高中物理電學(xué)中電路與器材的選擇研究

陳虹達(dá)

摘 要：物理是高中階段學(xué)習(xí)中極為重要的一門課，對于我們高中生而言，也是難度極大的一門科目，而電學(xué)在其中有占有很大的比重。本文基于這樣的背景，對高中物理電學(xué)學(xué)習(xí)與實驗中，電路與器材的選擇原則與選擇方式進(jìn)行探討，希望能夠?qū)ν瑢W(xué)們的高中物理電學(xué)學(xué)習(xí)起到一定作用。

關(guān)鍵詞：高中物理；電學(xué)；電路器材

前言

隨著教育體制改革的不斷推進(jìn)，高中物理這門課對學(xué)生提出了更高的考核要求。在理論學(xué)習(xí)之外，也更加強調(diào)實踐能力。在這樣的情況下，高中物理電學(xué)中的實踐操作次數(shù)也不斷增加，物理學(xué)習(xí)與實踐更加豐富多彩。在電學(xué)的學(xué)習(xí)實踐當(dāng)中，電路與器材會起到很大的作用，因此對高中物理電學(xué)實驗中的電路與器材選擇進(jìn)行探討與研究具有重要意義。

一、高中物理電學(xué)中電路與器材選擇的原則

第一，高中物理電學(xué)實驗電路與器材的選擇應(yīng)當(dāng)遵循安全性與保護(hù)性原則。尤其對于我們學(xué)生來說，高中物理電學(xué)的學(xué)習(xí)還不夠透徹，如果不考慮安全性與保護(hù)性原則，貿(mào)然選擇實驗電路與實驗器材，就很容易產(chǎn)生安全傷害問題。另外，在實驗中選擇了不合適的實驗器材與電路，或者不注意實驗與操作規(guī)范，都十分容易造成安全問題。

第二，物理電學(xué)實驗中，還應(yīng)當(dāng)切實遵守精準(zhǔn)性的原則。在進(jìn)行物理電學(xué)實驗的過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合老師的布置明確實驗?zāi)康呐c實驗要求，并且對高中物理電學(xué)實驗中具體的電學(xué)知識與電學(xué)內(nèi)容有明確的把握，在實驗中按照操作規(guī)范與操作要求進(jìn)行精準(zhǔn)操作，避免操作失誤造成的安全問題。也有利于在實際的實驗操作中，能夠通過實驗驗證電學(xué)知識，通過實驗掌握電學(xué)規(guī)律。

第三，適宜性原則。高中物理電學(xué)學(xué)習(xí)與實驗是一個循序漸進(jìn)的過程，隨著學(xué)習(xí)與實驗的不斷深入，電學(xué)實驗的復(fù)雜性就逐漸浮現(xiàn)出來，就更加需要秉承電學(xué)實驗的合理性與適宜性原則，合理選擇電路與器材，避免由于器材與電路選擇的不合理造成的器材與電路損壞問題，以進(jìn)一步提高物理電學(xué)的實驗效果與學(xué)習(xí)質(zhì)量。

二、高中物理電學(xué)中電路與器材選擇的方法

（一）電路的選擇

高中物理電學(xué)中，選擇的電路包括分壓電路與限流電路，其中分壓電路的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)有效的電路調(diào)節(jié)，限流電路的應(yīng)用能夠有效減少電能消耗，考慮到這兩種電路的不同功能與不同優(yōu)勢，在不同的電路應(yīng)用場景中應(yīng)當(dāng)選擇不同的電路，確保電路的應(yīng)用能夠發(fā)揮其最大功能。

分壓電路在高中物理電學(xué)學(xué)習(xí)與研究中會起到非常重要的效果，也是常見的高中物理電學(xué)實驗元素之一，在運用分壓電路時，同時需要應(yīng)用的物理實驗器材包括電源、滑動與定值電阻、電壓表、電流表、變阻器與開關(guān)。分壓電路的應(yīng)用，可以有效分擔(dān)電源兩側(cè)的電壓，而滑動電阻與定值電阻可以分別承擔(dān)一部分電壓，以此來實現(xiàn)整體電壓的分流，減少不必要的電壓損失，大幅度提高物理實驗的精準(zhǔn)性[1]。

