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摘 要：主要介绍解决电学实验问题应该做好的三个选择以及电表、电路的改装和在新的问题情景下如何运用基本电路的原型解决问题。
关键词：物理；电学；实验
电磁学部分难学，而电学实验更因为难度大，知识点零碎让一些同学感到不知所措。因此，如何培养解决电学实验问题的能力始终是师生探讨的共同话题，下面就培养物理电学实验能力谈几点个人的建议与看法。
一、善于研究，培养迁移能力
实验是物理学的基础，那么如何来做好实验？尤其是比较复杂的电学实验，我想研究实验的原理和方法是必不可少的。我们要善于研究，善于分析，善于创造条件来进行实验。当前的高考也表明一个明显趋势，电学实验的原理和方法的考查越来越灵活，每年都有不少考生望“电”生畏，导致不能静下心来做好考题，从而带来不少遗憾。因此，学好电学实验，不能只背实验原理和实验步骤。仅仅能独立完成教学大纲规定的实验，是远远不够的。我们更为重要的是研究实验原理和方法，灵活地掌握实验原理在实际考题背景下的具体运用，不断提高知识的迁移能力才是最关键的。
二、善于选择，精巧设计实验
电学实验中，我们要在掌握实验原理和方法的基础上做好以下几个方面的选择：
实验器材方面：
目前高考中的电学实验题，往往注重学生对实验仪器的选择和使用能力。一种常见的考题类型就是在众多的实验器材中选择出合适的器材然后再由学生完成实验。而实验器材的选择必须考虑以下几个要素：
①安全要素：通过电路各仪器的电流均不能超过其最大的量程或允许范围。
②误差要素：选择仪表量程应尽量减少测量时的相对误差。电表在使用时应尽量让指针偏转至刻度盘中央刻度线附近。
③操作方便要素：选择实验仪器时要充分考虑到操作方便的因素，但同时也要考虑到实验本身要求，这两者要结合起来综合分析。尤其是滑动变阻器应该要让其大部分电阻丝均能用上。④客观实际要素：在我们做实验时要考虑到实际情况的要求。比如：实验器材的限制，电压表是否要求从零起调，变阻器的最大阻值等等。
测量电路方面：
测量电路中最常考的也就是电流表的两种接入方式：一种是如图甲所示的电路叫做“电流表外接法”；另一种是如图乙所示的电路叫做“电流表的内接法”。
这两种不同的接入方式在实际的高考和平时的训练中所考查的不外乎是对实验误差的分析。因此我们所应该考虑的是在什么情况下采用什么样的接法，采用不同的接法所带来的系统误差会怎样，如何才能减小误差等问题。通常我们有一个小口诀叫做“大内偏大，小外偏小”，即：大电阻用内接法，测量误差偏大；小电阻用内接法，测量误差偏小。那么如何才能称得上大电阻，怎样才算小电阻呢？我个人认为主要有以下三种方法判断：
（1）直接比较法： 若RX？垌RA考虑内接法；而RX？垲RA则考虑外接法。
（3）试触法：当RX，RA，RV电阻值都不清楚时可用此法。
若电流表示数有明显的变化，这时我们要确保电流准确，故采用内接法。
若电压表示数有明显的变化，这时我们要确保电压准确，故采用外接法。
例如：我们将下图中电压表的另一接线柱分别接a点和b点时，如果电流表示数变化明显而电压表示数几乎不变时，我们应采用内接法；反之则用外接法。
控制电路方面：
电路的控制往往是通过开关和滑动变阻器来实现的，这里我们讲的控制电路是指滑动变阻器在电路中两种不同的连接方式：一种是变阻器的限流式接法，另一种是变阻器的分压式接法。如：
在什么情况下用限流式？什么情况下用分压式呢？
个人认为有以下几点值得考虑：
（1） 待测电阻RX的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值时，宜用分压式电路。
