陳曦陽
【摘要】物理電學作為高中物理學中一個重要組成部分,在高中階段的考察種占有較大的比重,尤其是物理電學實驗,對于學生物理的學習能力和綜合素質也是一種考察,因此掌握好高中物理電學實驗的基本知識與重難點十分重要。本文首先將對高中生學習物理電學實驗中所存在的一些難點進行簡要的分析,隨后重點從實驗電路和實驗器材兩個方面來分析如何攻克物理電學實驗的難點,并為以后的物理學習打好穩定的基礎。
【關鍵詞】高中生;物理電學;實驗難點;應對策略探究
物理電學實驗中涉及的實際操作和知識點十分繁多,操作起來也相當復雜,需要將書本上的理論與實際的動手操作想結合起來。總之,高中物理學中的電學實驗問題是多年來物理學習的重難點,需要我們狠下功夫。接下來將對高中電學實驗的難點及其應對策略進行探究。
一、高中物理電學實驗難點分析
在物理電學實驗中,最困難的問題主要在于倆個方面。第一個是在實驗器材的選擇方面,由于學生的基礎知識不夠牢固、對于各種實驗器材的特性不夠了解,因此在進行實驗器材選擇時,往往沒辦法選擇最為恰當的量程等,導致實驗結果不夠精確;第二個問題則是實驗電路的選擇,也是相當困難的。學生在面對電路時不知道該選擇內接法或是外接法,亦或者在有滑動變阻器的場合不知道應當選擇限流或者分壓式接法,一旦選擇錯誤不僅可能造成實驗的失敗,甚至可能會出現電路燃燒等危險。
二、高中物理電學實驗難點的應對策略探究
(二)針對實驗器材難點的應對策略
對于物理電學實驗難點的完成而言,實驗器材既是重要組成部分也是一個基礎因素,因此對于實驗器材的選擇具有重大意義。首先,選擇電學實驗器材的主要依據便是能夠最大程度的降低實驗結果的誤差,基于這一原則對實驗器材的規格和使用進行適當的選擇,盡量的保證實驗的誤差在可接受的范圍內,以確保實驗的科學性。例如在對電流表進行選擇時,主要考慮的是量程這一因素,那么就可以通過判斷實驗中將出現的電流值可能出現的最大、最小量進行選擇,盡量在保證電表的指針偏轉角度被控制在1/3范圍內,這樣具備比較高的安全系數,避免在電路出現故障、電流激增的時候出現電表被燒壞等事故的發生。除此之外,由于電學實驗一般步驟較為繁瑣和嚴謹,因此需要綜合考慮各個方面的要求,同時很多的細節也需要被把握,這些都應該作為選擇實驗器材的參考性因素,以在確保安全和實驗的順利進行的前提下,盡可能的減小實驗誤差,對實驗不良因素進行有效控制。例如在電阻的測量實驗中,若是預估該電阻的數值范圍應該在2-4歐姆范圍內,那么可以選擇合適量程的滑動變阻器作為實驗器材,注意要對電路中可能出現的電流、電壓狀況進行判斷,保證它們不超過滑動變阻器的額定值,若是發現在移動滑動變阻器的滑動頭時,電流和電壓出現基本不變或者產生巨變的情況那么應當更換滑動變阻器的量程。
(二)針對實驗電路難點的應對策略
在高中物理學的電學實驗中存在著大量不同類型的電路,因此在進行電學實驗時合理的對實驗電路進行選擇是一項并不容易的事情。為了確保電學實驗能夠順利、安全的進行,學生應當根據具體的情況作出合理選擇。
第一,對于電路實驗究竟采用外接法還是內接法進行判斷。內接法和外接法是高中物理電學中最基本的兩種電路連接方式,在對該問題進行判斷時,首先要明確當電路處于臨界點時電阻值的大小,若是實驗測量出來的數據明顯的要高于臨界點數值,那么可以選擇內接法;若是實驗測量出來的數據要明顯地域臨界點數值,則應該選擇外接法。另外,若是在實際操作中對于電路在節能方面的特性有所要求的話,就盡量選用限流式電阻來進行電路實驗。
第二,對于設計電路中的分壓接法和限流接法進行判斷。在大部分電路實驗中都存在著能量的供應,即實驗電路中的電源部分為其他部分供能,而在電路設計時就供能問題電路可分為分壓接法和限流接法兩種形式。在限流接法中,若是需要在電路輸出端連接一個負載電阻的話,通常需要進行理想化考慮(即忽略電池電阻的阻值),因此學生僅僅只需要考慮滑動變阻器和該負載電壓的串聯分壓問題,然后再以此為根據對負載電阻兩端的電壓值范圍作出預估。值得注意的是,在這種情況下電壓不可由零點開始進行調節。比如在進行不同電阻條件下燈泡的特性實驗時,學生應該以燈泡的屬性為基礎,選擇合適量程和規格的滑動變阻器,通過記錄不同組織情況下燈泡的情況來歸納出燈泡的特性,如此不僅能夠在一定程度上節省電腦,還能夠提升實驗的準確度。然而對于電學實驗中的某些特殊的實驗而言,若是采用供電限流法來進行電路實驗的話將需要重點關注變阻器組織和負載阻值的大小關系。由電路中進行電壓調整的形式來看,若是滑動變阻器以全電阻形式接在實際電路中時,學生將能夠對電路實現更寬范圍的電壓調節。采用分壓解法也同樣具備對供電進行選擇的特性,若是供電電路與負載電阻相連的話,那么學生在進行電路選擇時應當重點關注線路中的串聯分壓問題。在進行電路連接時,也應當考慮先將滑動變阻器和負載電阻并聯,隨后再與其他部分串聯。值得注意的是,為了改變負載電阻兩端的電壓值,常常采用將滑動變阻器與電路中的電源直接相連的方式。
三、結束語
在進行物理電學實驗時難免會遇到許多實驗器材和實驗電路選擇方面的困難,我們首先應當遵循電學的安全設計原理,使電路的設計和選取應當具備一定的安全性,然后要嚴格的考慮規格和實驗誤差的因素等等,如此才能使物理電學實驗更加科學和準確。
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