摘要:在高中的课程学习中,物理是一门必修课程,而在高中物理课程的学习中,电学实验是极其重要的一部分内容,而电表和滑动变阻器的连接和选择更是重中之重。通过对电学实验问题的总结和分析,一方面可以激发学生对于物理学习的兴趣,另一方面可以为高中生进一步学习打下基础。
关键词:高中物理 电学实验 问题 探讨
在高中物理电学的章节中,电学实验是很重要的一部分内容,通过实验,可以很好的把电学理论与实际相结合。在实际的物理电学实验的教学中,因为电路连接复杂,且涵盖的知识点较多,因此在实际的操作中会出现各种问题。
1 电表问题
在高中生的物理实验中,电表问题是非常常见的问题,因为电表内部自身存在的电阻,导致实验结果很容易产生一定的误差,很难达到预期的实验效果。因此,在进行实际的实验操作时,需要选择合理的电表量程,并进行校准,准确的记录测量数据。
1.1电表连接及量程选择
在实际的物理实验中,在接通电表时,因为内部电阻的原因,势必会产生一定的误差,对实验结果造成一定的影响。为了最大程度的降低实验误差,提高实验的精度,保证实验的可靠性和精准性,需要结合实际的实验情况和实验需求,选择合适的实验器材,并对实验器材进行合理、准确的设置。所以,在进行实验操作的时候,需要合理的选择电流表以及电压表,并根据实际的情况,选择合适的量程。
具体的实验步骤如下:
第一步,关于电表的选择,主要使用以下两种判断的方法,第一种方法:在电流表内部阻力RA已知的情况下,根据公式,可以确定电流表的电阻RV以及待测电阻RX的阻值,如果满足RX/RA > RV/RX(+1),则待测电阻和电流表内阻相差较大,应该选择内接法,否则选择外接法。具体的如图1所示:
第二步,在实验测试时,如果电压表是端路电压,则电压表的示数是小于或者等于实际的电源电压的,也就是电路的电压变化最大值。如果电压表是测量两端电压,则根据公式,可以计算得出电阻额定电流、电阻、额定电压以及额定电功率。如果其中两个物理量已知,则可以计算出其余两个物理量的值。根据各种数值的变化情况,可以进行判断并且选择合适的电表量程,以及电路的接法。
1.2校准与测量
在确定完电表的量程之后,还需要完成电表校准的工作。是使用电表之前,必须检测该电表的指针是否已经归零,如果电表的指针不在零刻度,那么首先要晃动电表,观察电表的指针是否灵活,如果电表指针灵活,把电表放在平直的桌子上,进行调节,以此保障测量值的准确。同时,在进行电表的校准时,还需要规避电表的基本误差。在电学实验中,经常需要使用电表进行测量。在实际测量的时候,需要保证测量结果在表盘的三分之一以及以上,这样可以保证实验测量数据的可靠性和准确性。电表上的数据,一定要及时的进行读取和记录,并且注意单位的换算,以此确保之后公式转换的准确性,需要注意不要因为马虎,出现各种错误。
2滑动变阻器
2.1滑动变阻器作用以及选择
在电学实验中,滑动变阻器是十分重要的一个电量仪器,在电路连接中会频繁的使用,可以用来调控电路中的电流,从而满足实验中的具体要求。对于滑动变阻器的接法,主要有以下两种:第一种是分压式接法,第二种是限流式接法,具体如下图2所示:
在实验中具体使用到滑动变阻器时,需要遵从以下几个方面的原则:
(1)在进行实际的操作时,对于负载上的电流或者电压,必须要有足够大的范围,同时需要注意的是,需要保证可以从0开始进行调节,采取分压式的连接方法,例如在进行“小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,采取的就是这种原则;
(2)在实际进行实验操作的时候,对于变阻器中的电阻,如果其值小于负载的电阻或者电路中串联的其他电阻时,滑动变阻器就不能起到应有的作用,不能够实现电路中电流或者电压的控制,在这种情况下,应该使用分压的连接方法;
(3)在实际进行实验操作的时候,如果所使用的电表或者其他电源件的耐压能力较小,则应该选用分压的连接方法;
(4)在实际进行实验操作的时候,如果没有明确的实验要求,电压的活动范围相对不是很大,其他的电源件压力要求也相对不是很高,这两种滑动变阻器的接入方法都可以选择。在实际进行选择时 ,由于滑动变阻器的接法不同,其电阻的要求不同,应该结合操作的方便性以及具体实验要求,进行合理的选择。如果滑动变阻器的阻值相对较小,则采取分压式的接法,反之,如果滑动变阻器的阻值相对较大,则采取限流式的接法。同时,因为电池的内阻力相对较小,在进行实验“用电流表和电压表测电池的电动势和内阻”的时候,为了最大程度的降低实验误差,电表应该采取外接式的接法。
2.2滑动变阻器的使用
在使用滑动变阻器的时候,需要严格按照操作说明和操作规格,一方面可以确保实验的成功,另一方面保障实验者的生命财产安全。在使用滑动变阻器之后,首先要了解滑动变阻器的最大可通过电流以及自身的最大阻值,避免烧毁电路。同时,在使用滑动变阻器之前,需要将滑片左右滑动几次,去除掉电阻丝表面的灰尘,确保较好的接触,最后需要将滑动变阻器的滑片滑动到阻值最大的一端,以此确保在接通电路的时候,不会因为电路中电流过大,导致电表和电源的烧毁。在实际操作的过程中,操作者需要双手移动滑动变阻器的滑片,保障尽量不接触金属滑片等导电的位置,避免出现触电事故的发生。
3实验仪器读数以及数据处理
在对实验仪器进行读数的时候,需要严格的按照实验仪器的计量以及实际的显示值进行读数,运用正确的读数方法进行读数,在某些实验中,需要根据具体的实验要求,对读到的实验数据进行公示的转换。在对实验数据进行读取和处理的时候,一定要避免各种马虎大意带来的各种问题。
以上三个方面是对物理电学实验中常见问题的总结和归纳,电学实验是高中物理学习中的重点和难点,也是高中物理考试中的热门,同时也是物理学习理论与实践的联系,因此掌握好电学实验的相关知识和操作技巧具有十分重要的意义。
参考文献:
[1]赵琳. 高中物理电学实验中常见问题及对策[J]. 中学生数理化(教与学),2017,(10):38.
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[3]刘义锐. 对高中物理常见电学实验问题的探究[J]. 亚太教育,2016,(06):51.
论文作者:汪震
论文发表刊物:《科技中国》2017年11期
论文发表时间:2018/5/2
标签:变阻器论文; 电表论文; 电学论文; 电阻论文; 电路论文; 操作论文; 电压论文; 《科技中国》2017年11期论文;