对高中物理常见电学实验问题的探究

陈文

摘 要：在高中物理课程教育活动中，电学实验一直都是十分重要的内容，作为物理理论知识衔接现实应用的主要环节，也是考试中必考的知识。电学实验作为高中物理实验教学中的关键内容，只有学生真正掌握电学实验知识，才可以在高考取得好成绩。

关键词：高中；物理；电学实验；问题；探究

在高中物理教材中，电学实验作为关键内容，有效将电学理论与现实操作进行结合是必要的。新课改明确指出，教师要在教学电学实验知识时，使学生掌握多种电路的连接方式、合理选择量程的方法、自主读取实验数据等。但是从实际教学情况来看，因为电学实验涉及的知识比较多，且电路系统自身比较难以理解，学生的学习效果十分不理想。基于此，文章主要以人教版高中物理教材为例，对高中物理常见电学实验问题进行探究。

一、合理选择电学实验器械

电学实验器材的选取需要遵循安全性与误差性的要求，一般情况下在选择电学实验器械过程中会最先考虑电学实验条件需求。在此基础上按照实验顺序要求选择电源、电流表、变阻器、电压表等。在实际选择过程中，教师需要保证电路的安全性，简单地说就是指在使用过程中尽可能避免出现由于承载过量而导致仪器损伤的问题[1]。在选择器材时，必须要满足以下几个条件：（1）依据实验需求选择最为适宜的量程，要求指标的偏转数值较大，只有这样才可以避免在测读过程中出现误差。（2）按照实验需求选择滑动变阻器。若是在实验中采用滑动头还在移动时读出的数值，本次实验所求得结果将出现较大偏差。（3）以实验的操作要求对实验器材进行选择，只有这样才可以求出最佳的答案。同时，尽可能选择一些比较小误差的实验仪器。（4）以环保为主题，尽可能节省大功率电路的能量。

由此可以得出，在选取高中物理电学实验器材过程中，必须要遵循以下几个步骤：在选择电源过程中，需要按照用电所需选择直流电源，一般情况下不可以超出器材自身承载的电压值。在选择电表过程中，需要在保证最大量程的基础上选择较小的电表。在选择滑动变阻器时，则需要充分考虑电流、电压等条件。

二、电流表的内、外接问题

电流表接在电压表两接线柱外侧，统称为“外接法”。在外接法中，电流代表数并非流过R的电流，此种方法测量电阻会有一定误差。电流表接在电压表两接线柱内侧，统称为“内接法”。在内接法中，电压代表并非R两端的电压，此种方法测量电阻会有一定误差。

例1.有一个小灯泡标有“6V、1.2W”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的I-U图线，下列器材可供选用：A.电压表（0～5V，内阻约10kΩ）B.电压表（0～10V，内阻约20kΩ）C.电流表（0～0.3A，内阻约1Ω）D.电流表（0～1A，内阻约0.4Ω）E.滑动变阻器（10Ω，2A）F.学生电源（直流9V），还有开关和导线。

（1）实验中电压表应选______，电流表应选______。（用序号字母表示）

（2）为使实验误差尽可能减小，画出实验电路图。

解析：（1）仪表的选择应本着安全准确的原则；电压表要测量灯泡两端的电压，故应通过灯泡的额定电压值判断需要的电压表；由流过灯泡的电流判断需要的电流表；根据滑动变阻器分压及限流接法的不同作用，结合题意选择滑动变阻器的接法；由电流表、电压表与灯泡内阻间的大小关系确定电流表的接法。

（1）因灯泡的额定电压为6V，为保证安全选用的电压表量程应大于6V，故只能选用0～10V的电压表，故选B；灯泡的额定电流I=■=■=0.2A；故电流表应選择0～0.3A的量程，有利于减小读数误差，故选C；（2）因小灯泡电阻远小于电压表内阻，故电流表应用外接法，因要求电流从零调，故滑动变阻器应用分压式接法，电路图如图1所示。

故答案为：（1）B、C；（2）如图1。

三、电阻测量

电阻策略一直都是高中物理电学实验的重难点，定值电阻的测量方法主要包括：伏安法测电阻、代替法、比较法、多用电表测电阻、电桥法等。伏安法测电阻的两种接法：（1）电流表外接法：在电压表的内阻远远大于Rx时使用（此时I0≈0）；（2）电流表内接法：在电流表的内阻远远小于Rx时使用（此时U0≈0）。

例2.如图2所示，用伏安法测电阻时有如图2所示的甲、乙两种接法，下面说法中正确的是

解析：当待测电阻阻值与电压表、电流表的阻值相差不多时，可根据：RARV>Rx2时，采用电流表外接法；当RARV

A.当Rx>>RV时，用甲种接法误差较小，当Rx<

B.当Rx<>RA时，用乙种接法误差较小

故选B。

综上所述，高中物理电学实验知识学习难度较高，许多学生表示束手无策。基于此问题，教师需要依据存在的问题，制定解决方案，树立学生的学习信心，在解题过程中扎实学习基础，进而不断提升课程教学质量。

参考文献：

[1]徐华，郭金梅.高中物理电学实验中电路图的学习探究[J].学周刊，2016（6）：178.

[2]赵子怡.高中物理常见的极值问题解法探究[J].科技创新导报，2016（30）：160-161.

编辑 谢尾合