电学实验问题分析

钟兆鸿

【摘 要】 在高中物理电学实验中，电表问题、滑动变阻器问题、电路连接问题是经常困扰学生的问题，同时也是高中物理电学实验中的重点和难点，需要引起学生和教师的高度重视.本文首先对高中物理教学中常见的电学实验问题进行分析，接着提出提升高中物理电学实验教学质量的有效策略，并阐述笔者的思考和建议，希望能为相关的研究者和教育工作者提供可参考的建议.

【关键词】 高中物理;电学实验;教学质量

电学实验是高中物理学习的重点.电学知识的复杂性给学生的学习带来了一定的困难和挑战.要求学生充分掌握电学的理论知识，积累实践经验，为电学实验夯实基础.高中物理区别于初中物理，主要在于它不仅要求掌握扎实的理论知识，还要系统学习实验操作的具体方法和步骤，以提高学生的综合能力，更好地达成教学目的.

1 高中物理教学中常见电学实验的问题

1.1 电表问题

为了保证电学实验的准确性，减少实验中各种因素造成的误差，学生可以根据特定的压力表测量量程，并精确连接相关的电阻和电流表.

电表的接线方法 对于电表的连接操作，学生可以使用以下方法来确定：当电流表的内阻Ra已知时，可以通过一定的公式计算方法获得并确定电压表的电阻RV和待测电阻Rx.对于电表的接线方式，学生可以采用两种不同的方式：内部接线方式和外部接线方式.

测量范围的选择 选择合适的仪表量程是高中电学实验的前提.在选择量程的过程中，电流表和电压表都不能使流过电路的电流或电路两端的电压超过量程.如果仪表的量程未达到有效预期值，则是无法弥补的损失.如果仪表的量程太大，会导致实验误差，造成电流或电压值测量不准确的问题.因此，要着重注意的是，应首先选择大量程仪表，然后在量程明确后对仪表进行合理调整.

校准和测量 选择合适的量程后，校准仪表，这是高中电学实验的准备步骤和环节.需要保证校准仪表指针的归零，以便其在平面上的灵活调整.

1.2 滑动变阻器问题

在对滑动变阻器进行选择时，考虑的首要因素应当是滑动变阻器的安全性和灵活性.因为其不仅可以控制电路中电流的变化，还可以对电路进行保护.所以学生在选择滑动变阻器时，需要设置其最大电流值和最大电阻值.不可能选择额定电流过小的滑动变阻器以防止电器因电流过大而损坏，也不可能选择电阻过大的滑动变阻器来防止电流和电压因电阻过大而基本不动的实验现象.再者，在使用滑动变阻器之前，要多次滑动滑块，清除覆盖在电阻丝上的灰尘和污垢，保证接触良好，防止电路因接触不良而短路，不利于实验的成功进行，甚至危及实验人员的生命财产安全.在使用滑动变阻器时，要谨记严格按照实验要求进行实验操作.要注意的是，学生在使用过程中，应确保与滑动变阻器的金属滑片、滑杆和线圈等容易导电的地方保持安全距离，务必要用双手进行实验操作，其中一只手负责支撑固定，另一只手用来调整电阻值.降低实验的危险性，防止触电的发生.

1.3 电路连接问题

由于电路实验本身是危险的，电路连接不当可能导致电路烧毁、破坏和触电，因此学生在连接电路时更加需要小心谨慎.连接仪表时，注意仪表正负极的接入方向，确保正确接入.连接电流表时，应根据已知的电流表内阻和公式进行计算.连接应采用外部连接方式或是内部连接方式.连接电压表时，应与被测电器并联，并确定电流方向与电路正负极一致，以防止实验失败、损坏仪表，甚至发生事故.连接滑动变阻器时，应根据实际使用情况选择部分分压连接方式或限流连接方式.当滑动变阻器的总电阻较小，而负载电阻值较大时，在“小灯泡的伏安特性曲线”实验中表现得最为明显，负载上的电压必须具有足够大的范围，并且应从0调整.在这种情况下，应使用分压式的连接方法连接滑动变阻器.相反，当滑动变阻器的总电阻值大于负载电阻值时，应使用限流连接方法.当两种连接方式均可使用时，应首选限流连接，因为限流连接具有能耗低、电路结构简单的优点.因此，优先限流连接可以提高电路效率，最大限度地使能耗降到最低.

