尹逊朝阳
(山东省肥城市一中高二8班 271600)
在高中物理知识体系中,电学知识在知识丰富性以及内容难度层面均具有比较显著特征,尤其是实验知识的占比比较大,对我们的逻辑思维能力以及动手操作能力等具有较高要求,所以我们许多高中生常常容易在电学实验知识学习中出现记不住或不会用等问题,影响了学习效果.因此,如何才能顺利地攻克这部分物理知识学习难关是当下我们高中生物理知识学习的重点.
在高中物理电学实验学习期间,不仅涉及到基础物理知识、公式以及定律,也涉及到许多实验基本能力,如观察能力、操作能力、理解能力以及实验设计能力等,且对于不同电学实验,对我们高中生的实验能力具有不同要求,加之电学实验涉及到许多学习法,这在一定程度上增加了我们学习的难度.从整体上来讲,当前我们高中生学习电学实验的难点及成因表现在如下几个方面:
1.实验电路或仪器选择难点.实验仪器以及电路设计是电学实验知识的基础,其学习效果会对我们高中生能否顺利开展电学实验产生直接影响,但是由于该部分知识比较多,如涉及到电流表、电压表、滑动变阻器等多种实验仪器.如果我们在实际的学习中掌握各种实验仪器或电路的使用方法,那么就容易影响其应用的效果.比如,如果我们高中生不懂得电压表或电流表的读数规则,那么就容易影响我们顺利开展实验.在高中物理实验中,常用的电流表量程主要包括两种,即:0~3A和0~0.6A;常用的电压表量程同样包括两种,即:0~3V和0~15V,且不同量程电表的各个小格所代表的电流值或电压值也各不相同,此时如果我们高中生不理解这些知识,那么在读数的时候,可能会出现误读问题.
2.实验仪器使用原理的难点.对于任何一种物理电学实验,均包含着基本物理电学原理.以电阻的测量这个基本电学实验内容为例,如果我们学习这些知识期间没有合理地进行归类处理,那么在实际的实验题求解中可能会因为思路混乱而影响实验操作的顺利开展.又如,如果我们没有深入理解和掌握相关物理电学实验的基本方法和原理,那么更谈不上实验创新,这同样会对我们物理电学实验知识的学习效果产生不利影响.
为了更好地克服电学实验部分物理知识学习难关,我们可以结合上述当下高中生的电学实验学习难点,采取针对性学习策略,具体要点如下:
1.明确实验电路或仪器选择方法.在选择电路的时候,要结合实际情况,灵活运用直接比较法或试触法等来选择安培表内接电路或安培表外界电路.其中的直接比较法主要是当待测电阻阻值Rx≥RA时,电压表具有比较小的分流,此时适宜采取电流表外接电路,反之则适宜采用安培表内接电路;试触法则是提前接好电流表,用电压表的一个接线柱分别取试触M点和N点,对两次试触时电表的示数变化情况进行观察.如果电流表示数变化比电压表变化更加显著,那么这时候适宜采取内接法,反之则适宜采取外接法.
在选择电源的时候,要结合用电器的电压需求以及电源电动势来进行合理选择,期间如果某些待测器材对最大电压值有规定,那么适宜选择大电动势的电源.如果电动势保持一致,那么适宜采取小内电阻的电源.在选择电表的时候,如果不超过电表量程,那么适宜选择小量程的电表.其三,在选择滑动变阻器期间,要严格按照可能出现的电流、电压范围以及其他电路要求等来选择恰当类型的变阻器,确保电流不超过变阻器的额定值.此外,在实验器材选择的过程中,需要立足于基本实验条件,按照电源、电压表、电流表以及变阻器的顺序来进行灵活选择,同时还要配合减少误差的原则以及电表受损原则来选择恰当类型的电表.
2.掌握实验仪器使用的基本原理.为了顺利地开展电学实验,我们高中生平时必须要深刻地理解和掌握各种基本实验仪器的测量方法与基本原理.例如,在高中电学实验中,电阻测量问题的占比比较大,所以我们必须要掌握常用的电阻测量方法,对他们进行合理归类,并要深刻明确相应的实验原理,具体包括:其一,欧姆表测电阻.该种电阻测量法是最简单、最直接的一种测量法,主要是利用欧姆表来粗略地测定电阻值,如运用欧姆表对白炽灯的冷电阻进行测量等.其二,替代法.该种测量电阻方法的基本思路实际上就是采用电流等效或电压等效的等效思想,其在测量电阻方面所得结果的准确度比较高,且不需要直接进行计算,但是必须要借助可以调节阻值的标准电阻才能够实现.其三,伏安法测电阻.该种电阻测量法测量依据和原理主要是应用了欧姆定律,需要借助电流表和电压表这两个基本测量仪器,当只有一个电表的过程中,可以采取标准电阻来进行替代;当已经知道电表内阻值的情况下,结合欧姆定律的应用,可以将电压表或电流表实现互相转化,如将电流表当作电压表来使用等.
除了上述电阻值测量方法外,比例法也是测量电阻值的一种方法,这种方法主要是在对某一物体的某一个物理量进行测量的过程中,将其同已经知道的准确数值标准物体进行比较.比如,天平这种称量工具在对物体质量进行称量期间,就是通过比较砝码和被测重物重量,其中砝码就是质量数值已知的标准物体.天平结构本身属于等臂杠杆,所以在天平结构保持平衡的状态下,可知标准物体和待测物体二者之间的质量是保持一致的.同理,如果有已知电阻值的标准电表,同样可以借助比例法来对电表的电阻值进行测量.在采用比例法对电表内阻进行测量过程中,两个电流表一般呈现为并联方式,而两个电压表则是保持串联连接方式.例如,在对电压表和电流表的内阻值进行测量期间,如果采用标准的已知电阻电表,那么均可以采取比例法,利用并联电路中电阻和电流成反比或者串联电路中电阻和电压成正比的依据,就可以测出二者的内阻值.
总之,电学实验是我们高中生学习高中物理知识的重点,其学习中涉及到比较多的实验仪器以及实验原理,学习难度比较大.为了顺利地突破这部分物理知识学习难点,我们需要明确实验电路或仪器的基本选择方法以及实验仪器使用的基本原理,确保可以深刻地理解相关物理实验原理,提升我们实验操作能力.