高中物理電學實驗器材和電路選擇思考

郭彥軍

（河北省張家口市張北縣第一中學）

電學作為高中物理學習中的一個重要部分，需要對相關的實驗進行學習，要求教師進行相關的指導，并且要保證實驗的順利進行，同時保證學生的安全。高中物理的電學實驗一般還比較簡單，主要涉及電路的串聯、并聯以及電能的轉換，整個過程中，主要是保證實驗的順利進行同時完成實驗目標。現階段對于電學實驗器材的選擇和電路選擇是實驗的主要任務，選擇合適的器材和電路，準確地完成實驗要求，可以提升學生對電學知識的掌握，同時加深對電學的理解。對于電學實驗器材的選擇和電路選擇主要基于安全、便捷、高效的原則，進而完成高中物理電學實驗。

一、實驗基本器材的選擇

在高中物理電學實驗中，主要的實驗器材包括：電源、電流表、電壓表以及電阻、開關和滑動變阻器的選擇。以下對相關的部件選擇進行詳細的分析。

1.電源的選擇

一般實驗的要求電源均為220V的交流電，在使用“電火花計時器”時明確要求使用220V的交流電，而在其他情況下，220V的比較少見，主要是220V的電壓比較危險，只有在特定情況下才會使用，在一般的電學實驗中使用的都是干電池或者蓄電池，一般電壓低于36V，在安全范圍內進行。比如在繪制電場等勢線的時候，采用的就是6V直流電源，根據實驗繪制出相應的等勢線。通常對于電流、電阻和電壓的測量采用的都是低壓電源來完成實驗。

2.電流表和電壓表的選擇

在學習的過程中有一項需要注意的就是在使用電流表和電壓表的過程中，實驗時的電流量不能大于電流表的量程，電壓也不能大于電壓表的量程，否則就會損毀電壓表和電流表。因此在進行電壓表和電流表選擇時，首先要考慮電流表和電壓表的量程，其次由于電壓表和電流表本身還有內阻，所以在進行電阻測量的時候，需要選用內阻小的電表。而且在實驗中需要注意的一點是選用合適的電表進行實驗，電壓太大會損壞電壓表，太小又表現為電壓表變化得不明顯。電流也一樣，需要在進行實驗之前進行準確的選用和計算，避免不必要的損失。這些都是基于電表的基本要求進行選擇的。

3.開關的選擇

在實驗中一般采用的都是單開關，很少使用雙開關，但是對于個別實驗也需要有，所以在進行選擇的時候，對于單開關的數量選擇多一點，雙開關的數量少一點，進而更好地解決實驗的相關問題。

4.變阻器的選擇

變阻器分為滑動變阻器和定阻器兩種，滑動變阻器可以改變電阻，進行電阻的大小調節，定阻器則不能進行大小調節。對于滑動變阻器的選擇原則是：在調節過程中電阻的電壓范圍不能超過整個電路的電壓范圍，根據實驗需要準確地選擇滑動變阻器的電阻大小。在一般的實驗中盡量采用阻值小的變阻器。這樣可以避免電壓表和電流表因為電阻變動過大出現損壞的現象。

二、實驗器材選擇的基本原則

在實驗過程中最需要重視的就是安全問題，在基于安全原則的基礎上進行實驗器材和電路的選擇，除了安全原則之外還包括適用性原則和準確性原則，以下進行詳細介紹。

1.安全性原則

在實驗過程中最主要的就是對學生的安全負責，常見的安全性問題主要是由于儀器的使用不當造成的，如接反電源、電壓表和電流表，或者操作不當，還有就是學生在使用電器過程中出現的誤差以及計算錯誤。這些都需要反復地強調和確認，避免類似的錯誤出現。比如，在進行電阻的測量時，先對電阻器的阻值進行測試，最方便的辦法就是用電壓表進行測試，之后進行估算，再利用電流表進行詳細測量。

2.適用性原則

適用性原則是基于安全性原則的基礎上進行的，選取合適的實驗器材進行實驗，保證實驗的正確進行。比如，電壓表和電流表的選用就是要超過其量程的三分之二，才可以進行。一般經常會有給定電流表的范圍，對實驗器材范圍進行選擇的問題，這種情況下要根據所給條件進行計算，得出實際的量程范圍，然后進行實驗。這一部分相對來說要求比較高，需要進行精確的計算和估計。

3.準確性原則

在高中物理的電學實驗中，有一部分研究的是能量之間的轉換，其中包括電能轉換為動能，在進行這一部分的實驗過程中要進行速度的精確測量，通過計算速度來計算電能轉化為動能的過程。這就要求實驗過程儀器選擇的準確性和實驗進行的準確性。此外還包括減小實驗誤差，盡可能地精確實驗結果。根據以上原則進行實驗器材和電路的選擇，保證實驗的高效進行。

參考文獻：

［1］王光毅.高中物理電學實驗器材和電路的選擇［J］.物理教學探討，2010（8）.

［2］薛錄軍.高中物理電學實驗器材和實驗電路的選擇［J］.成功（教育），2007（9）.