對(duì)高中物理常見(jiàn)電學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的探究

陳文

摘 要：在高中物理課程教育活動(dòng)中，電學(xué)實(shí)驗(yàn)一直都是十分重要的內(nèi)容，作為物理理論知識(shí)銜接現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的主要環(huán)節(jié)，也是考試中必考的知識(shí)。電學(xué)實(shí)驗(yàn)作為高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的關(guān)鍵內(nèi)容，只有學(xué)生真正掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，才可以在高考取得好成績(jī)。

關(guān)鍵詞：高中；物理；電學(xué)實(shí)驗(yàn)；問(wèn)題；探究

在高中物理教材中，電學(xué)實(shí)驗(yàn)作為關(guān)鍵內(nèi)容，有效將電學(xué)理論與現(xiàn)實(shí)操作進(jìn)行結(jié)合是必要的。新課改明確指出，教師要在教學(xué)電學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)時(shí)，使學(xué)生掌握多種電路的連接方式、合理選擇量程的方法、自主讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。但是從實(shí)際教學(xué)情況來(lái)看，因?yàn)殡妼W(xué)實(shí)驗(yàn)涉及的知識(shí)比較多，且電路系統(tǒng)自身比較難以理解，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果十分不理想。基于此，文章主要以人教版高中物理教材為例，對(duì)高中物理常見(jiàn)電學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題進(jìn)行探究。

一、合理選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)器械

電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的選取需要遵循安全性與誤差性的要求，一般情況下在選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)器械過(guò)程中會(huì)最先考慮電學(xué)實(shí)驗(yàn)條件需求。在此基礎(chǔ)上按照實(shí)驗(yàn)順序要求選擇電源、電流表、變阻器、電壓表等。在實(shí)際選擇過(guò)程中，教師需要保證電路的安全性，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是指在使用過(guò)程中盡可能避免出現(xiàn)由于承載過(guò)量而導(dǎo)致儀器損傷的問(wèn)題[1]。在選擇器材時(shí)，必須要滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件：（1）依據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇最為適宜的量程，要求指標(biāo)的偏轉(zhuǎn)數(shù)值較大，只有這樣才可以避免在測(cè)讀過(guò)程中出現(xiàn)誤差。（2）按照實(shí)驗(yàn)需求選擇滑動(dòng)變阻器。若是在實(shí)驗(yàn)中采用滑動(dòng)頭還在移動(dòng)時(shí)讀出的數(shù)值，本次實(shí)驗(yàn)所求得結(jié)果將出現(xiàn)較大偏差。（3）以實(shí)驗(yàn)的操作要求對(duì)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行選擇，只有這樣才可以求出最佳的答案。同時(shí)，盡可能選擇一些比較小誤差的實(shí)驗(yàn)儀器。（4）以環(huán)保為主題，盡可能節(jié)省大功率電路的能量。

由此可以得出，在選取高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材過(guò)程中，必須要遵循以下幾個(gè)步驟：在選擇電源過(guò)程中，需要按照用電所需選擇直流電源，一般情況下不可以超出器材自身承載的電壓值。在選擇電表過(guò)程中，需要在保證最大量程的基礎(chǔ)上選擇較小的電表。在選擇滑動(dòng)變阻器時(shí)，則需要充分考慮電流、電壓等條件。

二、電流表的內(nèi)、外接問(wèn)題

電流表接在電壓表兩接線(xiàn)柱外側(cè)，統(tǒng)稱(chēng)為“外接法”。在外接法中，電流代表數(shù)并非流過(guò)R的電流，此種方法測(cè)量電阻會(huì)有一定誤差。電流表接在電壓表兩接線(xiàn)柱內(nèi)側(cè)，統(tǒng)稱(chēng)為“內(nèi)接法”。在內(nèi)接法中，電壓代表并非R兩端的電壓，此種方法測(cè)量電阻會(huì)有一定誤差。

例1.有一個(gè)小燈泡標(biāo)有“6V、1.2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測(cè)量這個(gè)燈泡的I-U圖線(xiàn)，下列器材可供選用：A.電壓表（0～5V，內(nèi)阻約10kΩ）B.電壓表（0～10V，內(nèi)阻約20kΩ）C.電流表（0～0.3A，內(nèi)阻約1Ω）D.電流表（0～1A，內(nèi)阻約0.4Ω）E.滑動(dòng)變阻器（10Ω，2A）F.學(xué)生電源（直流9V），還有開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)。

（1）實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選______，電流表應(yīng)選______。（用序號(hào)字母表示）

（2）為使實(shí)驗(yàn)誤差盡可能減小，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。

解析：（1）儀表的選擇應(yīng)本著安全準(zhǔn)確的原則；電壓表要測(cè)量燈泡兩端的電壓，故應(yīng)通過(guò)燈泡的額定電壓值判斷需要的電壓表；由流過(guò)燈泡的電流判斷需要的電流表；根據(jù)滑動(dòng)變阻器分壓及限流接法的不同作用，結(jié)合題意選擇滑動(dòng)變阻器的接法；由電流表、電壓表與燈泡內(nèi)阻間的大小關(guān)系確定電流表的接法。

（1）因燈泡的額定電壓為6V，為保證安全選用的電壓表量程應(yīng)大于6V，故只能選用0～10V的電壓表，故選B；燈泡的額定電流I=■=■=0.2A；故電流表應(yīng)選擇0～0.3A的量程，有利于減小讀數(shù)誤差，故選C；（2）因小燈泡電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，故電流表應(yīng)用外接法，因要求電流從零調(diào)，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法，電路圖如圖1所示。

故答案為：（1）B、C；（2）如圖1。

三、電阻測(cè)量

電阻策略一直都是高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)的重難點(diǎn)，定值電阻的測(cè)量方法主要包括：伏安法測(cè)電阻、代替法、比較法、多用電表測(cè)電阻、電橋法等。伏安法測(cè)電阻的兩種接法：（1）電流表外接法：在電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Rx時(shí)使用（此時(shí)I0≈0）；（2）電流表內(nèi)接法：在電流表的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Rx時(shí)使用（此時(shí)U0≈0）。

例2.如圖2所示，用伏安法測(cè)電阻時(shí)有如圖2所示的甲、乙兩種接法，下面說(shuō)法中正確的是

解析：當(dāng)待測(cè)電阻阻值與電壓表、電流表的阻值相差不多時(shí)，可根據(jù)：RARV>Rx2時(shí)，采用電流表外接法；當(dāng)RARV

A.當(dāng)Rx>>RV時(shí)，用甲種接法誤差較小，當(dāng)Rx<

B.當(dāng)Rx<>RA時(shí)，用乙種接法誤差較小

故選B。

綜上所述，高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)學(xué)習(xí)難度較高，許多學(xué)生表示束手無(wú)策?；诖藛?wèn)題，教師需要依據(jù)存在的問(wèn)題，制定解決方案，樹(shù)立學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，在解題過(guò)程中扎實(shí)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，進(jìn)而不斷提升課程教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐華，郭金梅.高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中電路圖的學(xué)習(xí)探究[J].學(xué)周刊，2016（6）：178.

[2]趙子怡.高中物理常見(jiàn)的極值問(wèn)題解法探究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2016（30）：160-161.

編輯 謝尾合