淺談高中物理學習中設計電學實驗的學習技巧

管博仁

摘要：在高中學習階段，物理學科占有重要地位，該學科本身具有實驗性強、邏輯性強的特點，在物理學習中，電學知識是重要內容之一。本文首先對高中物理電學實驗設計原則作出簡要闡述，然后結合自身學習經驗，分享一些高中物理學習中設計電學實驗的學習技巧，希望對同學們的物理學習有所幫助。

關鍵詞：高中物理；電學實驗；學習技巧

前言：在高中物理實驗中，電學實驗這一組成部分占有重要地位，在電學實驗設計中，應該依照相關科學理念，按照從低到高的層次完成方案設計工作，在電學實驗過程中，需要對實驗問題做到及時發現和排除，讓理論學習與實驗操作得到充分結合，讓我們的數據處理能力、故障排除能力得到提升。

一、高中物理電學實驗設計原則

在高中物理電學實驗設計中，需要遵循三條原則：（1）實驗設計安全性。依照實驗條件與相關要求，可以對電學儀器做出合理選擇，確保儀器量程處于科學測量范圍內，保證實驗儀器沒有故障出現，且讓實驗者人身安全得到保證。（2）實驗設計準確性。在電學實驗設計中，需要保證實驗儀器測量精確度，在一定刻度測量范圍內控制電表度數，控制數據誤差。（3）實驗設計便捷性。在高中物理電學實驗設計中，為確保電學實驗可以得到順利開展，需要做好電路儀器調節控制工作，讓測量要求得到滿足，在電路設計中，需要保證電壓表、電流表處于可使用量程范圍，讓儀器損壞現象得到有效避免，對滑動變阻器予以合理選擇，確保電路電流、電壓處于滑動變阻器電流額定值范圍內，如果變阻器阻值相對較高，那么應該避免使用滑動頭移動小且電流電壓變化大的類型[1]。

二、高中物理學習中設計電學實驗的學習技巧

1.明確實驗方向

在高中物理電學實驗設計的學習中，我們需要明確實驗方向，依照相關理論知識與實驗要求完成電路設計工作，同時，我們需要對實驗中電學儀器的作用做到充分了解，對電學儀器型號做到合理選擇，并對相關實驗結果進行收集，對其進行綜合分析，讓電學實驗設計要求更為明確。在搭建電路中，我們需要親手調控每一個儀器，積極運用所學的理論知識，讓理論與實踐得到更為充分的結合，積極培養自主設計實驗能力，積極改進實驗內容，讓實驗方法的掌握更為靈活。如在“利用電壓表與電流表測定電池電動勢與閃電阻”實驗中，就需要根據實驗目的，明確實驗具體方向，準擺好干電池、滑動變阻器（0～1k ）、滑動變阻器（0～20 ）、電流表（內阻約2 。0～0.6A）、電流表（0～3A）、電壓表（內阻約2k ，0～3V）和導線、開關。在繪制電路圖時，可以利用實線代表導線連接實物。在對電阻進行測量時，考慮到其情形復雜性，首先需要確定實驗過程中滑動變阻器為限流作用還是分壓作用；然后需要確定電流表、電壓表采用外接形式還是內接形式。

2.清晰實驗難點

在高中物理學習中，我們需要清晰電學實驗設計難點，筆者將其難點總結為五個方面：（1）沒有清晰認識電壓表、電流表讀數規則；（2）對電學儀器、電學測量電路選用原則把握不準；（3）控制電路選用不當，分壓控制電路原理不清晰；（4）實驗思想方法較為缺乏，在實驗情境更新時，不能準確把握實驗設計原理；（5）電阻測量方法無明確歸類。

在電學儀器與電學測量電路選擇時，需要利用多種方法進行測量，如在選擇安培表和外接電路時，就需要利用臨界值計算比較法、直接比較法和測試判斷法，在選擇電路實驗器材與量程時，就需要考慮其是否滿足實驗要求和電路工作安全性。在電阻測量中，歐姆表測量、替代法、比例法、伏安法和半值法為主要方法，歐姆表可以直接測量電阻；而替代法是利用等效思想，根據電壓等效、電流等效進行計算，但前提是具有可調標準電阻；在利用比例法時，需要確保實驗中具有較為標準的已知電阻電表，在具體測量時，兩個電流表通常為并聯結構，電壓表通常為串聯結構；在利用伏安法時，需要利用歐姆定律，在只有一個電表時，可利用標準電阻替代，如果電表內阻已知，那么可以將電壓表視為電流表使用，反之亦然；利用半值法，可以完成電流表內阻測量和電壓表內阻測量工作。

3.優化實驗流程

在設計電學實驗時，我們需要明確實驗設計基本思路，依照明確目的→選擇方案→選定器材→擬定步驟→數據處理→誤差分析的流程開展實驗，為確保整體實驗具有科學性，需要做好選擇測量電路、選擇器材、選擇控制電路等工作，同時，為確保設計電學實驗高效性，我們需要對電學實驗步驟予以優化，選擇最為恰當的實驗原理，依照相關實驗要求來設計整個電路，合理安排相關儀器位置，依照電路選擇恰當的實驗儀器。除此之外，需要對電流表接法、滑動變阻器接法的設計予以重視，在選擇電路及儀器時，需要確保選擇靈活性，在保證電學實驗精確性與安全性的前提條件下，盡量減少儀器使用數量[2]。

4.掌握連線方法

電力連接在高中物理電學實驗設計中占有重要地位，因此，我們需要掌握連線方法，清晰電路連接要點。首先，在具體實驗之前，我們需要嚴格依照電路圖完成相關儀器、器件的擺放工作，在此過程中，需要對電流表、電壓表以及滑動變阻器等動作較多儀器或是讀數儀器予以重點關注；其次，需要嚴格根據電路圖完成電學電路的串聯工作，在并聯連接電路時，需要保證導線沒有交叉連接情況出現；在連接滑動變阻器時，我們可以利用金屬電阻率測定實驗，深度體會滑動變阻器的不同連接方法，對電流表內外接依據予以學習和判斷，合理選擇誤差較小的接線方法；最后，在導線連接過程中，需要盡可能地做到導線長度適中，沒有電路過長或過短的情況出現，讓電路美觀性得到保證，為區分電路電勢高低，可以利用導線的不同顏色，讓我們在多次訓練中對電路連接的熟練度得到提升。

結論：綜上所述，在高中物理電學實驗設計中，需要遵循安全性、準確性和便捷性的原則，需要做到明確實驗方向、清晰實驗難點、優化實驗流程和掌握連線方法，需要清晰認識電壓表、電流表讀數規則，明確歸類電阻測量方法，以此來強化我們的設計電學實驗學習技巧，提升我們的實驗故障排除能力與數據處理能力。

參考文獻：

[1]劉星言.高中物理電路實驗設計及問題研究[J].時代教育，2017（24）：106.

[2]劉浪沙.淺談高中物理電學實驗電路的分析與選擇[J].農家參謀，2017（21）：101.

（作者單位：湖南省長沙市明達中學410000）endprint