（2） 题中要求待测电阻上电压或电流的调节范围较大，且要求从零开始起调，宜用分压式电路。
（3） 待测电阻RX的阻值小于滑动变阻器的最大阻值，或跟滑动变阻器的最大阻值差不多时，宜采用限流式。
（4） 两种电路都可以使用的情况下，用限流式电路更好，因为这种电路消耗的总功率小。
（5） 实际问题中我们还要考虑各仪器能通过电流的最大值或量程，综合分析是采用限流式还是分压式。
例1：“描绘小灯泡的伏安特性曲线“实验中，提供的实验器材有：
H. 电源E（6v，内阻不计）
I. 开关S及导线若干。
（1）实验中电流表选用 （填" A1 "或" A2 "） ，电压表选用 （填" V1 "或" V2 "），滑动变阻器选 （填" R1 "或" R2"）。
（2）请你画出实验电路图，要求通过改变滑动变阻器滑片的位置，使电流表的读数从零开始变化，并且能够尽可能得到多组电压表的读数U和电流表的读数I。
解析：（1）确定电流表，电压表，滑动变阻器。
小灯泡（额定电压为3.8v，额定电流约为0.3A），即允许通过小灯泡的电流最大不超过0.3 A，最大电压不超过3.8v。从安全要素考虑电流表应选择A1，电压表应选择V2，滑动变阻器应选用R1 。
（2）确定电流表的内外接法：
（3）确定滑动变阻器是限流式还是分压式：
因为要求电流表的读数从零开始变化，并且能够尽可能得到多组u和I的数据，故选择分压式接法。实验电路图如下：
三、善于改装，灵活处理问题
近几年的高考都显示在电学实验的考查方面，越来越重视学生在理解实验原理的基础上能够灵活地解决实际问题的能力。因此题目中所给的实验仪器往往会因为量程不够，需要做适当的改装，才能满足实验的要求。有时甚至需要我们能够对一些基本电路做适当的改装，才能满足实验的需要。下面我们谈一下我们所遇到的改装类问题。 1. 电表的改装：
（1）把小量程的电流表改装成大量程的电流表
改装原理：给小量程的电流表并联一个电阻很小的分流电阻，就可以用来量度较大的电流，即扩大了电流表的量程。如图所示：
分流电阻的计算：由并联电路的特点知， Ig Rg=（I - Ig）R
（2）电流表改装成电压表
改装原理：将电流表示数根据欧姆定律Ug=Ig Rg换算成电压值，可直接测电压。只是量程Ug很小，如果给小量程的电流表串联一个阻值较大的分压电阻，便扩大了量程，这样就可以用来量度较大的电压。因此，改装后的电压表就是小量程的电流表串联了一个较大阻值的分压电阻。如图所示：
分压电阻的计算：由串联电路的特点可知，U=Ig Rg+Ig R
因为：电压表量程扩大的倍数n=，所以R= （n-1）Rg
2. 电路的改装
电学实验题对电路的设计考查千变万化，但万变不离其宗，都可以由基本电路找到它的原型，所以我们只要能够熟记一些基本电路，然后根据实际问题的需要，将基本电路作适当的变化，就能达到题目的需要，下面我们举一个例子来说明这个问题。
例2：某同学要测量一段电阻丝的阻值：已知电阻丝阻值RX约为100Ω；电源的电动势约为9.0v，不考虑电源内阻；电流表A1，量程为0～60mA，内电阻r1=20Ω；另一个电流表A2，量程是0～200mA，内电阻r2 约为3Ω；还给出一个阻值为20Ω定值电阻R0；滑动变阻器的最大电阻为10Ω；单刀双掷开关S，导线若干；
（1）实验中要求两电流表读数不小于它们量程的，而且要得到尽可能多组试验数据，请你帮他设计实验电路原理图。
（2）如果某次测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则：RX= （填写计算表达式）。
