物理電學中電路設計與靜電應用的分析

摘 要高中物理學習中，電學十分關鍵，無論是知識原理還是應用過程，都需要我們給予更多的重視，只有掌握電學常識，才能更好地提升學習效率和水平，輕松應對高考。另外，要在學習過程中結合生活中的靜電現象，對設計結構和靜電作用之間的關系建立有效認知，實現對知識點的進一步鞏固。

【關鍵詞】物理電學；電路設計；靜電作用

將生活和物理知識鏈接在一起，能提高我們的解題水平，近幾年，高考中這樣的題目逐漸增多，也需要我們給予更多的重視，真正從根本上提高自身的物理素養(yǎng)，更好地學好高中物理。

1 物理電學中電路設計要求和方法

1.1 物理電學中電路設計的要求

首先，要選擇適宜的元件，在電學實驗題目中，只有保證元件的選取符合標準，才能有效提高電路設計的實效性，確保電源合適的同時，進一步考量相關電路設計結構，從而完善電流值的具體參數。并且，要有效選擇電流表和電壓表等，尤其是對其量程進行分析，保證設計精確性的同時，要適宜自身設計的電路。

其次，要了解相關元件的設計意圖和使用方法，只有保證元件使用規(guī)則貼合設計要求，才能完善電路實驗結果。

最后，結合具體參數繪制電路，尤其是對特殊電路，確保設計結構符合常規(guī)，相關元件都能在電路中發(fā)揮作用，從而保證設計的有效性以及電路運行的通暢性。

1.2 物理電學中電路設計的方法

在具體的設計方法建立過程中，我們要秉持完整的設計思路開始試驗操作，無論是在設計過程中選擇了何種理論知識以及實驗器材，都要滿足具體的設計理念，確保設計目標的合理性和有效性。需要注意的是，由于機械存在誤差，因此，要對其進行全面調節(jié)，并且選取最適宜電路的機械，減少誤差對其產生不良的影響，一定程度上提高試驗的實際價值。除此之外，設計元件的選擇也要對其可操作性予以判斷和分析，著重考量安全性。針對一些設計思路較為復雜的電路，安全性最為關鍵，若是元件選取不當就會造成電路短路或者是斷路問題。

在具體的設計中，設計方案也要符合實際設計要求，不同的設計方案會產生差異化設計效果，因此，要針對實驗目的、實驗器材、實驗要求等進行細化處理，整合相關數據后繪制有效的電路圖。值得一提的是，在電路設計方案中，要對具體要求進行細化。（1）電流表內接還是外接，會直接影響電路設計結構，對具體求值也會產生影響。（2）滑動變阻器是分壓式還是限流式，會對整個電路的電阻情況產生影響。（3）電路整個結構是伏安法測量還是半偏法測量。只有對相關參數進行系統化分析，選取有效的方法，才能提高電路設計的實際水平，確保電路能正常運行。另外，為了提高實驗的有效性，在電路設計方面盡量簡化，保證相關實驗能有序開展。

2 物理電學中靜電應用

在高中物理學習中，電學知識十分關鍵，也是高考中的常見考點，其中，電路設計試驗貫穿了整個高中物理，無論是解題還是應用其構建答題框架，都成為了困擾我們很多人的難題，由于其本身較為抽象，需要我們結合題目中的相關因素進行深度分析。靜電作用是高中物理選修課程，涉及的內容主要包括靜電平衡等問題，要想將靜電作用和電路設計結合在一起，就要對兩者的關系有明確的認知。在達到靜電平衡的情況下，導體內部不存在電荷，內部電場為零，相應的電荷會集中分布在導體表面。針對這個性質，在電路設計方面，就要保證相關參數和實際情況符合標準，且能借助有效的電荷處理和抵消方式，從根本上提高電路設計的安全性和有效性。電路設計過程要保證相關元件的靜電平衡，從而一定程度上提高設計效果，為后續(xù)操作和求解相關參數提供保障。

3 例題

題目中已知條件為小燈泡的伏安特性曲線，小燈泡的規(guī)格是2.5伏特/0.3安培，借助3伏特的干電池以及滑動變阻器對其進行供電，實驗要求小燈泡的兩端電壓要從零坐標開始調節(jié)。結合題目中的相關要求，電路設計只能是按照分壓接法，需要注意的是滑動變阻器阻值的選取，要有效考慮題目中的相關問題，從而保證電路設計結構能按照有效操作標準有序進行。結合題目，若是要想燈泡正常發(fā)光，電阻數值要控制在12.5歐姆左右，因此，要在實驗室中選擇5歐姆或者是10歐姆的滑動變阻器。

在總結相關參數后，要按照標準化流程有效設計電路結構，完善設計思路和實際方法，從教材中對相關參數予以分析后，利用我們已經掌握的物理知識和實驗原理提出更加有效的設計方案，確保設計結構的有效性。另外，無論是電路連接方式還是相關測試的注意事項，都要在實驗過程中有效總結，從而保證實驗的完整性和實效性。

總而言之，在高中物理電學學習過程中，電路設計和靜電作用的結合就是理論和實踐的結合，我們不能將物理知識和實際生活割裂開，只有養(yǎng)成良好的物理分析思路，才能更好地應對高考物理中的實際問題，提升答題效率和質量。

參考文獻

[1]齊慶會.高考物理實驗題中電路設計與連接問題的解析[J].山東教育學院學報，2014，16（04）：92-94，96.

[2]張躍軍，汪鵬君，李剛等.基于信號傳輸理論的Glitch物理不可克隆函數電路設計[J].電子與信息學報，2016，38（09）：2391-2396.

[3]鄭鑫.組合邏輯電路設計的學習方法探討與實踐[J].教育界，2014（15）：83-84.

作者單位

湖南省長沙市長郡中學 湖南省長沙市 410000