周汉枢
福建省云霄第四中学363305
【摘要】电学实验在高中物理中占据了十分重要的位置,对于高中生学习物理有着非常积极的作用。学生在亲自参与电学实验中能够掌握具体的实验操作、掌握电学知识、了解实验的原理,不但可以加深学生对电学理论知识的理解和认识,还可以锻炼他们的动手操作能力和培养学生的实践能力。可是,现在在高中物理的电学实验中依然有着很多问题,还需要教师多总结一些经验,不断改进教学方式,提升学生的物理水平与实践能力。本文首先研究了高中物理电学中的难点,然后分析了在高中物理电学实验中应注意的问题。
【关键词】高中物理;电学实验;问题
实验是高中物理的基础,开展物理实验不但可以增加学生对理论知识的认识,还能够提高其动手能力。并且在物理实验之中还会出现许多的突发情况与不可预测的结果,只要有一点错误就会影响到整体的实验结果,这就证明了物理实验的客观性和严谨性。特别是电学实验,电学的许多结论与规律都是在实验中获得的,某些突破和创新也都是把实验作为基础的,而且其在高考中占据了很大的比例,不管是在客观题还是在主观题方面都有涉及,其重要性也是显然易见的。
一、高中物理电学中的难点分析
高中物理电学中的难点有很多,在此主要对其中四点进行了分析:一是对复杂电路的分析。对于一个复杂的电路图,倘若只是使用电阻串并联的知识去分析,那么通常都会很难简化,甚至还会使之更加复杂。这时,就应该要记住电路的基本特征,即对于任何一个节点,流入电流之和都与流出电流之和相等;对于任何一个回路,电动势和电压都相等。二是电流的磁效应与电磁感应。在这里一定要注意,静止的电荷是产生不了磁场的,恒定的磁场也感应不出电,电生磁和磁生电的基础都是变化的电与磁。三是正弦交流电。交流电电流的大小和方向都是在不断变化的。根据正弦规律而变化的交流电就是正弦交流电,这也是我们在平时生活中经常接触到的电。但一定要注意,周期变化的仅仅是电流电压的方向,而不会改变电能传输的方向。交流电经过电路不但会出现代表导线发热损耗的电阻问题,还会出现电容效应与电磁感应现象,所以就引进了电容与电感这两个新的物理量。四是变压器。变压器分为电路与磁路两个部分,磁路是由铁芯提供的,电路是由围绕在铁芯上的原边与副边线圈而产生的。交变的电流流过原边并在铁芯之中形成交变的磁场,交变的磁场又在副边感应出交变的电动势,通过原边与副边线圈匝数的不一样而改变电压。变压器就是电磁感应与电流磁效应的具体运用,但是只有交流变压器,没有直流变压器。
二、在高中物理电学实验中应注意的问题
(一)巩固基础理论知识
提高物理学习效率的一个重要前提就是要巩固基础理论知识。
在高中的物理课中,电学实验的部分基础理论知识有以下三点:一是要识记基本仪器的读数方式与标准、掌握有关仪器的操作,这是保证电学实验可以顺利进行的基础;二是要会绘制电路图,识记与准确绘制电路图也是非常重要的一个基础知识,只有学会了绘制电路图,才可以在整个电学实验中对电学实验进行掌控,才可以及时记录电学实验的结果;三是要培养不断探索的能力,电学实验的知识结构是比较复杂的,设计到的内容也比较多,因此只有不断进行探索与总结,才可以增加对电学知识的理解与认识。
(二)重视对电学实验仪器的选择
选择电学实验仪器的时候应该要根据安全性与最小误差性的原则。在选择电学实验仪器的时候应该要先确定电学实验的条件,然后再选择电源、电压表、电流表和变阻器。在选择仪器的过程中一定要保证电路的安全性,即防止出现实验器材由于过载而被毁坏的状况。在选择电学实验仪器的时候,首先要选择合理的量程,指针的偏转应该是比较大的,这样可以有效减少测量读数的误差;然后要选择合理的滑动变阻器,一定不能选择只要滑动头稍微移动,电流与电压就会变化很大的变阻器;其次,要根据电学实验的基本要求去选择实验仪器,此时只要掌握了电学的实验原理,就可以进行合理的选择,但是一定要选择实验结果误差尽可能小的电学实验仪器,并且在比较大的范围中可以灵活的调节仪器;最后要做到节能环保,尽可能地节省大功率电路的能量。据上面所述,选择电学实验仪器的时候应该根据以下要求进行:一是选择电源的时候应该按照用电器的需要去选择直流电源,通常在不超过待测器材最大电压的情况下去选择电动势比较大的电源;二是在选择电表的时候应该要保证在电表最大量程的范围中,选择量程比较小的电表;三是在选择滑动变阻器的时候,应该要根据总电路要求的电压、电流的范围去进行选择。
(三)了解实验仪器的工作原理
高中物理教师应该在电学实验教学中引导学生对各种电学实验仪器的工作原理进行了解,培养学生实验仪器的操作能力。由于电学实验仪器自身的工作原理通常就是对电学理论知识的实际运用,所以让学生掌握仪器的工作原理不仅有助于规范学生的实验操作,还可以帮助他们更好的理解与掌握电学基础知识,并且倘若电学实验仪器出现故障的话,学生也能够根据工作原理去解决问题。比如,有不少学生在使用多用电表欧姆表的时候,经常在换挡之后忘了进行欧姆调零,在测量电阻的时候经常会忘了从电路中隔离出电阻。倘若学生可以掌握多用电表欧姆表的工作原理,那么就会知道其内部结构包含表头、电源以及滑动变阻器等,它的工作原理其实就是对闭合电路欧姆定律的实际运用,就会更容易明白在使用多用电表欧姆表对电阻进行测量时,一定要把电阻从电路中隔离出来,不然最后测量的结果并不是单个原件的阻,并且倘若在电路中有电源,那么就很有可能会烧坏电表。再比如,如果学生可以在高中物理教师的指导下掌握磁电式灵敏电流计的工作原理,那么在进行实验的时候若缺少了适宜的电表,学生就可以根据电阻串并联的知识对电表进行改装,自己重新制定一个新电表,这不仅锻炼了学生的实际操作能力,还有助于他们加深对电学知识的理解。
综上所述,通过上面的分析能够发现高中物理电学实验中的重难点,电学知识的综合性和复杂性都给电学实验带来了巨大的挑战。所以高中生一定要充分掌握电学的理论知识,在实验中逐渐积累经验,及时分析并整理常见的电学实验问题,为以后的实验打下坚实的基础。
【参考文献】
[1]惠晓爱.高中物理电学难点与教学对策[J].山西教育(教学),2020(06):61-62.
[2]龚小春.探究高中物理教学中常见电学实验问题[J].知识文库,2020(11):56+58.