分析：题中要求尽量多测几组数据，且滑动变阻器的阻值R变 < RX，故本实验宜采用分压式电路，所以我们可画出分压式接法的基本电路。而测量RX的阻值常规思路是用电压表测出RX两端的电压，在用电流表测出通过它的电流，最后由欧姆定律计算其阻值。但本实验没有电压表，给出的是两个电流表，通常思路是将小量程的电流表A1和定值电阻R0串联，从而改装成电压表测量RX两端的电压。又由于本实验要求尽量多测几组数据以及实验的安全性因素，若A1与R0串联，则因为R0 < RX，导致R0所在支路的电流比A1与RX串联时所在支路的电流大。
为了A1的安全，变阻器滑片移动的范围就比较小；而A1与RX 串联时，变阻器滑片移动的范围就比较大，更能满足实验的要求。因此，我们又要在常规思路上稍做变化，将A1与RX串联，实验的电路图如下：
这样 u并=（I2-I1）R0= I1（RX+r1）
四、善于动手，重视实践
物理是一门建立在实验基础上的学科，很多物理规律和物理方法都是在实验的过程中发现并总结出来的。对于高考考纲所列的实验，实际动手做一做仍然很有必要，能够发现许多平时没有注意到的细节。学生通过思考解决了这些问题，获得对实验的实际体验，这是教材和教师无法替代的。因此，对于重点实验和重点的实验方法让学生自己实际动手，并解决实际所遇到的问题，有助于把握实验的原理和实验的方法，有助于培养学生灵活运用手头的仪器解决一些新问题的能力，这在近几年的高考中尤其重要。
总之，实验并不单纯是实验这一模块的问题，学生物理实验能力的高低往往与学生的物理知识，物理思想，物理方法的储备密切相关。要从根本上提高物理实验能力，必须全面提高物理水平，在平时的训练中要多总结，多归纳。该记忆的基本电路原型一定要记住，这样才有一个大的框架，才可以在原型的基础上灵活变化。以上是我的一些观点和做法，有很多不成熟的地方，希望能够得到各位专家们的指导批评，谢谢。
参考文献
[1] 《中学物理教学法》 作者：许国梁 高等教育出版社
[2] 《中学物理教材研究与教学设计》 作者：王较过 陕西师范大学出版社
作者简介：
左学保（1980-），男，安徽庐江人，职称：中教二级，学历：本科，中学物理教师。
关键词：物理；电学；实验
电磁学部分难学，而电学实验更因为难度大，知识点零碎让一些同学感到不知所措。因此，如何培养解决电学实验问题的能力始终是师生探讨的共同话题，下面就培养物理电学实验能力谈几点个人的建议与看法。
一、善于研究，培养迁移能力
实验是物理学的基础，那么如何来做好实验？尤其是比较复杂的电学实验，我想研究实验的原理和方法是必不可少的。我们要善于研究，善于分析，善于创造条件来进行实验。当前的高考也表明一个明显趋势，电学实验的原理和方法的考查越来越灵活，每年都有不少考生望“电”生畏，导致不能静下心来做好考题，从而带来不少遗憾。因此，学好电学实验，不能只背实验原理和实验步骤。仅仅能独立完成教学大纲规定的实验，是远远不够的。我们更为重要的是研究实验原理和方法，灵活地掌握实验原理在实际考题背景下的具体运用，不断提高知识的迁移能力才是最关键的。
二、善于选择，精巧设计实验
电学实验中，我们要在掌握实验原理和方法的基础上做好以下几个方面的选择：
实验器材方面：
目前高考中的电学实验题，往往注重学生对实验仪器的选择和使用能力。一种常见的考题类型就是在众多的实验器材中选择出合适的器材然后再由学生完成实验。而实验器材的选择必须考虑以下几个要素：
①安全要素：通过电路各仪器的电流均不能超过其最大的量程或允许范围。
②误差要素：选择仪表量程应尽量减少测量时的相对误差。电表在使用时应尽量让指针偏转至刻度盘中央刻度线附近。
③操作方便要素：选择实验仪器时要充分考虑到操作方便的因素，但同时也要考虑到实验本身要求，这两者要结合起来综合分析。尤其是滑动变阻器应该要让其大部分电阻丝均能用上。④客观实际要素：在我们做实验时要考虑到实际情况的要求。比如：实验器材的限制，电压表是否要求从零起调，变阻器的最大阻值等等。
