電學(xué)實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)和方法

羅發(fā)海

【摘要】電學(xué)實(shí)驗(yàn)是高考的必考實(shí)驗(yàn)，從近幾年高考物理試題可知，電學(xué)實(shí)驗(yàn)占得比重越來越大，所以在平時(shí)的教學(xué)中應(yīng)該加強(qiáng)電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，特別要加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課本中的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，能夠熟練畫出常規(guī)實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)物圖的連接。

【關(guān)鍵詞】讀數(shù)；器材選取；電路選取

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）12-0272-01

電學(xué)實(shí)驗(yàn)是作為學(xué)生高考試卷中的失分“大戶”，很有必要在平時(shí)的教學(xué)中加強(qiáng)基本實(shí)驗(yàn)方法的訓(xùn)練，在基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上提高學(xué)生的遷移能力。可以這么說，不管是設(shè)計(jì)型還是開放型的實(shí)驗(yàn)題，其實(shí)驗(yàn)原理或?qū)嶒?yàn)方法或數(shù)據(jù)處理等都可以從教材十七個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn)中找到類同的！這就要求教師認(rèn)真引導(dǎo)和啟發(fā)，同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)題一步不到位，導(dǎo)致全部不得分的可能，應(yīng)反復(fù)引導(dǎo)和訓(xùn)練學(xué)生會(huì)多角度思考，減少盲目性。

一、實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)

高考要求會(huì)正確使用的電學(xué)儀器有：電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等等。除了滑動(dòng)變阻器以外，其它儀器都要求會(huì)正確讀出數(shù)據(jù)。讀數(shù)的基本原則是：凡儀器最小刻度是10分度的，要求讀到最小刻度后再往下估讀一位（估讀的這位是不可靠數(shù)字）；凡儀器最小刻度不是10分度的，只要求讀到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀。

二、實(shí)驗(yàn)器材選取原則

1.準(zhǔn)確性原則：選用電表量程應(yīng)可能減小測(cè)量值的相對(duì)誤差，電壓表、電流表在使用時(shí)盡可能使指針接近滿量程，若指針偏轉(zhuǎn)不到滿偏角度的1/3，讀數(shù)誤差較大。

2.安全性原則：通過電源，電表，滑動(dòng)變阻器，用電器的電流不能超過其允許的最大電流。

3.便于操作原則：選擇控制電路時(shí)，既要考慮供電電壓的變化范圍是否滿足實(shí)驗(yàn)要求，又要注意便于操作。

三、電路選取

1.電流表內(nèi)外接法選取

（1）基本電路

（2）電路的對(duì)比

（3）判斷方法

①直接比較法：當(dāng)待測(cè)電阻Rx較小且遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻Rv時(shí)，應(yīng)選用外接法；當(dāng)待測(cè)電阻Rx較大且遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻RA時(shí)，應(yīng)選用內(nèi)接法。

②臨界值法：當(dāng)待測(cè)電阻Rx<時(shí)，視Rx為小電阻，應(yīng)選用外接法；當(dāng)Rx>時(shí)，視Rx為大電阻，應(yīng)選用內(nèi)接法；當(dāng)Rx=時(shí)，兩種接法均可。

試觸法：如圖將電壓表的左端接a點(diǎn)，而將右端第一次接b點(diǎn)，第二次接c點(diǎn)，觀察電流表和電壓表示數(shù)的變化。

2.滑動(dòng)變阻器分壓式、限流于接法選取

（1）基本電路

（2）電路的對(duì)比

（3）判斷方法

①負(fù)載電阻Rx遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器總電阻R，須用分壓式接法此時(shí)若采用限流式接法對(duì)電路基本起不到調(diào)節(jié)作用。

②要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，須用分壓式接法。

③采用限流電路時(shí)，電路中的最小電流（電壓）仍超過電流表的量程或超過用電器的額定電流（電壓）時(shí)，應(yīng)采用變阻器的分壓式接法。

④負(fù)載電阻的阻值Rx小于滑動(dòng)變阻器的總電阻R或相差不大，并且電壓表、電流表示數(shù)變化不要求從零開始起調(diào)，可用限流式接法。

⑤兩種電路均可使用時(shí)應(yīng)優(yōu)先用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃偣β瘦^小。

四、常規(guī)實(shí)驗(yàn)電路

1.測(cè)電阻電路（或描繪伏安特性曲線電路，或測(cè)量功率電路，或測(cè)量電阻率電路）

原理：R=U/I

測(cè)電阻電路，共有四種電路

（1）分壓式，外接法（2）限流式，外接法（3）改為分壓式，內(nèi)接法（4）改為限流式，內(nèi)接法

2.測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻電路

（1）測(cè)量電路如圖

（2）測(cè)量方法：第一、計(jì)算方法

測(cè)兩組端電壓U和電流I值，然后通過以下式子求解：E=U1+I1rE=U2+I2r

第二、作U——I圖象方法

通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，取得多組（U，I）值，然后在坐標(biāo)中描點(diǎn)，連成直線用圖象處理問題，須注意以下幾點(diǎn)：

①連直線的方法：讓盡可能多的點(diǎn)在直線上，直線兩則分布的點(diǎn)的個(gè)數(shù)大致均勻偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去。

②縱軸截距的含義：電動(dòng)勢(shì)E

③橫軸截距的含義：短路電流I0

④斜率的含義：電阻。求解方法：r=或用直線上任意兩點(diǎn)求解斜率的絕對(duì)值。

測(cè)量方法2：E=I（R+r），設(shè)計(jì)電路圖。測(cè)量方法3：E=U+Ur/R，設(shè)計(jì)電路圖。endprint