【摘要】電學實驗是高考的一大看點，也是高中學習的難點，難住了不少同學。本文根據個人學習中出現的問題，結合同學們的普遍反饋，通過與任課老師的交流，認真分析教材、參考書，總結出電學實驗的一些基礎知識和重點難點。希望這些個人總結能幫助同學們記憶、理解電學實驗，順利應對高考的挑戰。同時，對電學實驗設計的一般流程進行了梳理，希望能夠幫助同學們理清實驗設計的思路，理解實驗設計，靈活運用到解決問題中。
【關鍵詞】高中實驗；電路知識；電路設計
介紹
高中電學實驗是一系列學生較難掌握的知識點。很多學生反映由于知識結構不清晰，基礎知識掌握不夠，往往不能對老師所講的內容形成系統、整體的理解，對需要注意的細節往往考慮不周，導致理論知識不清，實驗設計和操作困難。因此，學習和了解電路設計實驗要從練習開始，掌握必備的知識，熟悉常見問題，注意實驗設計的思路和步驟。在很多電學實驗中，電阻的測量是一個主要的實驗方面。下面舉例說明測量電阻的一些知識問題。
1. 電路實驗所需的基礎知識
1.1 選擇正確的組件
在進行電路實驗的過程中，首先要做的就是選擇合適的元器件，包括元器件的量程、型號等。這主要是電源和儀表的選擇。電源和儀表的量程選擇首先要大于電路的最大電流或電壓，然后在不超量程的前提下，盡量選擇小量程，以提高精度。
1.2準確掌握各電路元器件的使用方法及規律
電表的讀數是比較容易出錯的一點，由于其表盤的特殊性，兩個量程的讀數在同一個表盤上，讀數時容易誤讀量程、估計數值。滑動變阻器的使用也需要注意，上下兩個端子是分壓連接高中物理的電路分析實驗，上下兩個端子是限流連接。所有電阻都是用來分壓的，只有一部分電阻是用來限流的，其余的都閑置著。但是由于電流表的分壓作用和電壓表的分流作用，電表的讀數并不總是準確的。面對不可避免的誤差，我們需要通過計算分析，選擇誤差較小的方案。因此，電流表什么時候需要外接，什么時候需要內接，都需要具體分析。 當被測電阻的阻值遠小于電壓表內阻值時，可以忽略電壓表的分流作用，選用電流表外部電路；當被測電阻的阻值遠大于電流表內阻時，可以忽略電流表的分壓作用，選用電流表內部電路。
1.3 熟悉電路結構，加強對特殊電路的記憶和理解
伏安法測電阻的電路是一個很重要的知識點，其中涉及到分壓電路的選擇和使用，這里就來展開說一下分壓器的適應性和不兼容性。一般來說，限流電路比較簡單，效果比較好，而分壓電路誤差較小，應用也比較廣泛。在一些特定的情況下，必須選擇分壓電路設計。必須選擇分壓電路的情況有：要求電路中的電壓或電流從0開始變化時；被測電阻的估算值遠大于滑動變阻器的最大量程時；限流的最小值仍大于被測電阻的額定最大值時。這些情況下，必須選擇分壓器，沒有特殊要求時，一般選擇限流、分壓即可。
1.4 常見測量方法
測量電阻的常用方法有：歐姆表、替代法、伏安法、比例法、半偏壓法等。歐姆表是最直接的方法，在多個電阻的測量中最常用。替代法也是一種很有效的方法，其基本思想是等效替代，可以采用電流等效或電壓等效原理，在有合適的電阻箱的情況下，可以很方便地測出電阻值。伏安法是最常用、最重要的方法，其原理是歐姆定律。這種方法可以有很多變型，如限流法、分壓法電路等。當只有一塊電表時，可以用標準電阻代替。如果知道電表內阻，可以將電流表當作電壓表使用，電壓表只需進行一些簡單的變型計算，就可以當作電流表使用。比例法的思想在很多地方都有應用，如曹沖稱象等。 其原理是在已知標準量的情況下，尋找被測量與標準量之間的比例關系，即可得到被測量的具體值。
2. 電路設計的總體思路
2.1 確定實驗目的
在設計實驗之前，前提是先確定實驗的目的。實驗的目的給了設計者一個目標和方向，也是檢驗實驗是否成功的控制標準。沒有目的的實驗是沒有意義的。
2.2 選擇設計方案
根據實驗目的，結合相關物理知識選擇實驗方案，制作原理結構圖。在設計實驗方案的過程中，必須進行相關的計算和分析，這些計算和分析對于電路的結構設計和元器件的選擇都是必要的。包括電流表應該設計在內部還是外部，滑動變阻器應該以分壓還是限流的方式連接，電路結構原理應該選擇伏安法還是半偏壓法等。
2.3 選擇合適的實驗設備
確定實驗目的和方案后，就可以根據計算和設計方案來選擇設備了。設備的選擇要遵循幾個原則，即安全性原則、準確性原則、操作實用性原則。安全性原則主要是避免燒壞，需要考慮哪些部件可能會燒壞，一般最重要的是看量程和電路結構的合理性。準確性原則是保證實驗結果的最大可靠性，盡量減少實驗設備帶來的誤差，包括選擇精度較高的量程表。操作實用性原則是指實驗設計方案需要考慮實際操作，比如在滑動變阻器的選擇上，當使用限流電路時，滑動變阻器有一部分是不能使用的，這時如果選擇了不合適的滑動變阻器高中物理的電路分析實驗，阻值變化就很難控制。這個問題在設計方案時不需要考慮，但在設備選擇上需要注意。
3. 結論
電路實驗設計是對電工知識的一次考驗和深化。實驗設計的前提是知識的掌握，設計的成功需要學生在頭腦中形成清晰的知識脈絡。實驗設計是基礎知識的整體體現，設計思路來源于知識的網絡結構。正如需要了解電路結構和原理才能選擇合適的方法一樣，需要計算測量的理論值才能選擇合適的實驗設備。因此，實驗設計首先要有扎實的知識基礎知識，這是學生在實驗設計過程中需要牢記的。
【參考】
