徐蕾

摘 要：在高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生經(jīng)常遇見(jiàn)的電表問(wèn)題、滑動(dòng)變阻器問(wèn)題、電路連接問(wèn)題是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是需要學(xué)生重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。在高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生要謹(jǐn)慎、細(xì)心，用準(zhǔn)確的電學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和操作流程，確保電學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全性和準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：高中物理；教學(xué)；電學(xué)實(shí)驗(yàn)

電學(xué)實(shí)驗(yàn)是高中物理中的重點(diǎn)，電學(xué)知識(shí)的復(fù)雜性給我們學(xué)習(xí)帶來(lái)一定的難點(diǎn)，我們應(yīng)該對(duì)電學(xué)方面的理論知識(shí)進(jìn)行充分的掌握，才能在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而為電學(xué)實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對(duì)于高中生來(lái)說(shuō)，我們不僅要掌握理論知識(shí)，還要學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)而提高我們的綜合能力。

一、電表接法及量程選擇

為了保證電學(xué)實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)度，減少實(shí)驗(yàn)中各種因素產(chǎn)生的誤差，我們可以根據(jù)具體的電學(xué)實(shí)驗(yàn)要求，選取適宜的電流表和電壓表的度量量程，并準(zhǔn)確地接好相關(guān)電阻、電表器等。1.電表的接法。對(duì)于電表的接法操作，我們可以采用以下方法加以判定：（1）當(dāng)電流表的內(nèi)部阻力RA為已知條件時(shí)，則電壓表的電阻RV以及待測(cè)電阻RX的阻值，可以通過(guò)一定的公式計(jì)算法獲得并判定。對(duì)于電表的接法，我們可以采用內(nèi)接法和外接法兩種不同的方式。2.量程的選擇。選擇適宜的電表量程是高中電學(xué)實(shí)驗(yàn)的前提。在選擇量程的過(guò)程中，無(wú)論是對(duì)于電流表還是電壓表來(lái)說(shuō)，都不能使流經(jīng)電流或電路兩端的電壓超過(guò)電表的量程。如果一旦電表的量程沒(méi)有達(dá)到有效的預(yù)期，則對(duì)于電表來(lái)說(shuō)就是不可挽回的損失。如果電表的量程過(guò)高，則會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中的誤差，產(chǎn)生對(duì)電流或電壓值測(cè)量不夠精準(zhǔn)的問(wèn)題。因此，要注意先選用大量程電表，當(dāng)明確量程之后，再進(jìn)行電表的合理調(diào)節(jié)。3.校準(zhǔn)與測(cè)量。在選擇合適的量程之后，還要對(duì)電表進(jìn)行校準(zhǔn)。這是高中電學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備步驟和環(huán)節(jié)。要校準(zhǔn)電表的指針是否歸零，使其在平面上可以靈活地調(diào)節(jié)

二、滑動(dòng)變阻器問(wèn)題

首先，在選擇滑動(dòng)變阻器的時(shí)候，要考慮到滑動(dòng)變阻器的安全性和靈活性，滑動(dòng)變阻器不止起到控制電路中電流變化的作用，還起著保護(hù)電路的作用。因此，在選擇滑動(dòng)變阻器時(shí)，要制定其所能承受的最大電流值和其本身的最大電阻值，既不能選擇額定電流過(guò)小的滑動(dòng)變阻器，防止電路中因電流過(guò)大而毀壞電器，也不能選擇阻值過(guò)大的滑動(dòng)變阻器，防止因電阻過(guò)大導(dǎo)致電流、電壓基本不動(dòng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)生。其次，在使用滑動(dòng)變阻器前，應(yīng)當(dāng)將滑片滑動(dòng)幾次，以去除覆蓋在電阻絲上的灰塵以及污物，保證良好的接觸，防止因接觸不良而導(dǎo)致電路短路，進(jìn)而造成實(shí)驗(yàn)失敗，甚至危機(jī)實(shí)驗(yàn)者的生命、財(cái)產(chǎn)安全。最后，在使用滑動(dòng)變阻器時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行操作。這不僅是實(shí)驗(yàn)成功的前提，也是實(shí)驗(yàn)者生命、財(cái)產(chǎn)安全的保障。在連接電路時(shí)，將滑動(dòng)變阻器的滑片滑至阻值最大的一端，保證突然接通電路時(shí)不會(huì)因電流過(guò)大燒壞電源和電表。在使用中，學(xué)生應(yīng)當(dāng)保證不觸碰到滑動(dòng)變阻器的金屬滑片、滑桿和線圈等容易導(dǎo)電的地方，用雙手進(jìn)行操作--一手扶持固定，一手調(diào)節(jié)阻值。增加實(shí)驗(yàn)的安全性，防止觸電事件的發(fā)生。

