高中物理電路設(shè)計研究

時間:2022-11-17 09:02:29

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高中物理電路設(shè)計研究

一、基本知識

1.元件的選擇.電學(xué)實驗中,元件的選擇十分重要,它關(guān)乎著電路是否能設(shè)計成功.首先應(yīng)該選擇合適的電源,在選擇時一定要考慮符合電路設(shè)計的電流值,其次還要對電表進(jìn)行選擇,盡量選擇更貼近自己需要的量程,保證設(shè)計的精確性.還要選擇適合電路的元件的型號等,將這些問題都進(jìn)行全面考慮才能保證實驗的進(jìn)行.2.了解元件的使用方法.電路設(shè)計中存在許多電路元件,要想電學(xué)實驗?zāi)茼樌倪M(jìn)行,就必須了解各種電路元件的使用方法和使用規(guī)則.例如電表,電表上顯示兩個數(shù)值,如果不提前進(jìn)行了解很容易將數(shù)值弄混.造成實驗結(jié)果的錯誤.因此電學(xué)實驗中電路設(shè)計時一定要先弄清電路元件的使用方法,才能保障實驗的進(jìn)行.3.熟悉電路構(gòu)成,加強(qiáng)對特殊電路的記憶與理解電學(xué)實驗中有許多特殊的電路,如果內(nèi)心沒有一個完整的電路構(gòu)成圖,在遇到這些特殊電路時,就沒有辦法將實驗順利開展下去.因此在實驗前一定要加強(qiáng)對電路構(gòu)成的設(shè)計.

二、電路設(shè)計的原則

1、整體性原則.在電路設(shè)計時不能將每一部分分開設(shè)計,電路的各個部分的關(guān)聯(lián)性都很強(qiáng),必須以整體性的原則進(jìn)行設(shè)計,電流、電壓的選擇等都是根據(jù)電路的整體方案進(jìn)行選擇的.2、優(yōu)化原則.電路設(shè)計不是一個簡單的電學(xué)實驗,它有龐大的系統(tǒng)性,在這個系統(tǒng)里又有許多小系統(tǒng),這樣才能形成一個完整的電路,電路設(shè)計時或多或少都會有一定的問題存在,出現(xiàn)這些問題不能視而不見,要將問題進(jìn)行整合,拿出一套合理的改進(jìn)方案,將電路設(shè)計達(dá)到最佳的設(shè)計效果.3、功能性原則.電學(xué)實驗電路設(shè)計不是讓學(xué)生完成一個簡單的實驗,目的是為了讓學(xué)生通過電路設(shè)計來掌握一定的學(xué)習(xí)技能,這才是進(jìn)行電路設(shè)計最終要完成的目標(biāo),所以在電路設(shè)計上一定要考慮它的功能性.

三、電路設(shè)計的方法

1.明確實驗?zāi)康模械膶嶒炘O(shè)計都有一個設(shè)計目的,為了達(dá)到這個目的才來進(jìn)行實驗操作,電路設(shè)計前也應(yīng)該如此,首先要設(shè)定一個實驗的目標(biāo),然后再進(jìn)行實驗,實驗結(jié)束后來看看自己的實驗結(jié)果是否達(dá)到了設(shè)計目的,才能從中分析思路找到設(shè)計的缺陷,從而進(jìn)行改進(jìn).2.選擇實驗器材.實驗設(shè)計除了理論的知識還需要實驗器材的支撐,我們明確了實驗的目的后就要進(jìn)行實驗器材的選擇,選擇時一定要配合自己的設(shè)計目標(biāo),盡可能的保證實驗器材對實驗帶來的誤差影響,選擇最適宜的器材將誤差降到最低.選擇器材時還要考慮器材的操作性是否適用于自己的實驗設(shè)計中,避免在進(jìn)行實驗時造成實驗失敗.在器材選擇上最應(yīng)該注意的就是器材的安全性,由于電路設(shè)計的復(fù)雜性往往會由于器材的選擇不當(dāng)造成電路燒毀,因此在器材的選擇上這些問題都應(yīng)該被注意.3.選擇設(shè)計方案.電路設(shè)計是一種靈活的設(shè)計,不同的方案可以有不同的設(shè)計效果,實驗?zāi)康摹嶒炂鞑拇_定后根據(jù)這些內(nèi)容來進(jìn)行分析選擇一些適宜的電路設(shè)計方案,將它們整理出來,繪制成設(shè)計圖,結(jié)合學(xué)過的理論知識加以比較選擇最適宜的設(shè)計方案.包括電流表應(yīng)設(shè)計內(nèi)接還是外接,滑動變阻器應(yīng)采取分壓式接法還是限流式接法,電路結(jié)構(gòu)原理選擇伏安法還是半偏法等等.保證電路的設(shè)計方案能順利的運(yùn)用在電學(xué)實驗中.4.簡化電路方程.電路設(shè)計中有許多的電路方程,它們是非常復(fù)雜的,但是在電路設(shè)計時還必須要用到,如果不將其進(jìn)行簡化在設(shè)計的過程中就會遇到許多麻煩,不僅會對電路的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響,還有可能造成電路系統(tǒng)紊亂,所以在進(jìn)行電路設(shè)計前要在合理的范圍內(nèi)將復(fù)雜的電路方程簡化,保證電學(xué)實驗的有效進(jìn)行.5.電路設(shè)計案例分析.在描繪標(biāo)有“2.5V0.3A”字樣小燈泡的伏安特性曲線實驗中,使用3V干電池和滑動變阻器進(jìn)行供電.該實驗本就要求小燈泡兩端的電壓從零起調(diào),所以也只能是選用分壓接法進(jìn)行供電.只是在滑動變阻器的阻值選擇上,考慮到燈泡正常發(fā)光時的電阻為12.5Ω,因此最好是選用實驗室配備的5Ω或10Ω的滑動變阻器.電路實驗設(shè)計題其設(shè)計思路、方法一般都來源于教材,要求用學(xué)過的物理知識、原理、實驗思路、方法設(shè)計出合理的方案.因此在教學(xué)中或者復(fù)習(xí)過程中要特別注意對所學(xué)過電學(xué)實驗問題的多種方法、遠(yuǎn)離的優(yōu)劣、電路聯(lián)接式的選擇方法以及有關(guān)的實驗注意事項進(jìn)行歸納總結(jié).從中體會多種方法的優(yōu)劣,養(yǎng)成發(fā)散性思維的好習(xí)慣,才能比較順利完成實驗設(shè)計問題.高中物理電學(xué)實驗電路設(shè)計學(xué)習(xí)起來雖然復(fù)雜,但是如果方法得當(dāng),進(jìn)行實驗前考慮的全面,在進(jìn)行電路設(shè)計時就會相對簡單些.高中生進(jìn)行實驗是對學(xué)生的理論知識及動手能力的考察,教師在學(xué)生的操作過程中也要加以指導(dǎo)幫助學(xué)生實驗的誤差變小,安全性提高,學(xué)生才能更好的將電學(xué)知識運(yùn)用到考試中和實際生活中.

作者:湯從 單位:安徽省滁州市明光明光中學(xué)

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