高中物理常見的電學實驗問題的思考探究

羅銳 長順縣民族高級中學 550700

在高中物理的電學這一章節學習中，電學實驗是最重要的組成環節，是將電學理論與實際相結合的關鍵所在。高中物理教學大綱明確指出，要在電學實驗學習的過程中，使學生熟練掌握各種電路的連接方法以及量程的選擇;靈活的使用滑動變阻器，并且熟悉其主要的作用且會根據實際實驗進行選擇;學會各種實驗儀器的數據讀取和處理。但在實際物理電學實驗過程中，由于所涉及的知識點較多，且電路系統連接復雜，實際操作并沒有達到預期的結果，有些常見的電學實驗問題依舊存在，不能得到良好的解決。在此背景下，對高中物理常見電學實驗問題的探究就顯得尤為重要。

1、電表接法及量程選擇

電表的接通在實際的實驗過程中由于內部電阻的存在，多少會產生一定的誤差，從而影響實驗的最終結果。因此為了減少實驗誤差，提高實驗的精確度，保障實驗的操作質量，需要根據實際的實驗需求，選擇合理的電力實驗器材，并根據規定處理好器材的相關配置。因此，在實際操作的時候一定要合理的選擇電流表和電壓表的度量量程，做好相關電阻、電表器的接法。

第一步，在選擇電表的接法上，我們有兩種判斷方法:第一，如果電力表的內部阻力R A已知，那么電流表的電阻R V和待測電阻R X的阻值可以根據公式進行判定，若R X/R A＞R V/R X(+1)時，就表明要測電阻和電流表的實際電阻差別較大，應該采用電流表內接法，反之則應該采用電流表的外接方法。第二步，如果電壓表在實驗測試的是端路電壓時，那么電壓表的示數是不會超過實際電源電壓值的，即電路的電壓變化最大值。

如果電壓表測量的是兩端的電壓，此時的電阻額定電壓、額定電流、額定電功率和電阻這四個物理量是可以通過公式計算得出的。

如果知道其中兩個物理量的值數，就會得出其他兩個未知物理量的數值。根據各種數值的變化情況來判斷選擇合適的電表量程或者電路接法。

2、滑動變阻器作用及選擇

滑動電阻作為電學實驗中一個重要的電量儀器，其重要的調控元件經常會使用在電路之中，用來調控電路中的電流，以此滿足實驗的實際需求。滑動電阻的接法一共分為兩種:一種是分壓式接法，一種是限流式接法。

當實驗中涉及到滑動變阻時，應該遵循以下的接入原則:

(1)在實際操作中，負載上的電壓或者是電流一定要有足夠大的范圍，而且應該從0開始調節，此時應用分壓式的連接方法，例如測試“小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，就是采取了此種原則。

(2)如果在實際的操作試驗中，變阻器中的電阻小于負載電阻或者電路中串聯其他電阻的阻值時，滑動變阻器就不能夠有效的控制電壓和電流，此時應該采用分壓式的接法。

(3)如果在實際的實驗操作中，提供的電表和其他電源件的耐壓能力較小，應該采用分壓的連接方法。

(4)若在實際操作試驗中沒有明確的要求，電壓的實際變化范圍也不是很大，其他的電源件壓力要求也不是很高時，兩種接入方式都可以選擇。考慮實驗的操作方便性，滑動變阻器的接法不同，對于電阻的要求也會不同，因此要根據實驗要求進行合理選擇。對于阻值較小的變阻器來說，可以采用分壓式的接法;如果是阻值較大的變阻器，就應該采用限流式的接法。另外，由于電池的內阻力較小，在測試“用電流表和電壓表側電池的電動勢和內阻”的時候，為了減少實驗誤差，電表應該采用外接法。

3、電路連接問題

電路連接是電學實驗中最重要的一部分，無論是對電表的選擇或是對滑動變阻器的選擇，都是為了進行電路連接而做的準備。由于電路實驗本身就具有一定的危險性，由于電路連接不當，很有可能造成電路燒毀事件和觸電事件，所以需要學生用更謹慎的態度來對待電路連接。在連接電表時，注意電表正負極的接入方向，確保正確接入。在連接電流表時，應根據已知的電表內部阻值，依據公式計算出應當使用外接法或是內接法進行連接。而連接電壓表時，則應該采用與所測電器并聯的方式，并確定電流走向與電路正負極一致，防止實驗失敗，損傷電表，甚至意外事件的發生。在連接滑動變阻器時，應依據實際使用情況來選擇使用分壓式接法或是限流式接法。在滑動變阻器的全阻值明顯小于負載電阻值的情況下，如“小燈泡的伏安特性曲線”實驗，負載上的電壓一定要有足夠大的范圍，并且應該從0開始調節。

這種情況就應該采用分壓式的連接方法對滑動變阻器進行連接。反之，在滑動變阻器的全阻值比負載電阻值大的情況下，應當采用限流式的連接方法。而在兩種連接方法都可以使用時，應該優先選擇使用限流式接法。這主要是因為限流式具有低耗能的優勢，且電路結構簡單，因此優先使用限流式接法，能夠提高電路效率，降低能耗。

4、結語

綜合以上分析我們可以看出高中物理電學實驗中的重點和難點，電學知識的復雜性、綜合性都為電學實驗的操作帶來很大的挑戰。因此我們應該充分的熟知高中物理電學的理論知識，并在實踐操作中不斷積累經驗，及時分析和整理常見的實驗問題，為后續物理電學實驗打下基礎。總之，電學實驗是物理學習中不能忽視的一部分，也是高考物理考試中的熱點考題，實驗當中的這些常見問題不論是學生還是教師都應予以重視。只有積極地面對這些問題，并加以改正，才能為今后對物理進一步的學習打下基礎，做到在實踐中學習。