高中物理教學中常見電學實驗問題分析

徐蕾

摘 要：在高中物理電學實驗中，學生經常遇見的電表問題、滑動變阻器問題、電路連接問題是電學實驗中的重點和難點，也是需要學生重點關注的內容。在高中物理電學實驗中，學生要謹慎、細心，用準確的電學實驗方法和操作流程，確保電學實驗過程的安全性和準確性。

關鍵詞：高中物理；教學；電學實驗

電學實驗是高中物理中的重點，電學知識的復雜性給我們學習帶來一定的難點，我們應該對電學方面的理論知識進行充分的掌握，才能在實踐中積累經驗，進而為電學實驗打下堅實的基礎。對于高中生來說，我們不僅要掌握理論知識，還要學習實驗操作，進而提高我們的綜合能力。

一、電表接法及量程選擇

為了保證電學實驗的精準度，減少實驗中各種因素產生的誤差，我們可以根據具體的電學實驗要求，選取適宜的電流表和電壓表的度量量程，并準確地接好相關電阻、電表器等。1.電表的接法。對于電表的接法操作，我們可以采用以下方法加以判定：（1）當電流表的內部阻力RA為已知條件時，則電壓表的電阻RV以及待測電阻RX的阻值，可以通過一定的公式計算法獲得并判定。對于電表的接法，我們可以采用內接法和外接法兩種不同的方式。2.量程的選擇。選擇適宜的電表量程是高中電學實驗的前提。在選擇量程的過程中，無論是對于電流表還是電壓表來說，都不能使流經電流或電路兩端的電壓超過電表的量程。如果一旦電表的量程沒有達到有效的預期，則對于電表來說就是不可挽回的損失。如果電表的量程過高，則會導致實驗中的誤差，產生對電流或電壓值測量不夠精準的問題。因此，要注意先選用大量程電表，當明確量程之后，再進行電表的合理調節。3.校準與測量。在選擇合適的量程之后，還要對電表進行校準。這是高中電學實驗的準備步驟和環節。要校準電表的指針是否歸零，使其在平面上可以靈活地調節

二、滑動變阻器問題

首先，在選擇滑動變阻器的時候，要考慮到滑動變阻器的安全性和靈活性，滑動變阻器不止起到控制電路中電流變化的作用，還起著保護電路的作用。因此，在選擇滑動變阻器時，要制定其所能承受的最大電流值和其本身的最大電阻值，既不能選擇額定電流過小的滑動變阻器，防止電路中因電流過大而毀壞電器，也不能選擇阻值過大的滑動變阻器，防止因電阻過大導致電流、電壓基本不動的實驗現象的發生。其次，在使用滑動變阻器前，應當將滑片滑動幾次，以去除覆蓋在電阻絲上的灰塵以及污物，保證良好的接觸，防止因接觸不良而導致電路短路，進而造成實驗失敗，甚至危機實驗者的生命、財產安全。最后，在使用滑動變阻器時，應當嚴格按照實驗要求進行操作。這不僅是實驗成功的前提，也是實驗者生命、財產安全的保障。在連接電路時，將滑動變阻器的滑片滑至阻值最大的一端，保證突然接通電路時不會因電流過大燒壞電源和電表。在使用中，學生應當保證不觸碰到滑動變阻器的金屬滑片、滑桿和線圈等容易導電的地方，用雙手進行操作--一手扶持固定，一手調節阻值。增加實驗的安全性，防止觸電事件的發生。

三、電路連接問題

由于電路實驗本身就具有一定的危險性，由于電路連接不當，很有可能造成電路燒毀事件和觸電事件，所以需要學生用更謹慎的態度來對待電路連接。在連接電表時，注意電表正負極的接入方向，確保正確接入。在連接電流表時，應根據已知的電表內部阻值，依據公式計算出應當使用外接法或是內接法進行連接。而連接電壓表時，則應該采用與所測電器并聯的方式，并確定電流走向與電路正負極一致，防止實驗失敗，損傷電表，甚至意外事件的發生。在連接滑動變阻器時，應依據實際使用情況來選擇使用分壓式接法或是限流式接法。在滑動變阻器的全阻值明顯小于負載電阻值的情況下，如“小燈泡的伏安特性曲線”實驗，負載上的電壓一定要有足夠大的范圍，并且應該從0開始調節。這種情況就應該采用分壓式的連接方法對滑動變阻器進行連接。反之，在滑動變阻器的全阻值比負載電阻值大的情況下，應當采用限流式的連接方法。而在兩種連接方法都可以使用時，應該優先選擇使用限流式接法。這主要是因為限流式具有低耗能的優勢，且電路結構簡單，因此優先使用限流式接法，能夠提高電路效率，降低能耗。

