高中物理電學(xué)中電路與器材的選擇分析

寧德呂

摘要：高中物理作為當(dāng)前高中課程中最重要的學(xué)科之一，高中物理的課程內(nèi)容囊括眾多知識(shí)點(diǎn)，電學(xué)實(shí)驗(yàn)作為高中物理的重要部分，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，一定要注意電學(xué)實(shí)驗(yàn)的電路以及器材的選擇。只有對(duì)實(shí)驗(yàn)所用的器材有正確的認(rèn)識(shí)，通過(guò)詳細(xì)分析之后方可進(jìn)行選擇。此外，還必須要遵循安全、合理、方便等原則來(lái)進(jìn)行器材的選擇，嚴(yán)格依照標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的流程完成實(shí)驗(yàn)步驟。文章主要分析高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中電路與器材選擇的基本原則，并且詳細(xì)的分析電路的選擇方法與器材的選取方法，期望可有各教師與學(xué)生在進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)是提供參考與建議。

關(guān)鍵詞：高中物理;電學(xué);電路;器材

高中物理的電學(xué)實(shí)驗(yàn)可讓學(xué)生將課本知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，但電學(xué)實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)相比具有明顯區(qū)別，電學(xué)實(shí)驗(yàn)會(huì)涉及到眾多不穩(wěn)定的安全隱患，如果在實(shí)驗(yàn)前后不進(jìn)行處理，極易引發(fā)嚴(yán)重后果。此外，電學(xué)實(shí)驗(yàn)還需要學(xué)生具備完善的知識(shí)框架，只有確保基礎(chǔ)理論知識(shí)的完善才能保證實(shí)驗(yàn)期間不會(huì)出現(xiàn)紕漏，因此在進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)是必須要對(duì)依照正確的流程以及合理的原則選擇實(shí)驗(yàn)電路與實(shí)驗(yàn)器材，從而確保實(shí)驗(yàn)的正常有序的進(jìn)行。

一、電路與器材選用原則

在進(jìn)行物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路與器材的選擇是實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容，在選取的過(guò)程中具有較多的細(xì)節(jié)與問(wèn)題，因此在進(jìn)行電路與器材的選取時(shí)，必須要遵循以下原則：

（一）確保安全

安全是所有電學(xué)實(shí)驗(yàn)的第一要素，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)確保實(shí)驗(yàn)器材的安全，盡可能的避免器材與電路出現(xiàn)損壞或者燒毀的情況發(fā)生，如果器材與電路選擇不正確嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)漏電等危險(xiǎn)情況發(fā)生。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，由于電路與器材選擇不當(dāng)出現(xiàn)的問(wèn)題為：電流表過(guò)載、電壓表過(guò)載、接線柱反向接線、數(shù)據(jù)讀取量程超出等，以上問(wèn)題不僅僅只是會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差以及器材被破壞等情況，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?duì)操作人員造成生命安全[1]。因此，教師在進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，必須要將安全原則作為實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)內(nèi)容，反復(fù)強(qiáng)調(diào)，確保學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中遵循安全原則。

（二）合理適用

在進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)于器材選擇要根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況不同對(duì)器材與電路選擇，在進(jìn)行選擇時(shí)要遵循合理適用的原則，要確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程成每一個(gè)步驟均能合理的進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)可順利的完成，對(duì)于部分需要讀取數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)，在選取器材時(shí)應(yīng)避免數(shù)據(jù)的讀取超出器材的量程范圍外，從而對(duì)器材造成損壞。

（三）使用方便

由于高中物理電學(xué)所用的電路與器材類型較少，一般指的是在滑動(dòng)變阻器的選擇。此外，在限制電路的線路與分壓電路，必須要建立安全以及合理適用的基礎(chǔ)之上，在選擇使用方便的實(shí)驗(yàn)器材與電路，與此同時(shí)，在進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)的連接線路圖應(yīng)設(shè)計(jì)的盡可能簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)潔、明了。

（四）精準(zhǔn)