测量电路方面：
测量电路中最常考的也就是电流表的两种接入方式：一种是如图甲所示的电路叫做“电流表外接法”；另一种是如图乙所示的电路叫做“电流表的内接法”。
这两种不同的接入方式在实际的高考和平时的训练中所考查的不外乎是对实验误差的分析。因此我们所应该考虑的是在什么情况下采用什么样的接法，采用不同的接法所带来的系统误差会怎样，如何才能减小误差等问题。通常我们有一个小口诀叫做“大内偏大，小外偏小”，即：大电阻用内接法，测量误差偏大；小电阻用内接法，测量误差偏小。那么如何才能称得上大电阻，怎样才算小电阻呢？我个人认为主要有以下三种方法判断：
（1）直接比较法： 若RX？垌RA考虑内接法；而RX？垲RA则考虑外接法。
（3）试触法：当RX，RA，RV电阻值都不清楚时可用此法。
若电流表示数有明显的变化，这时我们要确保电流准确，故采用内接法。
若电压表示数有明显的变化，这时我们要确保电压准确，故采用外接法。
例如：我们将下图中电压表的另一接线柱分别接a点和b点时，如果电流表示数变化明显而电压表示数几乎不变时，我们应采用内接法；反之则用外接法。
控制电路方面：
电路的控制往往是通过开关和滑动变阻器来实现的，这里我们讲的控制电路是指滑动变阻器在电路中两种不同的连接方式：一种是变阻器的限流式接法，另一种是变阻器的分压式接法。如：
在什么情况下用限流式？什么情况下用分压式呢？
个人认为有以下几点值得考虑：
（1） 待测电阻RX的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值时，宜用分压式电路。
（2） 题中要求待测电阻上电压或电流的调节范围较大，且要求从零开始起调，宜用分压式电路。
（3） 待测电阻RX的阻值小于滑动变阻器的最大阻值，或跟滑动变阻器的最大阻值差不多时，宜采用限流式。
（4） 两种电路都可以使用的情况下，用限流式电路更好，因为这种电路消耗的总功率小。
（5） 实际问题中我们还要考虑各仪器能通过电流的最大值或量程，综合分析是采用限流式还是分压式。
例1：“描绘小灯泡的伏安特性曲线“实验中，提供的实验器材有：
H. 电源E（6v，内阻不计）
I. 开关S及导线若干。
（1）实验中电流表选用 （填" A1 "或" A2 "） ，电压表选用 （填" V1 "或" V2 "），滑动变阻器选 （填" R1 "或" R2"）。
（2）请你画出实验电路图，要求通过改变滑动变阻器滑片的位置，使电流表的读数从零开始变化，并且能够尽可能得到多组电压表的读数U和电流表的读数I。
解析：（1）确定电流表，电压表，滑动变阻器。
小灯泡（额定电压为3.8v，额定电流约为0.3A），即允许通过小灯泡的电流最大不超过0.3 A，最大电压不超过3.8v。从安全要素考虑电流表应选择A1，电压表应选择V2，滑动变阻器应选用R1 。
（2）确定电流表的内外接法：
（3）确定滑动变阻器是限流式还是分压式：
因为要求电流表的读数从零开始变化，并且能够尽可能得到多组u和I的数据，故选择分压式接法。实验电路图如下：
三、善于改装，灵活处理问题
近几年的高考都显示在电学实验的考查方面，越来越重视学生在理解实验原理的基础上能够灵活地解决实际问题的能力。因此题目中所给的实验仪器往往会因为量程不够，需要做适当的改装，才能满足实验的要求。有时甚至需要我们能够对一些基本电路做适当的改装，才能满足实验的需要。下面我们谈一下我们所遇到的改装类问题。 1. 电表的改装：
（1）把小量程的电流表改装成大量程的电流表
改装原理：给小量程的电流表并联一个电阻很小的分流电阻，就可以用来量度较大的电流，即扩大了电流表的量程。如图所示：
