關于高中物理電學實驗的分析與思考

張帆

摘要：高中電學實驗是高中物理中重要的組成部分，該環節不僅體現出了物理實驗的重要性，還闡述了物理實驗是理論與實踐的良好結合。對此，本文主要對高中物理中電學實驗這一環節進行分析，對其方便性、準確性以及安全性等原則加以說明，并對試驗中電路、電線以及器材的選擇進行分析，以此為基礎進行實驗，最后通過具體實例加強人們對電學實驗的了解。

關鍵詞：電學實驗；高中物理；實驗器材

1.電學實驗設計原則概述

在具體實驗過程中，由于實驗結果的準確性要求較高，且存在一定的安全隱患，因此在設計電學實驗過程中需要遵循方便性、準確性以及安全性原則。其中，方便性主要是要求在電學實驗順利完成的基礎上，對所選實驗器材與裝置進行簡便操作；準確性原則要求讀取電表數值不超過準確數值的三分之一，確保實驗誤差小、精度高；安全性則要求實驗所用器材與人員安全不受威脅，使其有所保障，并在電學實驗中要謹遵上述原則，令實驗能夠正常操作。

2.電學實驗設計的要求

2.1電路的選用

電路的選用主要依照結構制定進行，故而要對其所包含的兩種電路進行全面測試，其中一種是測量電路，另一種是控制電路。由于前者主要利用電表進行連接，所以這里針對后者的選擇進行闡述。如圖1，2所示，分別是滑動變阻器的限流模式與分壓模式的接法，通常情況下需根據實驗操作進行電路選擇。例如，當電阻Rx遠大于總電阻R時，此時電路要選擇圖2的形式，若選用圖1的形式，不僅會造成電流的過大，使得電表燒毀，還對所需解決的問題毫無幫助。當電阻Rx小于滑動變阻器最大值時，且雙表讀數不為零，那么此時電路需要選擇圖2的形式，主要因為此形式連接較為簡易，并且所需功率較小。

2.2電學實驗器材的選用順序

在電學的實驗過程當中，器材的選擇尤為重要，其中首要問題就是判斷選擇器材的順序。例如：在進行器材選用時，首先，對電路電源進行選擇，其選擇設備不僅要保證人身安全，還需確保實驗所用儀器安全；其次，根據電路電阻進行雙表量程的確定；最后，通過所確立的滑動變阻器型號以及上述條件的前提下，對其電阻進行調節，以此來確保整個電路的穩定工作。

2.3線路的設計

線路的連接對于電學實驗而言，不僅是最為基礎的操作，也是最為關鍵的一個步驟，而其中最為重要的就是滑動變阻器的連接方法。例如，在進行滑動變阻器的線路連接過程中，將兩條導線連在變阻器上端接頭時，此時所接入的電阻器猶如一條無電阻的導線，對整個電路毫無幫助；當將兩條導線連在其下端接頭時，電路相當于接入一個電阻，而此電阻的阻值是滑動變阻器的最大阻值，其接入會使得所在線路電流大幅度降低，從而使得該條線路毫無用處。由此可以看出，在進行線路連接時，需要根據使用者的所需進行正確的連接，從而確保自身目的的實現和相關的人身安全。

3.案例分析

在已知所用器材型號的前提下，利用伏安法對某一固定電阻進行測量，所用雙表量程以及內阻，分別是0～10mA和0～3V以及50Ω和5kΩ；電路當中所用待測電阻Rx=100Ω，總電源為4V。根據電路最大電流1A和變阻器量程0～15Ω確立整個電路的連接方法。

[解析]本題只需將控制電路中的兩種電路類型進行逐個試驗，并依照題目當中所給的數據判斷出最為有效的電路解法，并在此基礎上確立出其所用接法是內、外兩接法中的哪一種即可。

解：由于本題所用方法為伏安法，故而需要確立出其所用接法是內、外兩接法中的哪一種。當

時，此時選外接，而此時的整個電路如果選擇的是圖2的形式，那么當電路中的阻值達到最大時，

，故而與所選接法不符，因此需要選擇圖1的形式，圖3為本題電路圖。

4.高中物理電學實驗的研究意義

電學實驗在高中物理實驗當中屬于極為困難的一種類型題目。在進行學習的時候，需要結合實驗室當中的實際操作，通過相關結果的分析來掌握電學實驗的有關知識，并清晰地掌握各種電路類型，從而能夠獨立完成對電路的設計、選擇以及連接，以此來提升自身的實驗能力以及創造性思維，進而通過實驗來激發自身對學習的興趣，提高學習效率。

5.總結

文中主要對高中物理中的電學實驗部分進行詳細分析，從分析中能夠發現，電學實驗部分具有較強的綜合性與復雜性，正因如此，電學實驗成為了高中物理中的難點。為解決這一問題，文中詳細的對較為常見的問題進行分析來加強人們對其的理解。由于實驗操作性較強，因此，若想利用掌握該部分知識來提升自身物理能力，可通過實際操作進行，在操作時將所遇難題逐一攻破，從而使我們在操作過程中加強自身對理論知識的了解，進而使我們的能力得到提升。不僅如此，知識的學習并非是我們高中生的唯一目的，提升學習的能力尤為關鍵，通過電學實驗的掌握使得自身的知識與能力得到有效的提升。

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