高中物理电学实验电路的分析与选择

蔡灿芳

(福建省晋江市南侨中学 362241)

高中物理课程中涉及到较多的实验，其中电学实验是该课程重要知识点之一，在实验教学中，提升学生的实践能力是最关键的，合理的分析与选择电路实验直接关系到学生的学习效率.本文就对高中物理电学实验电路的分析与选择展开探究，以此为提升学生对物理知识的认识，以及物理实践能力奠定良好基础.

一、高中物理电学实验电路的基本原则

安全性、准确性、适合性是高中物理电学实验电路的基本原则，物理电学实验教学中，首先应注意实验操作的安全性，在实验器材与电路的选择中，应科学的进行选择，以此为保证实验操作的顺利进行奠定基础，降低实验的失败几率.在实验操作之前，需要明确实验操作的目的，确保电流与电压的正常运行.同时，物理实验操作应遵循“由简单到复杂”的原则，在确保实验操作安全的前提下，选择合适的实验器材与电路，以此保证实验操作顺利展开，提升学生的实验操作能力.

二、高中物理电学实验电路的分析

1.确定电学实验的目的

在实验操作的前期阶段，需要分析题目中的特定条件，了解所探究的根本物理规律.实验目的确定之后，应巩固与了解已学的知识，发现理论知识与实验操作之间的规律或现象，以此为更好的展开实验操作奠定基础.

2.电路设计的方法

在物理实验电路设计中，应当根据实验的基本原则选择最佳的设计方案，合理的设计电路的原理图.比如，电压表的内阻为3KΩ，量程为3V，电流表的量程为1mA，电源电动势为3V，且滑动变阻器的最大值为20Ω，如何展开电路实验图的设计，以及精确测量电压表的内阻方法？

图1

分析：任何电路，测量电路与电源电路都是两个部分构成的，从题中可知，较大的电压调节范围中，被测量的对象为电压表.且了解到无需过多的分析电压表中内阻的电压.在了解电压表过程中，可将滑动变阻器分压接法应用其中，如图1所示，再测量电路上串联电流表.最后研究所设计的电路图的是否可行，当电流表的指针较慢的情况下，让电路设计在正常情况下运行.

三、高中物理电学实验电路的选择

1.测量电路的选择

物理电学实验电路中，有两种方法可实现电压表与电流表接入到电路中，分别为外接法、内接法.由于电表内阻的影响，为了防止出现误差的现象，一般将RA作为电流表的内阻设置值，将RV作为电压表的内阻设置值，在不知晓电流表与电压表的内阻时，可将触摸法的应用其中.电路接通之后，对电流表与电压表之间的示数进行观察，如果电流表的示数变化比电压表的示数变化更明显的情况下，可将内接法应用其中；反之，则可将外接法应用到电压表与电流表接入到电路中.

2.控制电路的选择

图2

如果是为了实现电阻两侧的电压值的改变，可将电源相互连接与滑动变阻器进行应用，限流接法如图2所示，分压接法如图3所示.在高中物理电学实验中，限流接法是经常应用的方法；对于分压接法的应用，在这几种情况下可对其进行应用：

(1)在限制电路的应用中，如果电路中的最小电流≥被测电阻Rx的额定电流或所给电表的量程时，可以选择分压电路；

图3

(2)被测电阻的阻值比滑动变阻器的总电阻大很多，应选择分压式电路.如果采用接成限流式，在改变滑动变阻器的阻值时，出现不明显的电流变化，电压与电流测得的取值范围较小的情况下，可采用分压接法；

(3)在实验操作中，明确要求电压从零开始并连续变化，可将分压电路应用实验中.

3.高中物理电学实验仪器选择的建议

首先应考虑到安全问题，各电表的实际读数应在其量程以下，且对于电阻类元件来说，实际电流应低于其最大允许电流或电压.在实际操作当中，应对回路中的最小电流进行估算.在电源的选择中，应根据物理电学实验的实际要求进行选择，其中包括交流电源、直流电源，同时还应根据实际电路的用电要求，选择合适的电源.在实验器材选择中，还需要考虑读数误差因素，一般情况下，物理电学实验中各电表的实际读数应≥其量程的1/3，目的是为了将读数误差的现象减小.在实验操作当中，需要对回路中最大电流或电压进行估算.另外，应当对滑动变阻器进行考虑，在物理电学实验操作采用分压接法时，需考虑到变阻器的电阻值小，且额定电流大的因素；在采用限流接法过程中，需要注意变阻器的阻值相接近于电路中其他电阻的阻值.

总而言之，高中物理电学实验的实践性较强，为了更好的检验电学的基本原理，采用科学的方法具有重要作用.因此，在展开物理实验操作过程中，应当注重电学实验电路的分析与选择，采用正确的实验操作器材，遇到不懂的问题应主动请教老师或其他同学，这样才能更好的展开物理电学实验操作，为提升自身的物理水平奠定基础.