分流电阻的计算：由并联电路的特点知， Ig Rg=（I - Ig）R
（2）电流表改装成电压表
改装原理：将电流表示数根据欧姆定律Ug=Ig Rg换算成电压值，可直接测电压。只是量程Ug很小，如果给小量程的电流表串联一个阻值较大的分压电阻，便扩大了量程，这样就可以用来量度较大的电压。因此，改装后的电压表就是小量程的电流表串联了一个较大阻值的分压电阻。如图所示：
分压电阻的计算：由串联电路的特点可知，U=Ig Rg+Ig R
因为：电压表量程扩大的倍数n=，所以R= （n-1）Rg
2. 电路的改装
电学实验题对电路的设计考查千变万化，但万变不离其宗，都可以由基本电路找到它的原型，所以我们只要能够熟记一些基本电路，然后根据实际问题的需要，将基本电路作适当的变化，就能达到题目的需要，下面我们举一个例子来说明这个问题。
例2：某同学要测量一段电阻丝的阻值：已知电阻丝阻值RX约为100Ω；电源的电动势约为9.0v，不考虑电源内阻；电流表A1，量程为0～60mA，内电阻r1=20Ω；另一个电流表A2，量程是0～200mA，内电阻r2 约为3Ω；还给出一个阻值为20Ω定值电阻R0；滑动变阻器的最大电阻为10Ω；单刀双掷开关S，导线若干；
（1）实验中要求两电流表读数不小于它们量程的，而且要得到尽可能多组试验数据，请你帮他设计实验电路原理图。
（2）如果某次测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则：RX= （填写计算表达式）。
分析：题中要求尽量多测几组数据，且滑动变阻器的阻值R变 < RX，故本实验宜采用分压式电路，所以我们可画出分压式接法的基本电路。而测量RX的阻值常规思路是用电压表测出RX两端的电压，在用电流表测出通过它的电流，最后由欧姆定律计算其阻值。但本实验没有电压表，给出的是两个电流表，通常思路是将小量程的电流表A1和定值电阻R0串联，从而改装成电压表测量RX两端的电压。又由于本实验要求尽量多测几组数据以及实验的安全性因素，若A1与R0串联，则因为R0 < RX，导致R0所在支路的电流比A1与RX串联时所在支路的电流大。
为了A1的安全，变阻器滑片移动的范围就比较小；而A1与RX 串联时，变阻器滑片移动的范围就比较大，更能满足实验的要求。因此，我们又要在常规思路上稍做变化，将A1与RX串联，实验的电路图如下：
这样 u并=（I2-I1）R0= I1（RX+r1）
四、善于动手，重视实践
物理是一门建立在实验基础上的学科，很多物理规律和物理方法都是在实验的过程中发现并总结出来的。对于高考考纲所列的实验，实际动手做一做仍然很有必要，能够发现许多平时没有注意到的细节。学生通过思考解决了这些问题，获得对实验的实际体验，这是教材和教师无法替代的。因此，对于重点实验和重点的实验方法让学生自己实际动手，并解决实际所遇到的问题，有助于把握实验的原理和实验的方法，有助于培养学生灵活运用手头的仪器解决一些新问题的能力，这在近几年的高考中尤其重要。
总之，实验并不单纯是实验这一模块的问题，学生物理实验能力的高低往往与学生的物理知识，物理思想，物理方法的储备密切相关。要从根本上提高物理实验能力，必须全面提高物理水平，在平时的训练中要多总结，多归纳。该记忆的基本电路原型一定要记住，这样才有一个大的框架，才可以在原型的基础上灵活变化。以上是我的一些观点和做法，有很多不成熟的地方，希望能够得到各位专家们的指导批评，谢谢。
参考文献
[1] 《中学物理教学法》 作者：许国梁 高等教育出版社
[2] 《中学物理教材研究与教学设计》 作者：王较过 陕西师范大学出版社
作者简介：
左学保（1980-），男，安徽庐江人，职称：中教二级，学历：本科，中学物理教师。