高中物理教学中常见电学实验问题分析

徐蕾

摘 要：在高中物理电学实验中，学生经常遇见的电表问题、滑动变阻器问题、电路连接问题是电学实验中的重点和难点，也是需要学生重点关注的内容。在高中物理电学实验中，学生要谨慎、细心，用准确的电学实验方法和操作流程，确保电学实验过程的安全性和准确性。

关键词：高中物理；教学；电学实验

电学实验是高中物理中的重点，电学知识的复杂性给我们学习带来一定的难点，我们应该对电学方面的理论知识进行充分的掌握，才能在实践中积累经验，进而为电学实验打下坚实的基础。对于高中生来说，我们不仅要掌握理论知识，还要学习实验操作，进而提高我们的综合能力。

一、电表接法及量程选择

为了保证电学实验的精准度，减少实验中各种因素产生的误差，我们可以根据具体的电学实验要求，选取适宜的电流表和电压表的度量量程，并准确地接好相关电阻、电表器等。1.电表的接法。对于电表的接法操作，我们可以采用以下方法加以判定：（1）当电流表的内部阻力RA为已知条件时，则电压表的电阻RV以及待测电阻RX的阻值，可以通过一定的公式计算法获得并判定。对于电表的接法，我们可以采用内接法和外接法两种不同的方式。2.量程的选择。选择适宜的电表量程是高中电学实验的前提。在选择量程的过程中，无论是对于电流表还是电压表来说，都不能使流经电流或电路两端的电压超过电表的量程。如果一旦电表的量程没有达到有效的预期，则对于电表来说就是不可挽回的损失。如果电表的量程过高，则会导致实验中的误差，产生对电流或电压值测量不够精准的问题。因此，要注意先选用大量程电表，当明确量程之后，再进行电表的合理调节。3.校准与测量。在选择合适的量程之后，还要对电表进行校准。这是高中电学实验的准备步骤和环节。要校准电表的指针是否归零，使其在平面上可以灵活地调节

二、滑动变阻器问题

首先，在选择滑动变阻器的时候，要考虑到滑动变阻器的安全性和灵活性，滑动变阻器不止起到控制电路中电流变化的作用，还起着保护电路的作用。因此，在选择滑动变阻器时，要制定其所能承受的最大电流值和其本身的最大电阻值，既不能选择额定电流过小的滑动变阻器，防止电路中因电流过大而毁坏电器，也不能选择阻值过大的滑动变阻器，防止因电阻过大导致电流、电压基本不动的实验现象的发生。其次，在使用滑动变阻器前，应当将滑片滑动几次，以去除覆盖在电阻丝上的灰尘以及污物，保证良好的接触，防止因接触不良而导致电路短路，进而造成实验失败，甚至危机实验者的生命、财产安全。最后，在使用滑动变阻器时，应当严格按照实验要求进行操作。这不仅是实验成功的前提，也是实验者生命、财产安全的保障。在连接电路时，将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大的一端，保证突然接通电路时不会因电流过大烧坏电源和电表。在使用中，学生应当保证不触碰到滑动变阻器的金属滑片、滑杆和线圈等容易导电的地方，用双手进行操作--一手扶持固定，一手调节阻值。增加实验的安全性，防止触电事件的发生。

三、电路连接问题

由于电路实验本身就具有一定的危险性，由于电路连接不当，很有可能造成电路烧毁事件和触电事件，所以需要学生用更谨慎的态度来对待电路连接。在连接电表时，注意电表正负极的接入方向，确保正确接入。在连接电流表时，应根据已知的电表内部阻值，依据公式计算出应当使用外接法或是内接法进行连接。而连接电压表时，则应该采用与所测电器并联的方式，并确定电流走向与电路正负极一致，防止实验失败，损伤电表，甚至意外事件的发生。在连接滑动变阻器时，应依据实际使用情况来选择使用分压式接法或是限流式接法。在滑动变阻器的全阻值明显小于负载电阻值的情况下，如“小灯泡的伏安特性曲线”实验，负载上的电压一定要有足够大的范围，并且应该从0开始调节。这种情况就应该采用分压式的连接方法对滑动变阻器进行连接。反之，在滑动变阻器的全阻值比负载电阻值大的情况下，应当采用限流式的连接方法。而在两种连接方法都可以使用时，应该优先选择使用限流式接法。这主要是因为限流式具有低耗能的优势，且电路结構简单，因此优先使用限流式接法，能够提高电路效率，降低能耗。

