高中物理電學實驗中的電路設計分析

劉俊

摘 要：高中物理是高中階段一門重要的科目，電學又是高中物理教學內容當中的重點。隨著近年來物理課程的逐漸更新，高中物理電學試驗中也比較重視學生的創新意識。因此，筆者結合高中物理電學實驗中的電路設計進行分析，結合學生的實際情況開展教學工作，有效提高高中物理教學綜合質量。

關鍵詞：高中物理 電學實驗 電路設計 分析

在高中物理教學過程中，電學實驗有著其重要的特征。在高中物理教學過程中，不僅需要對基礎理論知識進行學習，還應該不斷進行實踐。面對越來越多的物理實驗，物理教師應該不斷增強自身能力，這樣才能對電路實驗進行合理地選擇和分析，進而培養學生的物理實驗能力，也加深了學生對物理知識的認知。[1]

一、高中物理電學實驗中電路設計的主要原則

高中物理的難度比較大，一般情況下，高中物理的電學實驗電路設計有三個重要原則，即準確性、安全性和適合性。在這個過程中，電路設計需要注意安全，這就要求教師應該知道學生選擇合適的實驗器材和電路，學生在實驗的過程中也要注意操作規范，一旦操作不當將會對學生的安全造成影響。同時，還應該確保電路設計的準確性，一個準確的電路設計，能夠提高實驗的成功率，避免對實驗器材帶來損耗。此外，還應該重視電路設計過程中的適合性，只有根據實際情況，選擇比較合適的實驗器材和電路，才能夠確保實驗的正常開展。所以，高中物理電學實驗中的電路設計應該嚴格遵照這些原則，只有這樣才能夠增強物理教學效果，提高學生的物理成績。[2]

二、高中物理電學實驗中的電路設計分析

1.明確電路設計的目的

高中物理教學過程中，進行電路設計，最重要的就是針對設計目的進行分析，這樣才能夠讓學生對相關的物理知識有所了解，這也是高中物理電學實驗開展的基本目的。在確定相關目的之后，教師還應該引導學生回憶以前學習的內容，讓學生對已經學習的知識有一個大致上的了解，加強學生對不同物理學現象之間的聯系，讓學生自己發現其中的密切關聯，在此基礎上展開實驗，這樣的實驗過程目的性更強，效果更加明顯。

2.科學選擇電路設計方法

在高中物理電學實驗的電路設計過程中，并不是只有一種電路設計方法，教師應該結合電學實驗的相關原則來選擇合適的方案，進而完成對電路的合理設計。在設計電壓表內阻是3千歐，量程為3伏且電流表的量程為1毫安，電路中的滑動變阻器的最大值不能超過20歐姆，且電源的電動勢是3伏，設計這樣的一個電路實驗圖，并完成對電壓表內阻的測量。在設計這個電路時，要讓學生明白，電路主要是由控制電路和測量電路兩部分組成，按照已知條件中的數據完成電路設計，并在電路圖上進行可行性的研究，并逐漸讓電路設計狀態變得正常。電路設計如下圖：

三、高中物理電學實驗中的電路設計選擇

1.選擇適合的測量電路

在高中物理教學過程中，電學實驗中的電路設計選擇也對電學實驗的開展產生了一定的影響。在電學實驗電路中，可以將電流表和電壓表利用外接法或者內接法接入到實驗電路當中。為了降低電表內阻的影響，可以將電流表的內阻設置為RA，并將電壓表的內阻設置為Rv，這樣學生可以在不知道實驗電路的電壓、電流表的內阻的情況下，選擇電路，在將電路接通之后，仔細觀察電壓表和電流表的指數，以此來判斷電壓表和電流表的接法。在這個過程中，學生可以觀察電流表與電壓表之間的示數，一旦果電流表的示數變化比電壓表變化的明顯，就需要使用內接法。反之則采用外接法。[3]

2.選擇適合的控制電路

在電路設計過程中，有時可能會對電路中電阻兩側的電壓值進行改變，這就需要將電路的電源與滑動變阻器進行連接。連接過程中可以選擇分壓連接法，也可以選擇限流連接法。當電路中的滑動變阻器變小的情況下，需要將其調大，但是此時電路當中的電流就會超過最大允許值，這時就需要選擇分壓連接方法。在電路設計過程中，控制電路的選擇對整個電學實驗的作用非常顯著，只有合理有效地選擇適合的控制電路，才能夠保證電路設計的有效開展，也才能夠更好地完成電學實驗，保證高中物理電學實驗教學的有效開展。

例如：筆者在教學過程中，會讓學生針對具體的情況，來選擇電路的接法。首先，當電學實驗當中的電路中的電流、電壓從0開始發生變化時，就需要使用分壓接法;其次，電學實驗中對電壓或者電流的數據取值比較多時，應該采用分壓接法;再次，當電路中的滑動變阻器的阻值比電路中的電器阻值的一半還少時，需要采用分壓接法，這樣才能避免電路實驗的調節不變;最后，實驗電路當中的流過的最小電流超過電流表的量程，電路中的最小電壓仍然比額定電壓要大，此時仍然使用分壓接法。只有當實驗電路滿足兩種電路的實驗要求的情況下，才會有限選擇限流接法。

3.選擇合理的實驗器材

高中物理電學實驗中的電路設計中，想要保證實驗的有效進行，還應該重視實驗器材的選擇。在電路實驗中，主要的器材有電表和滑動變阻器。在選擇適合該次電路實驗的實驗器材中，應該保證電表受到損傷的程度最低，在此基礎上選擇合適的電流表，且電路中的電壓和電流不能超過相應的量程。同時，在電流表和電壓表時，也要充分考慮到另一個電表，進而能夠根據電路當中的電壓值和電流來對滑動變阻器進行確定。在這個過程中，如果滑動電阻器出現了移動，就需要運用分壓式連接法來進行連接。在高中物理電學實驗中的電路設計中，要綜合考慮實驗中的一些關鍵因素，加強實驗中各個因素之間的聯系，同時也需要對電阻設定條件進行有效的考察，進而完成電路設計，保證電學實驗的有效開展。

4.遵循電路設計的相關原理

高中物理電學實驗中的電路設計，需要遵循相應的電路設計原理。在這個過程中，應該使用電壓表和電流表來對電路當中的金屬絲和燈泡進行測量。所以，在電路設計過程中，應該遵循相應的原理，只有這樣，才能夠保證電路設計的準確性和適合行，進而確保電學實驗的順利開展。

結語

總的來說，高中物理電學教學是高中物理教學過程中的一個重要的組成部分。在電路設計分析當中，應該遵循電路設計的相關原則，并在電路設計原理的指導下選擇適合的器材和設計方式。只有這樣，才能夠保證高中物理電學實驗的順利開展，提高高中物理教學質量，提高學生的物理學習能力，進而提高學生的綜合素質。

參考文獻

[1]劉浪沙.淺談高中物理電學實驗電路的分析與選擇[J].農家參謀，2017，21：101.

[2]徐君航.高中物理教學中常見電學實驗問題分析[J].學周刊，2018，02：112-113.

[3]張晟霆.高中物理電學實驗設計分析[J].黑龍江科學，2017，805：104-105.