對高中物理常見電學實驗問題的探究

陳文

摘 要：在高中物理課程教育活動中，電學實驗一直都是十分重要的內容，作為物理理論知識銜接現(xiàn)實應用的主要環(huán)節(jié)，也是考試中必考的知識。電學實驗作為高中物理實驗教學中的關鍵內容，只有學生真正掌握電學實驗知識，才可以在高考取得好成績。

關鍵詞：高中；物理；電學實驗；問題；探究

在高中物理教材中，電學實驗作為關鍵內容，有效將電學理論與現(xiàn)實操作進行結合是必要的。新課改明確指出，教師要在教學電學實驗知識時，使學生掌握多種電路的連接方式、合理選擇量程的方法、自主讀取實驗數(shù)據(jù)等。但是從實際教學情況來看，因為電學實驗涉及的知識比較多，且電路系統(tǒng)自身比較難以理解，學生的學習效果十分不理想?；诖?，文章主要以人教版高中物理教材為例，對高中物理常見電學實驗問題進行探究。

一、合理選擇電學實驗器械

電學實驗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實驗器械過程中會最先考慮電學實驗條件需求。在此基礎上按照實驗順序要求選擇電源、電流表、變阻器、電壓表等。在實際選擇過程中，教師需要保證電路的安全性，簡單地說就是指在使用過程中盡可能避免出現(xiàn)由于承載過量而導致儀器損傷的問題[1]。在選擇器材時，必須要滿足以下幾個條件：（1）依據(jù)實驗需求選擇最為適宜的量程，要求指標的偏轉數(shù)值較大，只有這樣才可以避免在測讀過程中出現(xiàn)誤差。（2）按照實驗需求選擇滑動變阻器。若是在實驗中采用滑動頭還在移動時讀出的數(shù)值，本次實驗所求得結果將出現(xiàn)較大偏差。（3）以實驗的操作要求對實驗器材進行選擇，只有這樣才可以求出最佳的答案。同時，盡可能選擇一些比較小誤差的實驗儀器。（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實驗器材過程中，必須要遵循以下幾個步驟：在選擇電源過程中，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。在選擇電表過程中，需要在保證最大量程的基礎上選擇較小的電表。在選擇滑動變阻器時，則需要充分考慮電流、電壓等條件。

二、電流表的內、外接問題

電流表接在電壓表兩接線柱外側，統(tǒng)稱為“外接法”。在外接法中，電流代表數(shù)并非流過R的電流，此種方法測量電阻會有一定誤差。電流表接在電壓表兩接線柱內側，統(tǒng)稱為“內接法”。在內接法中，電壓代表并非R兩端的電壓，此種方法測量電阻會有一定誤差。

例1.有一個小燈泡標有“6V、1.2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測量這個燈泡的I-U圖線，下列器材可供選用：A.電壓表（0～5V，內阻約10kΩ）B.電壓表（0～10V，內阻約20kΩ）C.電流表（0～0.3A，內阻約1Ω）D.電流表（0～1A，內阻約0.4Ω）E.滑動變阻器（10Ω，2A）F.學生電源（直流9V），還有開關和導線。

（1）實驗中電壓表應選______，電流表應選______。（用序號字母表示）

（2）為使實驗誤差盡可能減小，畫出實驗電路圖。

解析：（1）儀表的選擇應本著安全準確的原則；電壓表要測量燈泡兩端的電壓，故應通過燈泡的額定電壓值判斷需要的電壓表；由流過燈泡的電流判斷需要的電流表；根據(jù)滑動變阻器分壓及限流接法的不同作用，結合題意選擇滑動變阻器的接法；由電流表、電壓表與燈泡內阻間的大小關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）因小燈泡電阻遠小于電壓表內阻，故電流表應用外接法，因要求電流從零調，故滑動變阻器應用分壓式接法，電路圖如圖1所示。

故答案為：（1）B、C；（2）如圖1。

三、電阻測量

電阻策略一直都是高中物理電學實驗的重難點，定值電阻的測量方法主要包括：伏安法測電阻、代替法、比較法、多用電表測電阻、電橋法等。伏安法測電阻的兩種接法：（1）電流表外接法：在電壓表的內阻遠遠大于Rx時使用（此時I0≈0）；（2）電流表內接法：在電流表的內阻遠遠小于Rx時使用（此時U0≈0）。

例2.如圖2所示，用伏安法測電阻時有如圖2所示的甲、乙兩種接法，下面說法中正確的是

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

A.當Rx>>RV時，用甲種接法誤差較小，當Rx<

B.當Rx<>RA時，用乙種接法誤差較小

故選B。

綜上所述，高中物理電學實驗知識學習難度較高，許多學生表示束手無策?；诖藛栴}，教師需要依據(jù)存在的問題，制定解決方案，樹立學生的學習信心，在解題過程中扎實學習基礎，進而不斷提升課程教學質量。

參考文獻：

[1]徐華，郭金梅.高中物理電學實驗中電路圖的學習探究[J].學周刊，2016（6）：178.

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

編輯 謝尾合