高中电学实验电路的设计分析

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　　摘要：在高中学习的过程中，物理课程是我们必须要学习的重点课程，通过物理课程的学习，我们学生能够掌握更加专业的物理学知识，而且这些物理学知识大多与我们的日常生活有着密切的联系，对于我们未来的学习和生活也会起到作用。目前在高中物理学习的过程中，能够发现电学的知识是其中的重点知识内容，也是考试中必考的知识点，所以教师在教学时也十分重视电学知识的教授。在电学学习的过程中，就是为了能够使我们学生更好的掌握电学的相关知识，并能够熟练应用，通常都会涉及一些电学实验，让我们参与其中，对电学知识进行灵活应用。所以本文就针对高中电学的知识点进行分析，探讨学生电学实验电路设计的相关知识。
　　关键词：高中；电学实验；电路设计
　　在高中的物理学科中，电学知识是其中的重点知识内容，也是考试中的必考知识点，而电学知识并不仅仅只是理论知识，想要对其进行融会贯通，还需要将理论联系实际，通过实践操作的方式对其灵活应用，所以在学习的过程中，教师通常会引导我们学生开展各种电学实验，而在实验的过程中，对于电路的设计是其中的重难点，笔者在实验的过程中，就经常会存在电路设计方面的难题，电路的选择以及电路的设计方法不正确，会严重影响到电路实验的效果。所以在进行电学实验之前，必须要做好电路的有效设计。
　　一、高中电学实验电路的分析
　　1、实验目的
　　在正式进行电学实验之前，我们必须要首先明确实验的目的，要先对实验的要求进行分析，对题目中的特定条件进行分析，了解实验过程中的各种变量和具体要求，这样才能在实验时选择合理的器材并对其进行有效连接，保证其最终的电路设计方案能够满足实验要求。另外在明确的实验目的之后，我们在实验之前还必须要对所学到的物理电学知识进行回顾和整理，找到与该实验相关的电学知识，在该规律的指导下开展实验。
　　2、设计方法
　　高中物理电学实验中电路的设计方法是很多的，这要求我们在开展实验之前必须要合理选择设计的方法，选择正确的设计方案，这样才能保证达到实验的目的。无论是哪种电学电路，其在设计的过程中都是由测量电路和电源电路两部分构成的，所以在设计之前必须要对测量电路和电源电路进行分别设计，根据实验条件的要求合理选择器材，对其中器材的连接方式，也要进行有效分析，保证连接的准确性，保证电路的正常运行。
　　二、高中电学实验电路的选择
　　1、测量电路
　　测量电路在设计时，主要考虑到的是电压表和电流表的接入方法，所以在选择测量电路时，就必须要合理选择其接入方法，电压表和电流表通常会以外接法或内接法的方式接入到电路中，而不同的连接方法会产生不同的电阻，给实验电路的运行带来不同的影响。通常在进行实验之前，我们无法准确确定哪一种连接方法是最合适的，在这种情况下，就可以使用触摸的方法进行选择，观察电路连接之后的电压表和电流表指数变化，根据其示数变化的强弱来选择连接方法。
　　2、控制电路
　　控制电路是物理电学实验电路中的重要构成部分，对整个电学实验会产生重要影响，尤其会影响到电路的正常运行。控制电路中的重要元件指的就是电阻，我们在学习的过程中能够发现，即使是相同的电阻器，连接方式不同也会影响到电路的电流和电压，而且电阻的种类也是不同的，所以在选择控制电路之前，我们必须要合理选择电阻的连接方法，通常滑动变阻器在连接时会采用限流接法或分压接法，通常在实验的过程中，分压接法的应用比较常见，通过这种分压接法能够有效调节电路中的电流极限值，保证电路的电压与电流能够被控制在电路运行的合理范围内，这能够保证电学实验的正常开展。
　　3、实验器材
　　在电学实验电路的选择过程中，实验器材的选择会影响到电路的最终运行情况，而电学实验中的实验器材主要包括了电压表、电流表和滑动变阻器。在实验之前，我们需要根据实验的目的和要求，合理选择各种器材，并且考虑到不同器材在组合应用之后所能够产生的效果，最重要的是保证电路中的电压与电流能够被控制在合理范围内，不能够超过额定值，保证实验的正常开展。实验器材的选择是一项十分复杂的工作，在该过程中，我们必须要做到细心和耐心，要通过反复的调节和验证，对电阻的内值进行评估，这是电学实验正常开展的基本要求。
　　三、高中电学实验电路的设计
　　1、电流表的连接
　　在高中电学实验电路的设计工作中，电流表的连接是其中的基础环节，而且电流表的连接会影响到电路的运行，所以我们在设计实验电路之前，首先必须要对电流表的连接方式进行合理选择。通常电路内的电流表会采用内接和外接的方式进行连接，不同的连接方法对于电流表的示数会产生不同的影响，但同时也都会产生误差，所以我们在连接电流表时，首先需要考虑到降低误差的问题，要考虑到电路中的电阻和电压对电流的影响，如果能够保证电压、电流的准确电表阻值，就能够有效控制好电流表的误差，这种情况下就可以随意选择连接方式。
　　一般在选择电流表的连接方式时，我们会根据电流表的相关组织情况选择其连接方式，如果实验的题目中已经给出了具体的电表阻值，那么经过简单的测量和计算，我们就能够得到电阻的阻值以及电流表和电压表的内阻，将电阻的阻值与内阻进行对比，对比其大小选择连接方法。如果实验的题目中没有给出被测电阻的阻值，那么我们在选择连接方式之前，就必须要先利用试触的方法，探究不同位置接点的电压和电流表读数情况，如果是说变化过大，则说明被测电阻的阻值比较大，这时就需要采用内切法进行连接，反之则使用外接法连接。
　　2、滑动变阻器连接
　　滑动变阻器的连接方法会直接影响到电路的电流和电压示数，所以在连接滑动变阻器之前，必须要合理选择连接方式。滑动变阻器的连接方法主要包括了限流式连接与分压式连接两种，限流式的连接方法是将电源待测电阻与滑动变阻器串联在一起，而分压式的连接方法则是将电源与滑动变阻器構成一个闭合电路，然后将被测电阻作为电路中的一部分，将其与滑动电阻器并联。在选择时必须要考虑到电路实验的要求，考虑到实验过程中，对于电路电压和电流的变化要求。
　　结束语：综上所述，高中生在学习高中物理电学的相关知识时，电学实验的参与和操作是必不可少的，而在电学实验操作的过程中，对于电路的设计和分析会直接影响到实验的最终效果，所以我们在开展电学实验之前，首先要做好实验电路的有效设计和分析，在确定实验目的的基础上，合理选择设计的方法，选择各种实验电路和器材，然后根据实验目的，合理选择电流表和滑动变阻器的连接方式，保证最终设计出的实验电路能够满足电学实验的需求，这是电学实验正常开展的重要保障。
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