1.4 数据读取及处理问题

在实验中，我们通常使用以下方法来分析系统误差.一种是在不考虑电表内阻和考虑电表内阻的情况下，分析函数并计算欧姆定律测量的电阻表达式.前者为实测值，后者为理论值.两者之间的差异是测量结果与理论结果之间的差异.二是图像跟踪方法.在记录多组数据和利用图像处理实验数据的实验中，要考虑和分析坐标点的横坐标和纵坐标的大小关系，分别在不考虑和考虑仪表的内阻两种情况下是如何表现的，接着对坐标点进行平移，找出测量图与理论图之间的偏差.三是等效法.这种方法要求学生对问题有着清晰的认知和理解，从而能够运用等效的思想，分析实际测量结果的等效结果，并分析它们与实际值之间的偏差.

2 提升高中物理电学实验教学质量的策略

2.1 督促学生学好物理基础知识，奠定扎实的基础

为了保证学习效率的提高，巩固基础理论知识是非常必要的.在高中物理课程教学中，电学实验的内容虽然不多，但涉及面很广.

例如 电表和上述其他仪器的应用是实验顺利进行的先决条件.此外，思考如何绘制电路图也有助于学生在实验过程中更好地控制实验过程，确保实验探索过程得到真实记录.此外，实验仪器的选择也应提前做好充分准备.这是巩固基础理论知识的内容.

2.2 提升学生实践操作能力

在电学知识的整个学习过程中，要将思维能力调整到理想状态，从而对电学实验产生科学严谨的态度.这样既能打下坚实的基础，又敢于不断提出问题，并用不断总结和创新的态度，把实际操作能力提高到一个新的水平.

例如 在滑动变阻器的使用方法时，通常采用限流法和分压法.采用分压法时，具体选择将根据实际情况区别对待.在这一过程中，学生可以掌握和应用的方法极其多样.往往学生还需要在老师的指导下设计一个可行的方案，然后进行充分的独立操作验证和修改，并随时记录实验数据.用这种思维习惯和操作方法同时进行的方式，最终使实验结果取得理想化的效果.

2.3 促进学生构成完善的知识体系

要想让电学实验更加有效安全的进行，这对于学生个人的知识体系架构、能力表现以及效率等方面都有不同程度的要求.在知识体系内容方面，学生需要牢牢地掌握电学实验中常用到的测量方法.

例如 伏安法、欧姆表法以及替代法等等，并对各种测量方法中强调的重点着重识记，欧姆表法适用于一些简单的测量，并为之后的测量工作奠定良好的基础;伏安法的运用范围相对较广，替代法则对测量精度有更高的要求.在学生有了完善的知识体系作为电学实验的支撑后，之后的实验研究及其操作就显得更为游刃有余，也能够及时的处理相关的疑难点问题.

3 思考与建议

在物理电学实验中出现问题，很大一部分原因在于学生基础知识掌握的不够牢固，实践能力不足，对于实验中相关的物理问题认知度不够，不能够做出快速准確的判断和处理.在电表实验中，部分学生明显对于电表的内接和外接法还不能够熟练运用，不能够准确地处理滑动变阻器的分压以及限流接法.由此可见，学生在知识储备方面还远远达不到实验要求，这就要求教师在实验过程中加以指导，同时，在平时教学过程中要强调电路连接等问题的重要性，引起学生的重视，并督促学生加强对此方面的学习.除此之外，出现问题还有一部分原因在于学生在实验操作过程中的失误或者实验数据偏差等.这些问题主要和学生的实践经验以及实验态度有关，要求学生要在平时学习中加强练习，增加积累.当然也不可缺少教师的正确引导，将学生操作的失误降到最低，确保实验的安全性和准确性.

参考文献：

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[2]和红.对高中物理常见电学实验问题的探究[J].学园，2017（11）：17-18.

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