量方法很多，這通常是高考的著重點，因而學生在學習電學部分時，應把握基本的實驗知識和方法，以不變應萬變。

一、掌握方法，明確目的

學習電學實驗時，針對實驗設計，有著基本的設計思路：明確目的→設計方案→選擇器材→制定實驗步驟→處理數據→分析誤差。

其中第一個步驟就是要明確目的，也就是說，學生在做實驗前需要明白三個問題，為什么做這個實驗；應得到什么數據；自己可從實驗中獲得什么能力。只有明白這三個問題，在進行實驗時才能有的放矢，明確重點。根據歷年高考情況，學生在實驗中應明確的目的包括：正確使用儀器、選擇以及應用。正確使用儀器在于學會基本實驗儀器的讀數和用法，比如游標卡尺、刻度尺、電流表、電壓表、溫度計等的估讀，滑動變阻器、螺旋測微器、電磁打點計時器等的使用方法。選擇就是要選擇合理的實驗原理、實驗方法，實驗電路等。應用就是要掌握基本的實驗知識，并能夠將其應用在實際生活中以及解實驗題。

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。學生應掌握如下五點：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、限流接法及相應的阻值選擇。其四，電流表產生誤差的原因。其五，螺旋測微儀和游標卡尺讀數：前者估讀，后者不估讀。

二、養成習慣，合理選擇

學生在學習中應養成良好的習慣，注重關注自身的觀察能力。觀察能力時科學素養、精神和品德的前提。因此，學生在實驗過程中應注重培養自身的觀察能力，同時認清實驗過程的多角度化，爭取將選材做到靈活化，并形成良好的實驗習慣。

以上文的例子來看，選擇器材應注意以下三個方面。

1.根據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，減少誤差，一般需要達到滿偏的三分之一以上。

2.根據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、電壓出現較大變化，因而不宜采用。

3.根據實驗要求選擇儀器，在這方面，學生需要熟悉實驗原理，方能做出正確的選擇。不過有最優選擇可以參考：方法誤差盡可能小；測量值盡可能保持較多有效數字位數，直接測量值要使誤差盡可能小，且小于儀器量程；要能夠實現大范圍的靈敏調節；大功率電路中盡可能節省能量；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，電流表內外接法。

三、整理數據，態度決定高度

學生在進行實驗操作時，應把握實驗數據讀取和記錄的注意事項，并結合所學知識，觀察、分析、處理數據，同時應用所學解釋實驗現象。在整理數據時，應及時、真實、準確、清晰、完整。這個步驟是實驗中的一個重要步驟，學生應從中學會分析解決問題的能力。要做到這一點的關鍵就在于科學的態度，俗語說態度決定高度，意思是沒有什么事情是做不好的，關鍵在于態度問題。也就是說在實驗中應時刻保持科學的態度，從實驗中鞏固所學，掌握方法，提高能力。

四、實際應用

進行實驗的目的就是要掌握解決實際問題的能力。歷年高考，電學實驗一直是考察的重點。因此，學生學會電學實驗的基本方法和知識后，要能夠靈活運用，解決實際問題，舉個例子。

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、內阻50Ω；直流電壓表量程0～3V、內阻5kΩ；直流電源輸出電壓4V，內阻不計；滑動變阻器阻值0～15Ω，最大允許電流1A；開關1個，導線若干，據此畫出實驗電路圖。

審題：這個例子中，只需判斷測量電路、控制電路的接法，條件中已經給出量程和電阻，只需根據計算選擇電流表的接法。

解析：根據上文的分析，伏安法測電阻，只有兩種接法，也就是電流表內外接法。根據題意，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：電學實驗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載不超過電流表量程。

結束語

電學實驗部分，學生應在掌握基本實驗方法和知識的基礎上，要建立起科學的態度，以嚴謹的科學思維，根據基本的實驗設計思路，明確目的，選擇適合的原理、器材、方法等。并在實驗中挖掘自身潛力，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際問題。

參考文獻：

[1]周將軍，王翔.2014年高考物理實驗題的統計分析及啟示[J].教育測量與評價（理論版），2014，09：59-64.