在進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，精準(zhǔn)是最為電學(xué)實(shí)驗(yàn)的最基本的原則之一，尤其是針對(duì)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，相關(guān)記錄必須要精準(zhǔn)，從而在最大程度上避免實(shí)驗(yàn)可能存在的誤差。通常，為了保證結(jié)果的精準(zhǔn)，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的電流、電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的估算，估算完成后，再選擇合適的器材與電路。

二、電路的選擇分析

分壓電路與限流電路兩者均有各自的特點(diǎn)，由于功能性的不同，適用的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景也存在不同。因此，想要兩種電路作用最大化應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況以及條件進(jìn)行選擇[2]。

（一）分壓電路分析

分壓電路具有良好的調(diào)節(jié)功能，其主要作用是可分擔(dān)電源兩端的電壓，并還巧妙的利用了滑動(dòng)變阻器的進(jìn)行分壓。此外，分壓電路具有明顯的調(diào)節(jié)優(yōu)勢(shì)，可充分利用電阻將承擔(dān)電壓。分壓電路可有效將電源電壓進(jìn)行分流，從而大大的降低了定制電阻可能造成的電壓損失，可有效的提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

（二）限流電路分析

限流電路與分壓電路在功能與效果上存在較大的差異，限流電路的優(yōu)勢(shì)為能耗低。在限流電路中，滑動(dòng)變阻器與定值電阻兩者是屬于并聯(lián)電路，從而達(dá)到調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的電阻值即可改變定制電阻當(dāng)中的電流的效果。限流電路與分壓電路主要的不同點(diǎn)為，是否對(duì)電路當(dāng)中的電流進(jìn)行了制約。此外，由于兩種電路選用的器材完全一致，只能通過(guò)滑動(dòng)變阻器的連接方式對(duì)電路進(jìn)行區(qū)分。

三、器材的選擇分析

（一）電源選擇分析

電源的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)了解實(shí)驗(yàn)對(duì)于電源的要求，了解實(shí)際操作需要的是交流電源還是直流電源，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇對(duì)應(yīng)電源種類。此外，還應(yīng)考慮實(shí)驗(yàn)的用電需求，要選擇合適電壓的電源。

（二）電壓表與電流表選擇分析

1.電源數(shù)值可作為電學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要參數(shù)，通過(guò)電源參數(shù)來(lái)判斷電壓與電流的量程范圍。例如在測(cè)量以干電池為電源的電源內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)時(shí)，只需要選擇3V的電壓表即可滿足實(shí)驗(yàn)需求。

2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)的最大電流值進(jìn)行選擇，在實(shí)際的電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，最為高校的最大電流測(cè)量法是根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的器材以及電路連接方式進(jìn)行測(cè)量，從而確定電路中的最大電流值。根據(jù)測(cè)量結(jié)果來(lái)選擇合適的電流表，此時(shí)，電流表的量程只需不大于最大電流即可。

（三）滑動(dòng)變阻器選擇分析

在選擇滑動(dòng)變阻器時(shí)，必須要符合實(shí)驗(yàn)電流以及電壓變化的范圍，此外還應(yīng)充分考慮電學(xué)實(shí)驗(yàn)的安全性。由于滑動(dòng)變阻器的電阻值并不固定，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的情況進(jìn)行調(diào)整與變化，同時(shí)變阻器不存在明確的規(guī)定電阻數(shù)值。因此，在使用時(shí)必須要滿足相關(guān)數(shù)值的準(zhǔn)確性要求。

結(jié)語(yǔ)：

電學(xué)實(shí)驗(yàn)作為高中物理實(shí)驗(yàn)中的重要組成部分，同時(shí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)還具有一定的危險(xiǎn)性。因此，教師與學(xué)生都應(yīng)對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的電路與器材選擇給予高度的重視，必須要在保護(hù)措施完好的情況去考慮實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。與此同時(shí)，在進(jìn)行電路與器材的選擇時(shí)，應(yīng)充分考慮實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況以及各項(xiàng)參數(shù)，選擇最合理的電路以及器材。

參考文獻(xiàn)：

[1]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，2017，27（4）.

[2]徐從茂.淺談高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)電路的分析與選擇[J].新課程（下），2017（4）：80-80.