高中物理电学实验中的电路设计分析

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摘 要：高中物理是高中阶段一门重要的科目，电学又是高中物理教学内容当中的重点。随着近年来物理课程的逐渐更新，高中物理电学试验中也比较重视学生的创新意识。因此，笔者结合高中物理电学实验中的电路设计进行分析，结合学生的实际情况开展教学工作，有效提高高中物理教学综合质量。

关键词：高中物理 电学实验 电路设计 分析

在高中物理教学过程中，电学实验有着其重要的特征。在高中物理教学过程中，不仅需要对基础理论知识进行学习，还应该不断进行实践。面对越来越多的物理实验，物理教师应该不断增强自身能力，这样才能对电路实验进行合理地选择和分析，进而培养学生的物理实验能力，也加深了学生对物理知识的认知。[1]

一、高中物理电学实验中电路设计的主要原则

高中物理的难度比较大，一般情况下，高中物理的电学实验电路设计有三个重要原则，即准确性、安全性和适合性。在这个过程中，电路设计需要注意安全，这就要求教师应该知道学生选择合适的实验器材和电路，学生在实验的过程中也要注意操作规范，一旦操作不当将会对学生的安全造成影响。同时，还应该确保电路设计的准确性，一个准确的电路设计，能够提高实验的成功率，避免对实验器材带来损耗。此外，还应该重视电路设计过程中的适合性，只有根据实际情况，选择比较合适的实验器材和电路，才能够确保实验的正常开展。所以，高中物理电学实验中的电路设计应该严格遵照这些原则，只有这样才能够增强物理教学效果，提高学生的物理成绩。[2]

二、高中物理电学实验中的电路设计分析

1.明确电路设计的目的

高中物理教学过程中，进行电路设计，最重要的就是针对设计目的进行分析，这样才能够让学生对相关的物理知识有所了解，这也是高中物理电学实验开展的基本目的。在确定相关目的之后，教师还应该引导学生回忆以前学习的内容，让学生对已经学习的知识有一个大致上的了解，加强学生对不同物理学现象之间的联系，让学生自己发现其中的密切关联，在此基础上展开实验，这样的实验过程目的性更强，效果更加明显。

2.科学选择电路设计方法

在高中物理电学实验的电路设计过程中，并不是只有一种电路设计方法，教师应该结合电学实验的相关原则来选择合适的方案，进而完成对电路的合理设计。在设计电压表内阻是3千欧，量程为3伏且电流表的量程为1毫安，电路中的滑动变阻器的最大值不能超过20欧姆，且电源的电动势是3伏，设计这样的一个电路实验图，并完成对电压表内阻的测量。在设计这个电路时，要让学生明白，电路主要是由控制电路和测量电路两部分组成，按照已知条件中的数据完成电路设计，并在电路图上进行可行性的研究，并逐渐让电路设计状态变得正常。电路设计如下图：

三、高中物理电学实验中的电路设计选择

1.选择适合的测量电路

在高中物理教学过程中，电学实验中的电路设计选择也对电学实验的开展产生了一定的影响。在电学实验电路中，可以将电流表和电压表利用外接法或者内接法接入到实验电路当中。为了降低电表内阻的影响，可以将电流表的内阻设置为RA，并将电压表的内阻设置为Rv，这样学生可以在不知道实验电路的电压、电流表的内阻的情况下，选择电路，在将电路接通之后，仔细观察电压表和电流表的指数，以此来判断电压表和电流表的接法。在这个过程中，学生可以观察电流表与电压表之间的示数，一旦果电流表的示数变化比电压表变化的明显，就需要使用内接法。反之则采用外接法。[3]

2.选择适合的控制电路

在电路设计过程中，有时可能会对电路中电阻两侧的电压值进行改变，这就需要将电路的电源与滑动变阻器进行连接。连接过程中可以选择分压连接法，也可以选择限流连接法。当电路中的滑动变阻器变小的情况下，需要将其调大，但是此时电路当中的電流就会超过最大允许值，这时就需要选择分压连接方法。在电路设计过程中，控制电路的选择对整个电学实验的作用非常显著，只有合理有效地选择适合的控制电路，才能够保证电路设计的有效开展，也才能够更好地完成电学实验，保证高中物理电学实验教学的有效开展。

例如：笔者在教学过程中，会让学生针对具体的情况，来选择电路的接法。首先，当电学实验当中的电路中的电流、电压从0开始发生变化时，就需要使用分压接法;其次，电学实验中对电压或者电流的数据取值比较多时，应该采用分压接法;再次，当电路中的滑动变阻器的阻值比电路中的电器阻值的一半还少时，需要采用分压接法，这样才能避免电路实验的调节不变;最后，实验电路当中的流过的最小电流超过电流表的量程，电路中的最小电压仍然比额定电压要大，此时仍然使用分压接法。只有当实验电路满足两种电路的实验要求的情况下，才会有限选择限流接法。

3.选择合理的实验器材

高中物理电学实验中的电路设计中，想要保证实验的有效进行，还应该重视实验器材的选择。在电路实验中，主要的器材有电表和滑动变阻器。在选择适合该次电路实验的实验器材中，应该保证电表受到损伤的程度最低，在此基础上选择合适的电流表，且电路中的电压和电流不能超过相应的量程。同时，在电流表和电压表时，也要充分考虑到另一个电表，进而能够根据电路当中的电压值和电流来对滑动变阻器进行确定。在这个过程中，如果滑动电阻器出现了移动，就需要运用分压式连接法来进行连接。在高中物理电学实验中的电路设计中，要综合考虑实验中的一些关键因素，加强实验中各个因素之间的联系，同时也需要对电阻设定条件进行有效的考察，进而完成电路设计，保证电学实验的有效开展。

4.遵循电路设计的相关原理

高中物理电学实验中的电路设计，需要遵循相应的电路设计原理。在这个过程中，应该使用电压表和电流表来对电路当中的金属丝和灯泡进行测量。所以，在电路设计过程中，应该遵循相应的原理，只有这样，才能够保证电路设计的准确性和适合行，进而确保电学实验的顺利开展。

结语

总的来说，高中物理电学教学是高中物理教学过程中的一个重要的组成部分。在电路设计分析当中，应该遵循电路设计的相关原则，并在电路设计原理的指导下选择适合的器材和设计方式。只有这样，才能够保证高中物理电学实验的顺利开展，提高高中物理教学质量，提高学生的物理学习能力，进而提高学生的综合素质。

参考文献

[1]刘浪沙.浅谈高中物理电学实验电路的分析与选择[J].农家参谋，2017，21：101.

[2]徐君航.高中物理教学中常见电学实验问题分析[J].学周刊，2018，02：112-113.

[3]张晟霆.高中物理电学实验设计分析[J].黑龙江科学，2017，805：104-105.