限流電路與分壓電路擁有不同的使用功能，這兩種電路之間的差異，會起到有差別的電流約束效果，憑借滑動電阻來起到輔助性的電流調(diào)整效果，通過這種方式來改變定值電阻中的電流。限流電路與分壓電路物理實驗的器材基本相同，所以要想有效區(qū)分限流電路與分壓電路，就需要通過滑動電阻或定值電阻之間的不同連接方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。限流電路的應(yīng)用，變阻器與定值電阻之間呈現(xiàn)為并聯(lián)狀態(tài)，通過滑動電阻器阻值的調(diào)節(jié)與變化實現(xiàn)定值電阻中的電流變化。

（二）器材的選擇

第一電源的選擇

在高中物理電學(xué)實驗?zāi)酥寥魏坞娏Νh(huán)境中，電源都是作為重要的器材，是物理電學(xué)實驗與電力環(huán)境得以發(fā)揮其效果的根源，電源選擇的正確與否會直接關(guān)系到電學(xué)實驗?zāi)芊癯晒?。在選擇具體的電源時，應(yīng)當(dāng)切實考量真實的電學(xué)實驗需求，合理選擇直流電源或交流電源等。在此之余，還應(yīng)當(dāng)考慮電學(xué)實驗的用電需求，選擇合適的電源大小，通常電源可以選用6V與12V。常見的高中物理實驗，通常會選用低壓交流電源作為打點計時器，選用工作電源頻率為50Hz的電火花計時器，選用6V直流電源進(jìn)行等勢線的測量與描繪，并在對內(nèi)電阻進(jìn)行測量時，同時使用干電池。

第二電流表與電壓表

這兩種實驗器材是常見的高中物理實驗裝置，其選擇應(yīng)當(dāng)從以下角度進(jìn)行考量。第一，對電源參數(shù)的考量，可以作為電流表與電壓表選擇的基本依據(jù)之一，參考電源參數(shù)來選擇量程范圍合適的電流表或電壓表，并結(jié)合實驗環(huán)境與實驗要求進(jìn)行選擇。對電源內(nèi)阻數(shù)據(jù)的測量，其實驗電源通常與選用干電池，根據(jù)高中物理電學(xué)實驗的真實需要，可以選用3V電壓表；第二，對最大電流的考量。高中物理電學(xué)中，實驗電路能夠?qū)﹄娐冯娏髯畲笾导右杂行цb定，結(jié)合電路中連接的實驗器材與連接方式對其進(jìn)行測量，并以之為依據(jù)，對電路電流加以合理確定，并結(jié)合最大電流值來選擇試驗用電流表，要求試驗用電流表的量程低于最大電流值；第三，對額定電流與電壓的考量。一些高中物理電學(xué)實驗，通常選用具有特定數(shù)值的實驗道具或器材，包括額定電流、額定電壓、額定功率等等，并且根據(jù)其額定數(shù)值來選擇相應(yīng)的電流表與電壓表。

第三滑動變阻器

在高中物理電學(xué)實驗中，電流及電壓的變化與實驗環(huán)境及范圍通常會有準(zhǔn)確的規(guī)定，并為滑動變阻器的選擇提供一定標(biāo)準(zhǔn)，滑動變阻器需要在電壓與電流的變化區(qū)間之內(nèi)。另外，高中物理電學(xué)實驗與研究存在一定的危險性，因此任何實驗器材的選擇都應(yīng)當(dāng)從安全性與保護(hù)性的角度來考量，滑動變阻器擁有不確定的組織，能夠根據(jù)實驗的具體需要來適當(dāng)調(diào)整并加以變化，也不會對其規(guī)定數(shù)值加以明確限制。因此在電學(xué)實驗中就容易出現(xiàn)超出限定范圍的可能性，導(dǎo)致電學(xué)實驗器材的損壞。為了確保實驗器材能夠保證相關(guān)數(shù)值的精準(zhǔn)性，學(xué)生在做實驗時需要嚴(yán)格按照操作規(guī)范合理確定線路的連接方式，避免由于連接方式的不合理導(dǎo)致實驗失敗的情況[2]。

結(jié)語

高中物理電學(xué)中，電路與器材的選擇應(yīng)當(dāng)秉承著安全性、適宜性與精準(zhǔn)性的原則，結(jié)合電學(xué)實驗操作的需要與要求選用合理的電路與器材。在這個過程中，要嚴(yán)格按照相應(yīng)的操作與實驗規(guī)范進(jìn)行，以達(dá)到通過物理實驗驗證并鞏固電學(xué)知識的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]李宇哲.高中物理電學(xué)中電路與器材的選擇分析[J].文理導(dǎo)航，2017（26）.

[2]張碩.高中物理電學(xué)中電路與器材的選擇分析[J].科技風(fēng)，2016（24）：169-169.