高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中電路的分析

楊偉勤

摘要：物理是高中的一門必修基礎(chǔ)課程，而電學(xué)內(nèi)容又是高中物理的重點(diǎn)內(nèi)容之一，且每年高考必考。因此教師要充分認(rèn)識(shí)培養(yǎng)學(xué)生電學(xué)解題能力的重要性，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生電學(xué)方面解題能力的培養(yǎng)，這對(duì)于提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)是十分必要的。在高中物理電學(xué)教學(xué)中，學(xué)校對(duì)學(xué)生進(jìn)行理論教育的同時(shí)，也要相應(yīng)的開設(shè)一些相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程。這樣，不僅可以幫助學(xué)生提高動(dòng)手能力，還能增強(qiáng)學(xué)生的知識(shí)記憶能力，從而幫助他們更好的掌握物理知識(shí)點(diǎn)。本文通過(guò)案例分析的方式來(lái)展開對(duì)于高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的探究。

關(guān)鍵詞：電學(xué)實(shí)驗(yàn);電路分析

物理實(shí)驗(yàn)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模脤W(xué)過(guò)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，學(xué)生需要根據(jù)老師的指導(dǎo)，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后再分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。在高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，電路的選擇和連接是很重要的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，在高考中，電路知識(shí)也是必考內(nèi)容。但是很多高中生還沒有正確的理解物理的電路問題，因此需要教師引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手，進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)來(lái)加強(qiáng)對(duì)于電路的理解。下面我將結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)談幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)和見解。

一、實(shí)驗(yàn)儀器的合理選擇

參考教學(xué)大綱和高考考核的要求，實(shí)驗(yàn)儀器主要是滑動(dòng)變阻器、電表、電源等，一般來(lái)說(shuō)主要是從以下三個(gè)方面權(quán)衡考慮：1、根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差的原則來(lái)選擇電表。首先需要確保電流不能超過(guò)電流表的量程，電壓表上的電壓也不能超過(guò)使用量程。根據(jù)這些來(lái)選擇合適的量程。一定要讓表盤指針有很大的偏轉(zhuǎn)（一般取滿偏的三分之二左右），以減少測(cè)度的誤差。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的電壓和電流最大值來(lái)選擇合適的滑動(dòng)變阻器。值得注意的是流過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流不能超過(guò)其額定值。3、應(yīng)根據(jù)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理和基本要求來(lái)選擇實(shí)驗(yàn)儀器。所以對(duì)于這種情況，需要熟悉掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，才能作出恰當(dāng)?shù)倪x擇。

二、電路的選擇

第一，在開展進(jìn)行物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，關(guān)于電路的選擇，一般有兩種方法，一種是內(nèi)接法，一種是外接法。要根據(jù)最基礎(chǔ)的電學(xué)原理選擇合適的電路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果比電阻的臨界值大，需要采取內(nèi)接法。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果比臨界值小，需要采取內(nèi)接法。所以需要先確定電阻的臨界值。一些題目中給出提示，學(xué)生可以將其設(shè)計(jì)成簡(jiǎn)易的電路或者保證電路的節(jié)能性，故應(yīng)當(dāng)采取限流式電阻。如果題目中已經(jīng)給出了由零點(diǎn)起調(diào)，或者要求提高精確度，就要采取分壓式電路電阻。

第二，因?yàn)槊宽?xiàng)電學(xué)實(shí)驗(yàn)開展都需要電能的支持，所以必須考慮到供電問題。故從供電方面考慮，可采用限流接法和分壓接法來(lái)進(jìn)行。在限流接法中，在電路輸出端連接負(fù)載電阻，在將電池內(nèi)電阻忽略不計(jì)的情況下，只需要將滑動(dòng)變阻器和負(fù)載電阻間所產(chǎn)生的串聯(lián)分壓考慮進(jìn)來(lái)，這樣可以將負(fù)載電阻兩側(cè)可調(diào)節(jié)的電壓幅度確定下來(lái)。但是在此情況下，對(duì)負(fù)載電阻兩側(cè)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)無(wú)法由零點(diǎn)開始。如，在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生能夠?qū)⒔尤腚娐泛鬅襞莸奶卣髯兓枋龀鰜?lái)，所以應(yīng)當(dāng)采取和小燈泡相適應(yīng)的滑動(dòng)變阻器。相較而言該種操作方式簡(jiǎn)單便捷，且電能消耗較小。

此外，部分電學(xué)實(shí)驗(yàn)較為特殊，可能會(huì)采取到供電限流接法。在面對(duì)該種情況，則需要將變阻器電阻值和負(fù)載電阻進(jìn)行重新搭配。在對(duì)電壓調(diào)節(jié)時(shí)可發(fā)現(xiàn)，如若對(duì)滑動(dòng)變阻器要求電阻較大的情況下，則其可調(diào)節(jié)范圍也相對(duì)較大。除此之外，分壓接法同樣具有供電選擇的特征，如若連接負(fù)載電阻和供電電路，則分壓接法的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是將串聯(lián)分壓計(jì)算出來(lái)，先并聯(lián)負(fù)載電阻及其左端滑動(dòng)變阻器，之后在實(shí)施右端串聯(lián)。

三、通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量電路中的電動(dòng)勢(shì)

通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，主要是為了讓學(xué)生學(xué)習(xí)電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量方法，針對(duì)高中物理教材中，電學(xué)實(shí)驗(yàn)課程分析，能夠看出，高中物理實(shí)驗(yàn)大多數(shù)是訓(xùn)練類、驗(yàn)證類、測(cè)量類的實(shí)驗(yàn)操作課程。這些實(shí)驗(yàn)的主要目的是讓學(xué)生熟練掌握基本的實(shí)驗(yàn)儀器操作，讓學(xué)生對(duì)一些物理特性有所了解，通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握基本的物理規(guī)律，進(jìn)行一些基本的物理實(shí)驗(yàn)操作，測(cè)量一些基本數(shù)據(jù)。在強(qiáng)化學(xué)生個(gè)人能力的同時(shí)，更在不同層面上促進(jìn)了學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)能力的提高，同時(shí)，也對(duì)正確認(rèn)識(shí)、理解物理規(guī)律起到了積極地作用。

如圖所示，讓學(xué)生按照電路圖選擇合適的電阻和電流表測(cè)量電動(dòng)勢(shì)。學(xué)生需要掌握電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量方法，了解具體的測(cè)量步驟，掌握其實(shí)驗(yàn)原理;還可以讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，通過(guò)比較不同方法測(cè)量得出的結(jié)果來(lái)分析它們的區(qū)別以及優(yōu)缺點(diǎn)。

總之，在講解高中物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，老師需要積極地引導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程、探究實(shí)驗(yàn)原理，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的思維，強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。在實(shí)驗(yàn)中，教師要培養(yǎng)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)自進(jìn)行信息篩選、在自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中積極思考、努力探索的能力，在學(xué)生獨(dú)自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中提升學(xué)生分析能力、解決問題的能力和抽象能力等綜合能力。本文通過(guò)對(duì)電路和儀器選擇的講解和例子的分析來(lái)幫助學(xué)生更好的學(xué)習(xí)、理解、運(yùn)用高中物理電路的知識(shí)，希望借此促進(jìn)高中物理教學(xué)質(zhì)量的提升，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效提升。

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