高中物理电学中电路与器材的选择分析

李宇哲

【摘 要】高中物理教学中的一个重要环节就是电学实验，这一部分主要分两个步驟，选择实验器材和电路。遵循安全、适用、方便、准确的基本原则， 来选用适合于实验的合理器材和电路。以明确的实验目的为基础上，按照已经制定好的计划和步骤完成具体的物理电学实验。

【关键词】高中；物理电学；电路器材选择

1.电路与器材选择原则

1.1安全原则

安全原则就是在电学实验的操作过程中，要保证实验器材的安全，尽量避免出现损坏及电路烧毁，漏电等危急生命财产问题。在电学实验教学中，安全方面经常会出现的问题主要包括这四种：电流过大电流表，电压表烧毁、接线柱反向相接、读取数据超量程。这些缺陷不仅会造成实验结果记录方面的不准确，还会导致器材的损耗或损坏，甚至危及操作人员的安全。所以，在课堂的授课教学过程中，教师要将安全原则作为重中之重来强调，还要确保每一位学生切实实行。

1.2适用原则

适用原则的主要表现就是器材的选取考量和电路的选择，要保证所要操作的实验顺利进行，避免数据读取超量程等问题的出现。

1.3方便原则

方便原则的核心重点就是最快捷安全使实验的顺利进行，一般的表现是在选择滑动变阻器，限制电流路线上，和分压电路，建立在安全和适用这两个原则的基础上，在选择合适的实验器材和线路，实验连线图的设计要尽量简洁明了。

1.4准确原则

在物理电学的实验中，准确原则是其他类型实验中最基本的要求之一，也是专门针对电学实验的数据和结果这两个重点的，这些记录一定要精准，保证最大程度上消除实验存在的误差。其重要的两个部分是准确的选择适合实验的材料工具和电力的线路已成功地完成实验。一般情况下，为了确保实验结果的精细和准确，可以以已知的电学实验给出确定条件，对电流、电压等进行详细的估算，再根据估算结果选择适当的实验工具和具体路线。

2.器材选取

2.1电源选取

电源是高中物理电学实验的关键器材，是整个实验想要进行的开端，电源选择的合理性直接关系到实验的成功与否。电源选择要根据具体的情况要求而定，如果实际的操作是要求交流电源，那么就应该选择此类电源；如果实验要求直流电源，那么就应该选择一直想对应的电源。此外，用电需求也是选择电源的考虑条件之一，要学会选择大小合适的电源通常情况下是6V或12V等。在高中物理的常见实验中，打点计时器一般选择使用低压交流电源，电火花计时器一般使用电源为50Hz的，等势线的测量和描绘实验一般使用6V的直流电源，干电池一般在测量内电阻或电动势时使用。

2.2电压表和电流表选取

选择电压表或者电流表，一般情况下都要从以下的三个基本原则出发：

电源参数。选择电压表和电流表的重要电源数值可以作为参考对象，以电源参数为基础，断定两个仪器的量程范围。如在测量电源内阻数据，一般选用干电池做实验电源，根据实验的需要选择一个3V 电压表就能满足正常的实验。

最大电流。在实验电路可以有效的鉴定电路电流最大值的方法是根据接入的实验器材、电路器材和连接方式来测量，以确定电路电流的最大值，再依据该这个结果数值就可以选择适当的电流表了，选择的量程只要不大于最大电流就可以了。

额定电流或电压。在某些电学实验中，实验的道具一般都有其特定的数值，如额定电流、电压以及功率等。对于这些具有额定参数的具体素材，就可以根据其额定值选择对应的电压表或电流表。

2.3滑动变阻器选取

电压和电流在实验中的一定要规定一个准确的变化范围，并将其作为一个滑动变阻器的参考标准。首先，选择变阻器一定要符合的电压和电流变化范围；其次，要考虑实验的保护工作和安全性。由于变阻器阻值是不固定，可随需要而变化的，滑片也不会做出明确的规定数值，所以就会出现在实际的实践过程中超出预定的的调节范围被超出，然后导致实验的器材彻底损坏。最后，如果想要使用这个器材就要保证其满足全部对相关数值准确性的要求，即变阻器在实验线路中的接法应该根据相关的具体操作实际情况来确定，避免其因接入方法不合理而导致实验结果出现较大误差。

3.电路选取

分压电路的优势在于强大的调节功能，而限流电路的优点则是能耗较少。介于二者不同的功能，所使用的实验场景也就各不相同，如果想要这两种器材都能够发挥其最大的效用，不过还是要结合实际条件进行选择。

3.1分压电路

分压电路是高中物理电学实中有一种常用的电路就是分压电路，这个实验所需要用到的器材包括电源、滑动电阻、定值电阻、电压表、电流表和开关。分压电路可以分别对电源两端的电压进行分担，利用滑动变阻器来承担相应的一部分电压，再借用定值电阻承担另外的电压。这样的电路就可以使总电压产生分流，进而降低了有可能会对定值电阻的电压损失，可以在很大程度上积极地提高实验的精准度。

3.2限流电路

限流电路和分压电路在功能上存在着不同的功能差异，这些不同点就会对电路的电流进行了做出相应的约束，再通过滑动变阻器来对其进行调整，借用此手法来实现对定值电阻电流的改变。因为这两种电路使用的器材都是一样，所以想要区别二者，就只能在就具体变阻器的连接方法上下功夫。在限流电路中，变阻器和定值电阻是并联电路，只要借由调节介入的滑动变阻器的阻值，就可以改变定值电阻在电路中的电流。

【参考文献】

[1]刘立轩.高中物理电学中电路与器材的选择分析[J].中外企业家，2015.36

[2]林明华.高中电学实验电路设计与器材选择的两个视角[J].教学与管理，2016.04

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