四、讀數及數據處理

有時一些實驗數據要根據具體實驗需求進行公式轉換，但因粗心或公式套用錯誤，會導致實驗數據不準確。在實驗中，我們通常用以下幾種方法來進行系統誤差分析。

第一，函數解析法。通過歐姆定律計算出待測電阻在不考慮電表內阻和考慮電表內阻兩種情況下的表達式，前為測量值，后為理論值，兩者大小的差別就是測量結果和理論結果的差別。

第二，圖像描點法。在記錄多組數據并且要用圖像進行實驗數據處理的實驗中，考慮分析坐標點在不考慮和考慮電表內阻的兩種情況下的橫縱坐標的大小關系，通過對坐標點的平移來找出測量圖與理論圖的偏差。

第三，等效法。這種方法需要對問題有深刻的認識基礎，利用等效的思想，分析實際測量結果的等效結果，分析其與真實值之間的偏差。

五、對電學實驗難點的應對策略

1夯實理論基礎知識

為了保證學習效率的提升，夯實理論基礎知識是極有必要的工作。在高中階段的物理課程教學中，電學實驗雖然內容不是特別多，但所涵蓋的范圍非常廣泛，如上面所提對電流表等儀器的應用，屬于實驗操作順利進行的前提條件，此外，對于電路圖如何進行繪制的思考，也會幫助學生在電學實驗具體操作過程中，將實驗過程控制得更好，保證實驗探索過程的如實記錄。再者，對實驗儀器進行選擇，也應當是事先做好充分準備的工作，這些均是理論基礎知識夯實的內容，把這些工作做好，才能讓我們在進行實驗的過程中，以更為穩定的心態、更為優良的技巧，依次做好每一項操作工作，直到實驗的最終順利完成。

2提升實踐操作能力

在整個電學知識學習過程中，將自身思維能力調整到一個理想的狀態，使之產生對于電學實驗的科學與嚴謹態度，既能夠扎實基礎，又敢于不斷提出質疑，利用持續總結與創新的態度，將自身實踐操作能力提升到一個新的層次。比如當接觸到電阻器應用方法的時候，通常會采取限流方法及分壓方法，在使用分壓方法時，則又會依實際情況的區別，給予具體選擇的差異對待。在此過程中，學生可以掌握并進行應用的方法是極為多元的，只有不斷嘗試，不斷操作，才能保證難點應對過程的游刃有余。通常情況下，學生需要在教師的指導下設計出具有可行性的方案，接下來便需要以充分的自主操作對其加以驗證、修訂，并隨時將實驗數據記錄下來，利用這種一面思考一面操作的方式，實驗難點的克服終會實現。

3完善知識體系構成

對于不同學生來講，其在知識構成、能力發揮、學習效率等多個方面都有差異性表現，而為了保證電學實驗內容有效應對，便需要學生進行知識、能力、學習效率各方面的調整完善。比如在接觸到電阻測量有關實驗前，即需要了解到經常會被用到的測量方法有歐姆表法、伏安法及替代法等等，不同方法有不同側重點，歐姆表法對簡單測量比較實用，可以給接下來的測量提供基礎，而伏安法有較廣泛的應用范圍，替代法有較高的測量精度等，當相關的知識體系完善之后，再進行實驗操作及研究，更容易有效處理相關的難點問題。

結論

電學實驗最重要的就是根據測量要求來設計相應的電路，而這一切的基礎就是電路接法的選擇分析和電表內外接法的選擇分析，只要能分清各種接法的利弊，電學實驗的處理就會變得快速而簡單。

參考文獻

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（作者單位：西南大學附屬中學校）