高中物理电学实验器材和电路的选择

高中电学中的电路设计和仪器选择

摘要：电学是高中物理的重要组成部分，电学中的电路设计和仪器选择是电学的核心内容，以高二物理教材“描绘小灯泡的伏安特性曲线”、“测金属丝的电阻率”、“测电源电动势和内阻”等几个学生实验为例，让学生融会贯通学会高中电学电路的设计和实验仪器的选择。

关键词：电路设计 仪器选择

电学是高中物理的重要组成部分，电学中的电路设计和仪器选择是电学的核心内容，如何让学生掌握电路的设计和仪器的选择是电学教学的关键。以高二物理教材“描绘小灯泡的伏安特性曲线”、“测金属丝的电阻率”、“测电源电动势和内阻”等几个学生实验为例，这些实验都有许多相似之处和不同之别，学生只要掌握了电路设计和仪器选择的原理和方法，其它问题就迎刃而解了。

一、电路设计原理

以上实验都是利用滑动变阻器改变电路中的电流，用电流表和电压表测量电路中小灯泡、金属丝、变阻器的电流和电压，然后用作图法和计算法分别去描绘小灯泡的伏安特性曲线、计算出金属丝的电阻率和电源电动势和内阻。滑动变阻器、电流表和电压表在电路中有不同的接法。

（一） 滑动变阻器电路的选择

1.限流电路（如上图左）

当移动滑动变阻器滑片时，可以改变电路中的电阻，从而控制用电器的电流和电压。设电源电压为e，用电器（小灯泡、金属丝、变阻器）的电阻、电流、电压分别为r、i、u，滑动变阻器的全值电阻为r0，

1）当滑动变阻器滑片p滑到右端时，用电器上的u、i均为最大，其最大值分别为e、e/r

2）当滑动变阻器滑片p滑到左端时，用电器上的u、i均为最小，其最小值分别为er/（r+r0）、 e/（r+r0）

综上所述，限流电路的电流和电压调节范围分别为

u： er/（r+r0）——e

i： e/（r+r0）——e/r

由上式可知，限流电路的电流和电压调节范围与滑动变阻器的全值电阻r0有关，在e、r一定的情况下，r0越大，电流和电压调节范围越大；当r0比r小得多时，电流和电压调节范围都很小。

高中物理电学实验考点分析　

颛清岭　

（沧州经济技术开发区中心学校，河北沧州０６１０００）　

高考电学实验的考查主要从实验器材（电表、电阻、电源　

等）的选择，实验电路图的选择与设计，误差分析，以及对实验　

数据的处理等方面进行。从高考阅卷情况来看，电学实验的得　

分率较低，是高考的难点之一。　

电学实验的考查主要包括：电表的读数、实验器材和电路　

选择、电路实物连线等几个方面。　

一、电流表、电压表的读数规则　

电流表量程一般有两种——Ｏ．１—０．６Ａ，０—３Ａ；电压表量程　

一般有两种——　一３Ｖ，０～１５Ｖ。如图１所示：　

。怫　。斛　

图１　电表读数时首先要看清量程，并确定最小分度值（每个小　

格所代表的电流、电压值）。　电压表、电流表若用０～３Ｖ、０￣３Ａ量程，其最小分度值分别　

为Ｏ．１Ｖ、０．１Ａ，可以采用十分估读法，在最小分度值后加一估　

读数即可。图１中电压表读数为１．８８Ｖ，电流表读数为０．８３Ａ。若　

指针恰好指针指在第１０条刻度线上，则读数为１．００Ｖ（或Ａ）。　

电压表若用０—１５Ｖ量程，则其最小分度为０．５Ｖ，为２分度仪　

表读数，电流表若用Ｏ～０．６Ａ量程，则其最小分度为０．０２Ａ．为５　

分度仪表读数．这种量程读数时读数结果必须与其最小分度　小数点位数相同，结果是最小分度的整数倍。图１中电压表读　

数为９．５Ｖ，电流表读数为０．１６Ａ。左图中如指针指在第１０条刻　

度线上，读作５．０Ｖ。右图中指针指在第１０条刻度线上，读作　

Ｏｌ２０Ａ。　

二、实验器材的选择和电路的选择　实验器材和电路选择的总的原则有三：一安全、二精确、　

三方便。实验器材的选择与实验电路密切相关，选择器材前首　

先要根据实验目的和实验原理设计安全可靠、测量精确、操作　

方便的实验电路　再根据实验电路的需要选择器材。　

１．电表的选择　

应用全电路欧姆定律。通过估算确定电路中通过电流表　的最大电流和最小电流，电压表两端的最大电压和最小电压。　

所选择的电表的量程应大于最大电流和最大电压，以确保电　

高中物理电学部分的实验器材和电路选择探索

实验是物理学习的重要环节之一。在高中电学部分，实验是加深学生对电学概念及电路原理的理解、培养学生观察、实验、思考能力的有效途径。因此，高中电学实验器材和电路的选择很关键。本文将对高中电学实验器材和电路的选择进行探讨。

