高中電學實驗電路的設計分析

劉文龍

摘要：在高中學習的過程中，物理課程是我們必須要學習的重點課程，通過物理課程的學習，我們學生能夠掌握更加專業的物理學知識，而且這些物理學知識大多與我們的日常生活有著密切的聯系，對于我們未來的學習和生活也會起到作用。目前在高中物理學習的過程中，能夠發現電學的知識是其中的重點知識內容，也是考試中必考的知識點，所以教師在教學時也十分重視電學知識的教授。在電學學習的過程中，就是為了能夠使我們學生更好的掌握電學的相關知識，并能夠熟練應用，通常都會涉及一些電學實驗，讓我們參與其中，對電學知識進行靈活應用。所以本文就針對高中電學的知識點進行分析，探討學生電學實驗電路設計的相關知識。

關鍵詞：高中；電學實驗；電路設計

在高中的物理學科中，電學知識是其中的重點知識內容，也是考試中的必考知識點，而電學知識并不僅僅只是理論知識，想要對其進行融會貫通，還需要將理論聯系實際，通過實踐操作的方式對其靈活應用，所以在學習的過程中，教師通常會引導我們學生開展各種電學實驗，而在實驗的過程中，對于電路的設計是其中的重難點，筆者在實驗的過程中，就經常會存在電路設計方面的難題，電路的選擇以及電路的設計方法不正確，會嚴重影響到電路實驗的效果。所以在進行電學實驗之前，必須要做好電路的有效設計。

一、高中電學實驗電路的分析

1、實驗目的

在正式進行電學實驗之前，我們必須要首先明確實驗的目的，要先對實驗的要求進行分析，對題目中的特定條件進行分析，了解實驗過程中的各種變量和具體要求，這樣才能在實驗時選擇合理的器材并對其進行有效連接，保證其最終的電路設計方案能夠滿足實驗要求。另外在明確的實驗目的之后，我們在實驗之前還必須要對所學到的物理電學知識進行回顧和整理，找到與該實驗相關的電學知識，在該規律的指導下開展實驗。

2、設計方法

高中物理電學實驗中電路的設計方法是很多的，這要求我們在開展實驗之前必須要合理選擇設計的方法，選擇正確的設計方案，這樣才能保證達到實驗的目的。無論是哪種電學電路，其在設計的過程中都是由測量電路和電源電路兩部分構成的，所以在設計之前必須要對測量電路和電源電路進行分別設計，根據實驗條件的要求合理選擇器材，對其中器材的連接方式，也要進行有效分析，保證連接的準確性，保證電路的正常運行。

二、高中電學實驗電路的選擇

1、測量電路

測量電路在設計時，主要考慮到的是電壓表和電流表的接入方法，所以在選擇測量電路時，就必須要合理選擇其接入方法，電壓表和電流表通常會以外接法或內接法的方式接入到電路中，而不同的連接方法會產生不同的電阻，給實驗電路的運行帶來不同的影響。通常在進行實驗之前，我們無法準確確定哪一種連接方法是最合適的，在這種情況下，就可以使用觸摸的方法進行選擇，觀察電路連接之后的電壓表和電流表指數變化，根據其示數變化的強弱來選擇連接方法。

2、控制電路

控制電路是物理電學實驗電路中的重要構成部分，對整個電學實驗會產生重要影響，尤其會影響到電路的正常運行。控制電路中的重要元件指的就是電阻，我們在學習的過程中能夠發現，即使是相同的電阻器，連接方式不同也會影響到電路的電流和電壓，而且電阻的種類也是不同的，所以在選擇控制電路之前，我們必須要合理選擇電阻的連接方法，通常滑動變阻器在連接時會采用限流接法或分壓接法，通常在實驗的過程中，分壓接法的應用比較常見，通過這種分壓接法能夠有效調節電路中的電流極限值，保證電路的電壓與電流能夠被控制在電路運行的合理范圍內，這能夠保證電學實驗的正常開展。

3、實驗器材

在電學實驗電路的選擇過程中，實驗器材的選擇會影響到電路的最終運行情況，而電學實驗中的實驗器材主要包括了電壓表、電流表和滑動變阻器。在實驗之前，我們需要根據實驗的目的和要求，合理選擇各種器材，并且考慮到不同器材在組合應用之后所能夠產生的效果，最重要的是保證電路中的電壓與電流能夠被控制在合理范圍內，不能夠超過額定值，保證實驗的正常開展。實驗器材的選擇是一項十分復雜的工作，在該過程中，我們必須要做到細心和耐心，要通過反復的調節和驗證，對電阻的內值進行評估，這是電學實驗正常開展的基本要求。

三、高中電學實驗電路的設計

1、電流表的連接

在高中電學實驗電路的設計工作中，電流表的連接是其中的基礎環節，而且電流表的連接會影響到電路的運行，所以我們在設計實驗電路之前，首先必須要對電流表的連接方式進行合理選擇。通常電路內的電流表會采用內接和外接的方式進行連接，不同的連接方法對于電流表的示數會產生不同的影響，但同時也都會產生誤差，所以我們在連接電流表時，首先需要考慮到降低誤差的問題，要考慮到電路中的電阻和電壓對電流的影響，如果能夠保證電壓、電流的準確電表阻值，就能夠有效控制好電流表的誤差，這種情況下就可以隨意選擇連接方式。

一般在選擇電流表的連接方式時，我們會根據電流表的相關組織情況選擇其連接方式，如果實驗的題目中已經給出了具體的電表阻值，那么經過簡單的測量和計算，我們就能夠得到電阻的阻值以及電流表和電壓表的內阻，將電阻的阻值與內阻進行對比，對比其大小選擇連接方法。如果實驗的題目中沒有給出被測電阻的阻值，那么我們在選擇連接方式之前，就必須要先利用試觸的方法，探究不同位置接點的電壓和電流表讀數情況，如果是說變化過大，則說明被測電阻的阻值比較大，這時就需要采用內切法進行連接，反之則使用外接法連接。

2、滑動變阻器連接

滑動變阻器的連接方法會直接影響到電路的電流和電壓示數，所以在連接滑動變阻器之前，必須要合理選擇連接方式。滑動變阻器的連接方法主要包括了限流式連接與分壓式連接兩種，限流式的連接方法是將電源待測電阻與滑動變阻器串聯在一起，而分壓式的連接方法則是將電源與滑動變阻器構成一個閉合電路，然后將被測電阻作為電路中的一部分，將其與滑動電阻器并聯。在選擇時必須要考慮到電路實驗的要求，考慮到實驗過程中，對于電路電壓和電流的變化要求。

結束語：綜上所述，高中生在學習高中物理電學的相關知識時，電學實驗的參與和操作是必不可少的，而在電學實驗操作的過程中，對于電路的設計和分析會直接影響到實驗的最終效果，所以我們在開展電學實驗之前，首先要做好實驗電路的有效設計和分析，在確定實驗目的的基礎上，合理選擇設計的方法，選擇各種實驗電路和器材，然后根據實驗目的，合理選擇電流表和滑動變阻器的連接方式，保證最終設計出的實驗電路能夠滿足電學實驗的需求，這是電學實驗正常開展的重要保障。

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