高中物理電學實驗研究
時間:2022-02-18 09:09:29
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摘要:高中的物理知識學了理論知識,實驗部分同樣不能忽視。而實驗部分的學習相比于理論課程更具有靈活性,操作方式也不會局限于特定的某_種。尤其是電學實驗的學習,同樣充當著高中解題部分的難點角色,對于學生創(chuàng)新思維能力和基礎(chǔ)實踐的應(yīng)變處理都是一種考察,并且作為高考的熱門題型,受到教師學生的關(guān)注。學習過程中,實驗部分知識即是難點也是重點,本文結(jié)合實際學習經(jīng)歷,總結(jié)除了高中電學實驗中的基本知識和一些常見問題,并進行了簡單論述以供參考。
關(guān)鍵詞:高中物理;電學實驗;原理研究;滑動變阻器
物理是貫穿整個高中學習的學科,實驗則是貫穿整個物理科目學習的部分。它的重要性體現(xiàn)在對課堂知識的鞏固復習和培養(yǎng)學生的實踐應(yīng)用能力,是連接理論知識和實際應(yīng)用的橋梁部分。而電學實驗因為考察頻車高、分值重,一直都是實驗學習中的重盧部分。
1.實驗中儀器的選擇
電學實驗的儀器選擇首要遵守的即是安全性原則和誤差最小原則。所以進行儀器選擇之前,需要同學們通過教師講解或是查閱實驗材料明確實驗中的所需條件。選擇的順序是先選電源,其次電壓表和電流表,最后選擇變阻器。電路的安全與否是過程中一直要/王音的問題,不能因為器材的選擇不當造成電流過載損毀儀器的現(xiàn)象。器材選擇的基本要求可以總結(jié)為以下幾盧:1量程合適,不能偏大或偏小,以保證指針的指示數(shù)值在表盤的中央E域,減少對測量結(jié)果進行統(tǒng)計讀數(shù)時的人為誤差。2變阻器的負載值合適,所選擇的變阻器連接到電路中,滑動劃片從一端到另一端的過程中,不應(yīng)該出現(xiàn)電流值或是電壓值的大幅度變化。3實驗儀器的選擇要參考電學實驗前的基本要求,并且結(jié)合實驗原理理解學習,這樣能幫助同學們更更合理的選擇選擇所需儀器。此外,間接測定的結(jié)果數(shù)值盡量留有較多的有效位數(shù),直接測定的結(jié)果數(shù)值則/王音不能高過電路中所選儀器的量程,以便減少實驗誤差,同時能夠有相對大的調(diào)節(jié)范圍以供操作。4節(jié)約能源,實驗芫成即是切斷電源,相同效果選擇功車較小的儀器節(jié)省電量。所以具體操作中,即要求同學們選擇電路電源時,首先參看電路中用電器的規(guī)格,根據(jù)需求確定電源是否選擇直流電,并且/王音最大電壓值,在不超過最大值的清況下選取電動勢大的電源,保護電路同時提供足夠電壓值。選擇電流表或是電壓表的時候,同樣/王音電表的最大負載電流值,在此范圍內(nèi)估算電流值,使得指針實驗中盡可能偏向中間E域為合適電表。而最后滑動變阻器的挑選則要考慮電路中的總電流清況,結(jié)合電壓范圍來進行選擇。
2.常見的電表接法問題
電表接/去主要是內(nèi)接/去和外接/去的E分。電流表采用外接/去的電路一般簡稱為外接電路,而電流表采用內(nèi)接萬式的電路即為內(nèi)接電路。內(nèi)接電路和外接電路的E別選擇主要是按照下面的萬/去:21設(shè)定電壓表的內(nèi)阻值為RV,而電流表的內(nèi)電阻值為RA,電路中被測量的電阻值暫時設(shè)為RX。計算電路中的電阻值滿足電壓表內(nèi)阻值比上待測阻值,大于待測阻值比上電流表內(nèi)阻值時,電壓表起到的分流作用可以智略不計,所以選擇外接電路;而電壓表內(nèi)阻值比上待測阻值小于待測阻值比上電流表內(nèi)阻值,此時電流表的分壓作用可以智略不計,所以此時可選擇內(nèi)接/去。