对高中物理常见电学实验问题的探究

作者简介：刘义锐（1999-），男，汉族，山东冠县人，聊城市第三中学学生。

摘 要：电学实验是高中物理学习的重难点，其中包括电路的接法、电表的读数、数据的整理等内容。对高中物理常见电学实验问题的分析，有利于加强物理核心环节的学习及理顺后期高中物理知识的学习。本文从高中物理常见的电学实验问题入手，从电表接法和量程选择、滑动变阻器作用及选择、实验仪器读数以及数据处理三方面进行了分析。

关键词：高中物理；电学实验；问题；探究

中图分类号：G84文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）02-0051-01

在高中物理的电学这一章节学习中，电学实验是最重要的组成环节，是将电学理论与实际相结合的关键所在。高中物理教学大纲明确指出，要在电学实验学习的过程中，使学生熟练掌握各种电路的连接方法以及量程的选择；灵活的使用滑动变阻器，并且熟悉其主要的作用且会根据实际实验进行选择；学会各种实验仪器的数据读取和处理。但在实际物理电学实验过程中，由于所涉及的知识点较多，且电路系统连接复杂，实际操作并没有达到预期的结果，有些常见的电学实验问题依旧存在，不能得到良好的解决。在此背景下，对高中物理常见电学实验问题的探究就显得尤为重要。

1、电表接法及量程选择

电表的接通在实际的实验过程中由于内部电阻的存在，多少会产生一定的误差，从而影响实验的最终结果。因此为了减少实验误差，提高实验的精确度，保障实验的操作质量，需要根据实际的实验需求，选择合理的电力实验器材，并根据规定处理好器材的相关配置。因此，在实际操作的时候一定要合理的选择电流表和电压表的度量量程，做好相关电阻、电表器的接法。其实，在实际实验的过程中，电路接法与电表量程之间是互为因果的，有些接通的方法是根据电表量程进行选择的，有些电表量程是根据接法来进行判断，因此，这个因果问题是高中物理电学实验中一个常见的基础难点。

第一步，在选择电表的接法上，我们有两种判断方法：第一，如果电力表的内部阻力RA已知，那么电流表的电阻RV和待测电阻RX的阻值可以根据公式进行判定，若RX/RA>RV/RX（+1）时，就表明要测电阻和电流表的实际电阻差别较大，应该采用电流表内接法，反之则应该采用电流表的外接方法。具体情况如下图1所示。

图1

如果对于电流表所有的阻值都不太清楚，可以采用试触法来进行电流表的试接。首先要改变电流表和电压表的连接方法，如果电压表的度数有明显的变化，则说明电流表的内阻值对于电路的影响较大，应该采用外接法；反之亦然。

第二步，如果电压表在实验测试的是端路电压时，那么电压表的示数是不会超过实际电源电压值的，即电路的电压变化最大值。如果电压表测量的是两端的电压，此时的电阻额定电压、额定电流、额定电功率和电阻这四个物理量是可以通过公式计算得出的。如果知道其中两个物理量的值数，就会得出其他两个未知物理量的数值。根据各种数值的变化情况来判断选择合适的电表量程或者电路接法。

2、 滑动变阻器作用及选择

滑动电阻作为电学实验中一个重要的电量仪器，其重要的调控元件经常会使用在电路之中，用来调控电路中的电流，以此满足实验的实际需求。滑动电阻的接法一共分为两种：一种是分压式接法，一种是限流式接法。具体如图2所示。

图2

当实验中涉及到滑动变阻时，应该遵循以下的接入原则：

（1）在实际操作中，负载上的电压或者是电流一定要有足够大的范围，而且应该从0开始调节，此时应用分压式的连接方法，例如测试“小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，就是采取了此种原则。

（2）如果在实际的操作试验中，变阻器中的电阻小于负载电阻或者电路中串联其他电阻的阻值时，滑动变阻器就不能够有效的控制电压和电流，此时应该采用分压式的接法。

（3）如果在实际的实验操作中，提供的电表和其他电源件的耐压能力较小，应该采用分压的连接方法。

（4）若在实际操作试验中没有明确的要求，电压的实际变化范围也不是很大，其他的电源件压力要求也不是很高时，两种接入方式都可以选择。考虑实验的操作方便性，滑动变阻器的接法不同，对于电阻的要求也会不同，因此要根据实验要求进行合理选择。对于阻值较小的变阻器来说，可以采用分压式的接法；如果是阻值较大的变阻器，就应该采用限流式的接法。另外，由于电池的内阻力较小，在测试“用电流表和电压表侧电池的电动势和内阻”的时候，为了减少实验误差，电表应该采用外接法。从实验的原理和实际操作的误差分析中我们可以得出如下结论：应该选用阻值较小的变阻器与电流表串联。

3、 实验仪器读数以及数据处理

对于实验仪器上的读数，一定要严格根据实验仪器的计量和实际显示数据进行读取，有时一些实验仪器的数据要根据具体的实验需求进行公式转换，因此一定要避免电学实验中常出现的“马虎”问题而导致的实验数据不准确的情况。

4、结语

综合以上分析我们可以看出高中物理电学实验中的重点和难点，电学知识的复杂性、综合性都为电学实验的操作带来很大的挑战。因此我们应该充分的熟知高中物理电学的理论知识，并在实践操作中不断积累经验，及时分析和整理常见的实验问题，为后续物理电学实验打下基础。对于高中学生而言，不能一味的只学习理论知识，而忽视对自身动手能力的培养，不能光看而不参与其中，应该积极主动的从书本转化到实际操作上，只有这样才能掌握更多的电学知识，不断解决在实际操作中遇到的问题，从而真正在生活中做到学以致用。

（作者单位：聊城市第三中学）

参考文献：

[1]马国伟. 高中物理常见电学实验问题浅析[J]. 中国科技创新导刊，2011（09）.

[2]陈雪. 浅析高中物理电学实验策略[J]. 数理化解题研究（高中版），2014（12）.

[3]廖子涵. 探究高中物理电学实验策略[J]. 科技展望，2014（14）.

[4]刘礼全. 高中物理电学实验热点考题模型探究[J]. 新课程（上），2014（05）.