一、实验器材的选择

1. 阻值盒

阻值盒是用于调整电阻的实验器材。在电学实验中，往往需要测量电路中电阻的大小，阻值盒可以提供不同大小的电阻供学生选择，以满足实验需求。阻值盒的使用相对安全，且使用方便。

2. 电源

电源是电学实验的基础。在教学中，常用交流电源、直流电源以及电池。交流电源和直流电源可以提供不同种类的电流、电压，让学生可以进行更多的实验探究。电池常用于小型实验中，可以让学生更好地理解电路的组成以及电流电势的基本概念。

3. 电表

电表是用于测量电路中电流、电势、电阻等的实验器材。在学生进行实验时，电表是必不可少的工具。电表的种类有很多，如万用表、电流表、电势差表等。在选择时，应根据实验需求选用不同种类的电表。

4. 导线

导线是电学实验中必备的实验器材。导线的材料有很多，如铜、铝等。在选购导线时，应选择材质好、热膨胀系数小、导电性好的导线。此外，为了保证实验的安全性，在选购导线时应选择表面有保护层的导线，以免触电事故的发生。

5. 发光二极管(LED)

发光二极管是一种重要的电子元器件，在电学实验中广泛应用。它不仅可以用于指示电路状态，还可以用于信号处理、数据传输等方面。在实验之前，应了解发光二极管工作原理及其特点，以更好地选用适合的发光二极管。

二、实验电路的选择

1. 串联电路 串联电路是一种将电器件逐一连接起来的电路形式。在学生学习电学实验的过程中，串联电路是必不可少的一种。通过串联电路的实验，学生可以更好地掌握电阻的串联法则、电势分配法则等基本原理。常见的串联电路实验有串联电阻的测量、分压器的应用等。

高中物理电学部分的实验器材和电路选择探索

高中物理课程中，电学部分的实验是非常重要的环节之一。通过实验，学生能够更直观地理解电学知识，培养实验操作能力，并且激发学生的学习兴趣。选择合适的实验器材和电路对于教学至关重要。在本文中，我们将探索高中物理电学部分的实验器材和电路选择，以期为教师和学生提供一些参考和启发。

一、实验器材的选择

1. 万用表

万用表是进行电学实验必备的器材之一。它可以测量电压、电流和电阻，是电路中最基本的测量工具。在进行电学实验时，学生可以通过使用万用表，直观地获得电路中各个元件的电压、电流和电阻数值，从而更深入地理解电路的工作原理。

2. 直流电源

3. 电阻箱

电阻箱是一个可以提供不同电阻值的器件，它可以让学生在实验中灵活地改变电路中的电阻值，从而观察电路的变化情况。通过电阻箱，学生可以更直观地感受到电阻对电路的影响，加深对电阻和电路关系的理解。

4. 导线、电灯泡和开关等基本元件

在进行电学实验时，常常需要使用导线、电灯泡和开关等基本元件来构建电路。这些基本元件在实验中起着至关重要的作用，能够让学生直观地观察电路的工作情况，帮助学生更直观地理解电学知识。

5. 示波器

示波器是一种可以直观显示电压随时间变化情况的仪器，它可以用来观察交流电路中电压的正弦波形，帮助学生更深入地理解交流电路的工作原理。并可用来观察电路中复杂信号的变化情况。

二、电路的选择

1. 并联电路和串联电路

在进行电学实验时，学生可以通过实验构建并联电路和串联电路，从中观察电流、电压的变化情况，并深入理解并串联电路的不同特性。并联电路可以让学生更清楚地了解分流规律，串联电路可以让学生更直观地认识电流规律。 2. 电阻的影响

3. 电容和电感的实验

学生可以通过实验构建带有电容和电感的电路，观察交流电路中电容和电感的影响，加深对电容与电感的特性的理解。在实验中，学生可以通过示波器观察电压和电流的相位差，从而更直观地了解电容和电感在交流电路中的特性。