四、读数及数据处理

有时一些实验数据要根据具体实验需求进行公式转换，但因粗心或公式套用错误，会导致实验数据不准确。在实验中，我们通常用以下几种方法来进行系统误差分析。

第一，函数解析法。通过欧姆定律计算出待测电阻在不考虑电表内阻和考虑电表内阻两种情况下的表达式，前为测量值，后为理论值，两者大小的差别就是测量结果和理论结果的差别。

第二，图像描点法。在记录多组数据并且要用图像进行实验数据处理的实验中，考虑分析坐标点在不考虑和考虑电表内阻的两种情况下的横纵坐标的大小关系，通过对坐标点的平移来找出测量图与理论图的偏差。

第三，等效法。这种方法需要对问题有深刻的认识基础，利用等效的思想，分析实际测量结果的等效结果，分析其与真实值之间的偏差。

五、对电学实验难点的应对策略

1夯实理论基础知识

为了保证学习效率的提升，夯实理论基础知识是极有必要的工作。在高中阶段的物理课程教学中，电学实验虽然内容不是特别多，但所涵盖的范围非常广泛，如上面所提对电流表等仪器的应用，属于实验操作顺利进行的前提条件，此外，对于电路图如何进行绘制的思考，也会帮助学生在电学实验具体操作过程中，将实验过程控制得更好，保证实验探索过程的如实记录。再者，对实验仪器进行选择，也应当是事先做好充分准备的工作，这些均是理论基础知识夯实的内容，把这些工作做好，才能让我们在进行实验的过程中，以更为稳定的心态、更为优良的技巧，依次做好每一项操作工作，直到实验的最终顺利完成。

2提升实践操作能力

在整个电学知识学习过程中，将自身思维能力调整到一个理想的状态，使之产生对于电学实验的科学与严谨态度，既能够扎实基础，又敢于不断提出质疑，利用持续总结与创新的态度，将自身实践操作能力提升到一个新的层次。比如当接触到电阻器应用方法的时候，通常会采取限流方法及分压方法，在使用分压方法时，则又会依实际情况的区别，给予具体选择的差异对待。在此过程中，学生可以掌握并进行应用的方法是极为多元的，只有不断尝试，不断操作，才能保证难点应对过程的游刃有余。通常情况下，学生需要在教师的指导下设计出具有可行性的方案，接下来便需要以充分的自主操作对其加以验证、修订，并随时将实验数据记录下来，利用这种一面思考一面操作的方式，实验难点的克服终会实现。

3完善知识体系构成

对于不同学生来讲，其在知识构成、能力发挥、学习效率等多个方面都有差异性表现，而为了保证电学实验内容有效应对，便需要学生进行知识、能力、学习效率各方面的调整完善。比如在接触到电阻测量有关实验前，即需要了解到经常会被用到的测量方法有欧姆表法、伏安法及替代法等等，不同方法有不同侧重点，欧姆表法对简单测量比较实用，可以给接下来的测量提供基础，而伏安法有较广泛的应用范围，替代法有较高的测量精度等，当相关的知识体系完善之后，再进行实验操作及研究，更容易有效处理相关的难点问题。

结论

电学实验最重要的就是根据测量要求来设计相应的电路，而这一切的基础就是电路接法的选择分析和电表内外接法的选择分析，只要能分清各种接法的利弊，电学实验的处理就会变得快速而简单。

参考文献

[1]王璐瑶。高中物理常见电学实验问题的分析[J].通讯世界，2017（3）

[2]张晟霆。高中物理电学实验设计分析[J].黑龙江科学，2017（5）

[3]吕少永。高中物理电学实验器材和电路的选择分析[J].中学课程资源，2015（10）

（作者单位：西南大学附属中学校）