三、電路連接問(wèn)題

由于電路實(shí)驗(yàn)本身就具有一定的危險(xiǎn)性，由于電路連接不當(dāng)，很有可能造成電路燒毀事件和觸電事件，所以需要學(xué)生用更謹(jǐn)慎的態(tài)度來(lái)對(duì)待電路連接。在連接電表時(shí)，注意電表正負(fù)極的接入方向，確保正確接入。在連接電流表時(shí)，應(yīng)根據(jù)已知的電表內(nèi)部阻值，依據(jù)公式計(jì)算出應(yīng)當(dāng)使用外接法或是內(nèi)接法進(jìn)行連接。而連接電壓表時(shí)，則應(yīng)該采用與所測(cè)電器并聯(lián)的方式，并確定電流走向與電路正負(fù)極一致，防止實(shí)驗(yàn)失敗，損傷電表，甚至意外事件的發(fā)生。在連接滑動(dòng)變阻器時(shí)，應(yīng)依據(jù)實(shí)際使用情況來(lái)選擇使用分壓式接法或是限流式接法。在滑動(dòng)變阻器的全阻值明顯小于負(fù)載電阻值的情況下，如“小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)，負(fù)載上的電壓一定要有足夠大的范圍，并且應(yīng)該從0開(kāi)始調(diào)節(jié)。這種情況就應(yīng)該采用分壓式的連接方法對(duì)滑動(dòng)變阻器進(jìn)行連接。反之，在滑動(dòng)變阻器的全阻值比負(fù)載電阻值大的情況下，應(yīng)當(dāng)采用限流式的連接方法。而在兩種連接方法都可以使用時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先選擇使用限流式接法。這主要是因?yàn)橄蘖魇骄哂械秃哪艿膬?yōu)勢(shì)，且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此優(yōu)先使用限流式接法，能夠提高電路效率，降低能耗。

四、讀數(shù)及數(shù)據(jù)處理

有時(shí)一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行公式轉(zhuǎn)換，但因粗心或公式套用錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。在實(shí)驗(yàn)中，我們通常用以下幾種方法來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)誤差分析。

第一，函數(shù)解析法。通過(guò)歐姆定律計(jì)算出待測(cè)電阻在不考慮電表內(nèi)阻和考慮電表內(nèi)阻兩種情況下的表達(dá)式，前為測(cè)量值，后為理論值，兩者大小的差別就是測(cè)量結(jié)果和理論結(jié)果的差別。

第二，圖像描點(diǎn)法。在記錄多組數(shù)據(jù)并且要用圖像進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的實(shí)驗(yàn)中，考慮分析坐標(biāo)點(diǎn)在不考慮和考慮電表內(nèi)阻的兩種情況下的橫縱坐標(biāo)的大小關(guān)系，通過(guò)對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)的平移來(lái)找出測(cè)量圖與理論圖的偏差。

第三，等效法。這種方法需要對(duì)問(wèn)題有深刻的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，利用等效的思想，分析實(shí)際測(cè)量結(jié)果的等效結(jié)果，分析其與真實(shí)值之間的偏差。

五、對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)的應(yīng)對(duì)策略

1夯實(shí)理論基礎(chǔ)知識(shí)

