高中物理電學(xué)部分的實(shí)驗(yàn)器材和電路選擇探索

摘 要：文章首先結(jié)合高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)當(dāng)遵循的原則，做了簡(jiǎn)單的分析，比如適用原則、安全原則。接著闡釋了物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材選取以及電路選取，最后簡(jiǎn)要闡述了高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的程序。

關(guān)鍵詞：高中物理;電學(xué)部分;實(shí)驗(yàn)器材;電路選擇

高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)需要考慮到實(shí)驗(yàn)器材的安全，這是進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)一定要思考到的問題，同時(shí)也是實(shí)驗(yàn)開展的前提條件。怎樣在實(shí)驗(yàn)器材安全有保障的情況下選取合適的實(shí)驗(yàn)器材以及電路，是目前急需解決的問題。因此，下面對(duì)高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)器材和電路選取進(jìn)行了討論和分析。

一、 高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)當(dāng)遵循的原則

（一） 適用原則

高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)需要和實(shí)際需要相符，遵從適用的原則，這樣才可以預(yù)防所選取的電路及實(shí)驗(yàn)器材和規(guī)定不相符，進(jìn)而妨礙到實(shí)驗(yàn)的開展或者開展的途中被強(qiáng)制性中斷。多數(shù)人都知道，進(jìn)行物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)簡(jiǎn)單又復(fù)雜的過程，這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程通常是從簡(jiǎn)單到困難的。所以，物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)除了遵循適用原則以外還需要遵從便捷性原則，盡可能將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，將實(shí)驗(yàn)操作變得更為容易。并且一定要確保安全性，進(jìn)而合理選取電路和器材。

（二） 安全原則

不論做什么事情都需要首先考慮到安全性，物理實(shí)驗(yàn)同樣如此。并且物理實(shí)驗(yàn)安全性顯得尤為重要，其關(guān)系到實(shí)驗(yàn)電路和器材以及相關(guān)人員的安全。假如進(jìn)行操作的實(shí)驗(yàn)器材安全性不高，就一定會(huì)給相關(guān)人員帶來安全威脅。尤其是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中怎樣預(yù)防電路器材被損害，這也是電學(xué)實(shí)驗(yàn)最重要的問題之一。因而，進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)需要遵從精確性原則，就是實(shí)驗(yàn)的參數(shù)以及數(shù)據(jù)必須是正確的。一般而言要確保實(shí)驗(yàn)正確性，就需要與實(shí)驗(yàn)的已知條件相融合，以此選取合適的電路和器材。

二、 物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材選取以及電路選取分析

（一） 器材選取

通常來說，選取實(shí)驗(yàn)器材需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：首先，減少偏差，科學(xué)且合理。與此同時(shí)儀器指針需要盡量偏轉(zhuǎn)，這個(gè)偏轉(zhuǎn)的幅度最好高于三分之一。再者，選取實(shí)驗(yàn)器材需要與實(shí)驗(yàn)規(guī)定相符，盡可能地減少失誤。例如測(cè)定規(guī)范金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)，通常而言，需要的金屬絲電阻Rx大概是5Ω?？墒菍W(xué)校通常提供的儀器一般包含了0到3A、0.2Ω的電流表;0到0.6A，1Ω的電流表;2伏，0.3Ω的電池組;0到15伏，75kΩ的電壓表;0.1A，0到2000Ω的滑動(dòng)變阻器;很多的導(dǎo)線以及開關(guān)等。可是如何將實(shí)驗(yàn)失誤的概率降低到最小化，這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要選取什么樣的實(shí)驗(yàn)器材？根據(jù)等待測(cè)驗(yàn)的電阻看來，電流不高于0.6A，電源電動(dòng)勢(shì)是3伏，而金屬的內(nèi)阻水平是5倍電流表，那么電壓表的內(nèi)阻大概是其的3000倍。因而電流表分壓作用非常弱，實(shí)驗(yàn)需要采用外接法，選取3伏，0.3Ω的電池組、0到3伏，15kΩ的電壓表、0到155伏，75kΩ的電壓表、0.1A，0到2000Ω的滑動(dòng)變阻器;多個(gè)導(dǎo)向和開關(guān)來進(jìn)行操作。

（二） 電路選取

在高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)之中的實(shí)驗(yàn)電路通常劃分成限流電路與分壓電路，這兩個(gè)電路所需要使用的實(shí)驗(yàn)器材基本相同，比如兩者都需要采用到開關(guān)、電源、電壓表和電流表、電阻、滑動(dòng)變阻器等。而兩者的差異性在于限流電路與分壓電路的接法不同。先來說所限流電路，限流電路的滑動(dòng)變阻器以及定制電阻間是串聯(lián)的關(guān)系，而滑動(dòng)變阻器和電流表在外側(cè)。分壓電路的定制電阻和滑動(dòng)變阻器是并聯(lián)的關(guān)系，而定值電阻和電流表則是串聯(lián)的關(guān)系，電流表一般是在外側(cè)。所以正式選取電路的時(shí)候，需要相關(guān)人員關(guān)注到限流電路與分壓電路之間的基本特征，按照電路選取的原則，融合實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，選取合適的電路。

三、 高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)操作程序分析

高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)正式開展以前，需要科學(xué)合理的設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)程序。第一，要將實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行確定，這樣方便開展物理實(shí)驗(yàn)。比如要測(cè)量電功率實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，最重要的是測(cè)量在不同種類的電壓情況下的燈泡電功率。第二，將實(shí)驗(yàn)方案完整化，以此保證物理實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。要健全物理實(shí)驗(yàn)的方案，需要做好以下幾個(gè)方面：首先，要具備可行性，可以采用已有的實(shí)驗(yàn)儀器開展實(shí)驗(yàn)。其次，規(guī)定實(shí)驗(yàn)器材選取標(biāo)準(zhǔn)和方式。通常實(shí)驗(yàn)難度較大的，可以按照實(shí)驗(yàn)規(guī)定列出相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材。這時(shí)應(yīng)當(dāng)關(guān)注的是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，簡(jiǎn)化所采用的電路器材，進(jìn)而縮減實(shí)驗(yàn)的困難程度。第三，開展物理實(shí)驗(yàn)。一般物理實(shí)驗(yàn)操作的程序是：選取器材、連接電路、測(cè)量實(shí)驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)。

隨著社會(huì)的發(fā)展和變遷，國(guó)家對(duì)于人才的需求也越來越大，且提高了相關(guān)要求，尤其是針對(duì)高中物理?？墒沁@部分內(nèi)容一般是經(jīng)過創(chuàng)新物理課本所得到的，其要求人們提升綜合實(shí)踐的能力。但從這個(gè)方面而言，物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生實(shí)踐運(yùn)用課堂學(xué)過的物理知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的最好方法。因此，需要研制出行之有效的物理實(shí)驗(yàn)方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]甘陽春.高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材和電路的選擇分析[J].教育，2015（45）：100.

[2]周崇勇.高中物理電學(xué)中電路與器材的選擇研究[J].科技展望，2017（4）：203.

作者簡(jiǎn)介：

張學(xué)鯤，甘肅省臨夏市，甘肅省臨夏中學(xué)。