當電壓表內(nèi)阻值比上待測阻值與待測阻值比上電流表內(nèi)阻值相等時,不管是電壓表的分流還是電流表的分壓兩者作用誤差相差不大,所以兩種萬式都可以選擇。22當實驗提供的條件中沒有規(guī)定電壓表內(nèi)阻值、電流表內(nèi)。阻值和待測阻值三者間大小關(guān)系的時候,可以接好電路通過試觸/去來判定哪種接/去合適。不難發(fā)現(xiàn)電路中電流表內(nèi)接的電路主要用于測量阻值較大的電阻,同時這樣的萬式誤差比較大,并且計算出的理論測量數(shù)值往往高于最終測得的實際數(shù)值。電流表外接萬/去相反,適合測量阻值偏小的電阻,誤差小,同樣計算出的理論測量數(shù)值一般比實際阻值小。
3.電路中電阻原件的阻值測量
電學實驗中的阻值測量,即是重盧也是難盧。一般常用電流表和電壓表組合的伏安/去、歐姆表單獨接入或是替代/去進行測量。根據(jù)不同的清況,選擇萬式不同,如果實驗中只給出一個電表,可以選擇一個標準電阻用替代/去進行測量。如果可以知道電表的內(nèi)阻值,則可以實現(xiàn)電壓表電流表的互相替代,原理是電路中的歐姆定律。當選用單獨歐姆表進行測量時,一般是直接對待測儀器進行測量,但是數(shù)值并不精確,只是粗略測量。相比替代/去更加精準,并且對計算要求不高,簡單易行。只需要理解運用等效思想即可,電壓電流都可以實現(xiàn)等效利用。
4.分析降低實驗誤差
實際操作中,誤差是難以避免的。一般提及的系統(tǒng)誤差多是因為實驗設(shè)計的原理性錯誤,或是電路中的儀器本身內(nèi)阻發(fā)熱等清況引起的誤差,這種誤差可以通過以下幾種萬式來降低。萬/去一:運用數(shù)學函數(shù)解析。過程是通過智略電壓表和電流表的內(nèi)電阻值,結(jié)合部分電路的歐姆定律計算出待測電阻阻值,然后再次計算考慮電壓表和電流表內(nèi)阻的待測阻值,作為實際測量值。兩個數(shù)值之間的差值即是理論測量和實際測量的誤差大小。萬/去二:畫圖描盧。實驗中數(shù)據(jù)的測量往往是多次進行測量記錄數(shù)據(jù),后期統(tǒng)計結(jié)果把結(jié)果以描盧畫圖的形式表現(xiàn)出來。要進行誤差分析,可以從電表內(nèi)阻有無兩個萬面進行描盧,去掉誤差明顯的數(shù)值,把得到的圖像進行平移等操作,找出確定誤差值的大小。除了對系統(tǒng)誤差值的分析,也不能智視操作中同學操作不當造成的誤差,比如電表接/去不正確、滑動變阻器劃片沒有移動到規(guī)定地萬等,此外電表的讀數(shù)容易疏g出現(xiàn)問題,可以多找兩個同學進行讀數(shù),以減少同學疏智造成的偶然誤差。
5.結(jié)語
綜上所述,高中階段的電學實驗部分復雜性較高并且綜合性很強,是學生學習過程中的重難盧,也是考試中的失分盧。又中主要闡述了實驗儀器的挑選原則,對于常見的電路接/去問題也做了一些討論,仔細閱讀,許多實驗題型都是考察這些知識盧。高中部分的電學實驗還有很多,學習過程中不能輕易放棄,要從基礎(chǔ)知識抓起一步一步提升自己的理論和動手能力。真正鞏固復習知識,提升自己的物理實力。
參考文獻:
[1】張海軍.兩個重要電學實驗的改進.2005-03
[2】王璐瑤.高中物理常見電學實驗問題的分析.2017-02
作者:牟朝立 單位:四川省綿陽南山中學
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