為了保證學(xué)習(xí)效率的提升，夯實(shí)理論基礎(chǔ)知識(shí)是極有必要的工作。在高中階段的物理課程教學(xué)中，電學(xué)實(shí)驗(yàn)雖然內(nèi)容不是特別多，但所涵蓋的范圍非常廣泛，如上面所提對(duì)電流表等儀器的應(yīng)用，屬于實(shí)驗(yàn)操作順利進(jìn)行的前提條件，此外，對(duì)于電路圖如何進(jìn)行繪制的思考，也會(huì)幫助學(xué)生在電學(xué)實(shí)驗(yàn)具體操作過(guò)程中，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程控制得更好，保證實(shí)驗(yàn)探索過(guò)程的如實(shí)記錄。再者，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行選擇，也應(yīng)當(dāng)是事先做好充分準(zhǔn)備的工作，這些均是理論基礎(chǔ)知識(shí)夯實(shí)的內(nèi)容，把這些工作做好，才能讓我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，以更為穩(wěn)定的心態(tài)、更為優(yōu)良的技巧，依次做好每一項(xiàng)操作工作，直到實(shí)驗(yàn)的最終順利完成。

2提升實(shí)踐操作能力

在整個(gè)電學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中，將自身思維能力調(diào)整到一個(gè)理想的狀態(tài)，使之產(chǎn)生對(duì)于電學(xué)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)與嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，既能夠扎實(shí)基礎(chǔ)，又敢于不斷提出質(zhì)疑，利用持續(xù)總結(jié)與創(chuàng)新的態(tài)度，將自身實(shí)踐操作能力提升到一個(gè)新的層次。比如當(dāng)接觸到電阻器應(yīng)用方法的時(shí)候，通常會(huì)采取限流方法及分壓方法，在使用分壓方法時(shí)，則又會(huì)依實(shí)際情況的區(qū)別，給予具體選擇的差異對(duì)待。在此過(guò)程中，學(xué)生可以掌握并進(jìn)行應(yīng)用的方法是極為多元的，只有不斷嘗試，不斷操作，才能保證難點(diǎn)應(yīng)對(duì)過(guò)程的游刃有余。通常情況下，學(xué)生需要在教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)出具有可行性的方案，接下來(lái)便需要以充分的自主操作對(duì)其加以驗(yàn)證、修訂，并隨時(shí)將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，利用這種一面思考一面操作的方式，實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)的克服終會(huì)實(shí)現(xiàn)。

3完善知識(shí)體系構(gòu)成

對(duì)于不同學(xué)生來(lái)講，其在知識(shí)構(gòu)成、能力發(fā)揮、學(xué)習(xí)效率等多個(gè)方面都有差異性表現(xiàn)，而為了保證電學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有效應(yīng)對(duì)，便需要學(xué)生進(jìn)行知識(shí)、能力、學(xué)習(xí)效率各方面的調(diào)整完善。比如在接觸到電阻測(cè)量有關(guān)實(shí)驗(yàn)前，即需要了解到經(jīng)常會(huì)被用到的測(cè)量方法有歐姆表法、伏安法及替代法等等，不同方法有不同側(cè)重點(diǎn)，歐姆表法對(duì)簡(jiǎn)單測(cè)量比較實(shí)用，可以給接下來(lái)的測(cè)量提供基礎(chǔ)，而伏安法有較廣泛的應(yīng)用范圍，替代法有較高的測(cè)量精度等，當(dāng)相關(guān)的知識(shí)體系完善之后，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作及研究，更容易有效處理相關(guān)的難點(diǎn)問(wèn)題。

結(jié)論

電學(xué)實(shí)驗(yàn)最重要的就是根據(jù)測(cè)量要求來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路，而這一切的基礎(chǔ)就是電路接法的選擇分析和電表內(nèi)外接法的選擇分析，只要能分清各種接法的利弊，電學(xué)實(shí)驗(yàn)的處理就會(huì)變得快速而簡(jiǎn)單。

參考文獻(xiàn)

[1]王璐瑤。高中物理常見(jiàn)電學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的分析[J].通訊世界，2017（3）

[2]張晟霆。高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析[J].黑龍江科學(xué)，2017（5）

[3]呂少永。高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材和電路的選擇分析[J].中學(xué)課程資源，2015（10）

（作者單位：西南大學(xué)附屬中學(xué)校）