高中物理电学中电路与器材的选择探讨

摘 要：电学实验是高中物理教学中一个较为重要的环节，这一环节分为两类，实验器材的选择与电路。而选择用于实验的电路与器材应遵照准确、适用、安全和方便等原则。在明确实验目的后遵循计划好的步骤完成高中物理电学实验。本文探讨在高中物理电学中，按照准确、可操作与经济等原则，如何选择高中物理电学中电路与器材。

关键词：电学实验；高中物理；电路；器材

近年来，随着高中教育的改革，高中物理这门课程不再盲目的给学生灌输物理知识，而在于如何培养学生的实践应用能力，从而提高學生的学习物理积极性。结合日常高中物理课堂所学知识，物理实验应重视电学实验中的设计方案、设计目的、如何正确的选择电路与器材等原则，在电学实验器材中的电压表、电流表以及滑动变阻器等器材中应正确分析器材特点，认真选取，例如在选择滑动变阻器时，不仅要分析滑动变阻器的阻值，还应分析滑动变阻器的额定电流。

一、高中物理电学实验中应遵循的原则

（一）明确实验目的

在进行高中物理电学实验之前，应提前规划电学实验目的，或者思考电学实验所运用的相关知识，进一步巩固高中物理知识。所以高中物理电学实验目的的确立，不仅是电学实验进行的前提条件，更是电学实验所要考察的重点。

（二）设计电学实验方案

通常情况，在电学实验中，都应先设计电学实验方案，在设计方案时，应遵循五点原则：第一，保证安全性：在电学实验中，首要考虑的便是电学实验是否会威胁操作者的生命健康安全。第二，实验科学性：在设计电学实验方案过程中，实验所使用的操作原理必须符合物理电学的相关理论知识。第三，将误差最小化：在电学实验的电路与器材选择中，应选取正规电路与器材，将电学实验误差最小化。第四：方便性原则：电学实验方案应当可操作并且较为方便简单，便于电学实验中实验数据的读取，这样有利于数据记录和观察数据，从而提高数据读取的准确性。第五：可操作性：在设计电学实验方案中，应考虑实验器材的可操作性，例如在选择滑动变阻器时，应分析滑动变阻器的额定电流水平与阻值，在满足以上两点时还应考虑阻值调节的方便性。

二、电学实验中电路与器材的选取

（一）电源选取

高中物理电学实验中的关键器材之一就是电源，是开启整个实验进行的开关。电学实验是否成功的关键就是电源的合理性选择。而选择电源要根据实际情况而定，例如电学实验要求电源为直流电源，那么便应该选择与电学实验相对应的直流电源。与此同时，电源的选择也应考虑电学实验用电需求，要正确选择适合电学实验所用电源，电源大小一般为6V到10V。在高中物理电学实验中，电磁打点计时器通常采用的电源是低压交流电源，电火花计时器所采用的电源为220V交流电，而描绘实验与等势线测量等试验通常使用的电源为6V直流电源，在测量电动势和内电阻时一般选用干电池作为电源。

（二）电流表与电压表的选取

在电学实验中，选取电流表和电压表时应遵循三个基本原则：第一，电源参数选择，电源数值的选择可当做电流表与电压表的参考对象，电源参数的选择可以选定电流表与电压表的量程范围。比如干电池一般作为测量电源内阻数据的实验电源，针对实验要求选择3V的电压表便可满足正常的电学实验。第二，最大电流。在电学实验电路中，接入实验器材与电路器材可有效的测量电流最大值，根据电流最大值正确选择电流表，其量程小于最大电流便可以。第三，额定电压或电流。在一些电学实验中，实验器材会有其特定的数值，例如额定电压、额定电流与额定功率等。可以根据实验素材的额定数值来选择电流表与电压表。

（三）滑动变阻器选取

在电学实验中，实验中的电流与电压需要规定准确的变化范围，作为选择滑动变阻器的标准。第一滑动变阻器的选择一定要在电流与电压的变化范围之内；第二要保证电学实验的安全性，因为滑动变阻器的阻值可随实验需要变化，其阻值并不确定，滑动变阻器滑片上也不会标出明确数值，则可能会发生实验数据不准确的现象，甚至造成实验器材的损坏。所以应确定滑动变阻器的准确数值，且实验接法应根据规定操作，避免发生实验误差。

（四）电路选取

分压电路的优点在于调节功能强大，而限流电路的能耗较少。根据其两种电路的不同，所使用的电学实验内容也便不同，应结合实际的电学实验来进行挑选。首先，分压电路是高中物理电学实验中较为常用的电路，这个实验中所包含的电学实验器材包括电源、滑动与定值电阻、电流变和电压表、开关。分压电路可分担电源两端的电压，再使滑动变阻器承担一些电压，最后利用定值电阻承担其他电压。这样电路便可分流总电压，使定值电阻的电压损失降到最低，可提高实验精确度。而关于限流电路，则与分压电路有很多不同，这些不同会约束电路的电流，通话滑动变阻器的调整来改变定值电阻的电流。有趣两种电路器材相同，可通过改变变阻器连接方法区别二者。在限流电路中，定值电阻与滑动变阻器并联，只要调节滑动变阻器阻值，便可改变通过定值电阻的电流。

三、结语

当今社会对人才要就越来越高，高中物理考试内容发生了不小的变化，但其知识都来源于物理课本中，目前应加大对高中物理学科的实践培养力度，因为物理作为高中比较重要的学科，对实践的要求较高，而物理电学实验可培养学生的实践能力，将课堂所学知识用于实践中。而高中物理电学中电路与器材的选择对于电学实验来说尤为重要，是高中物理实践的重要保障。

参考文献：

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作者简介：徐伟（1982—），男，山东临朐人，本科，中学二级教师，主要研究方向：物理教学。