三、物理实验教学要重视实验的原理

对于每一个中学物理实验，都应该让学生掌握以下内容，即：实验的目的、原理、需要的器材、步骤、记录的数据，所得的结论、注意事项、误差的主要来源和探讨改进实验的方法等等。现在的中学生往往只注意实验的步骤和结论，而且习惯于死记硬背，碰到没见过的实验题目，便束手无策。实际上，一个实验除了要明确实验目的外，其余各项都将在实验的原理指导下进行，只不过有些项目明显，有些不太明显罢了。

另外，学生最感头疼的是让自己从所给器材中选出合适的器材完成给定的实验，其实究其原因，仍然是不会利用实验的原理。

如电学中测电阻的实验，尽管有多种方法，但其原理都是从部分电路欧姆定律入手，用合适的方法组成电路，测出待测电阻上通过的电流及加在其两端的电压，并注意电表在电路中的保护并尽量减少误差，（包括偶然误差和系统误差），决定选择合适的器材。例如：

现需测定一个额定功率为 1

20

下器材。

瓦，阻值约为25KΩ电阻的阻值，备用有以

  1. 直流电流表三个：A1 0～50μA内阻2KΩ A 2 0～100μA 内阻1KΩ

A 3 0～500μA 内阻200KΩ

  1. 直流电压表三个：V1 0～1V 内阻10KΩ

V2 0～10V 内阻100KΩ

V3 0～50V 内阻5000KΩ

  1. 直流电源三种：E1 ：电动势为1.5V两节干电池E2

    ：15V稳压电源，额定电流1A

E3 ：50V稳压电源，额定电流2A

  1. 滑线变阻器一个“1KΩ1w”

  2. 电键一个和导线若干

要求：（1）要使实验结果有尽可能高的精确度，应选用哪些器些？

（2）画出实验用的电路图

按照实验要求，必须准确测出待测电阻上通过的电流和电压，这就要考

虑电流表和电压表的接法。

■因为所给的电压表内阻都不满足 Rv>>Rx，则电表应用图 1 的接法。这要求电流表的内阻 Rg<<Rx，故电流表应选 A3

选择A3 后，Rx与电流表串联后两端电压的最大值为

− 6 4

Um = Im Rx = 500 × 10 × 2.5 × 10 = 12.5（V），所以

电源选 E2。确定了电源后，考虑到实验中滑线变阻器能降低一部分电压，再者通过 Rx 的电流应小于 500μA，则电压表选 V2。如果选 V3，量程为 50V，而从上述计算可知电压表测量的数据应在 12.5V 以内，这样 V3 表的指针只在一个小范围内变化，数据难以读准，偶然误差较大，故不选 V3。

再看滑线变阻器的连接方法。若按如图 2 电路，当 K 合上时，滑线变阻器触头在阻器触头在阻值最大处，此时电路中电流最小，其值为

I min =

E2

R + R

/ / R

= 7 × 10−4 ■

x v

（A），这样降落在滑线变阻器两端的电压约为：

U = I R = 7 × 10 × 103 = 0.7(V )

此时电压表两端的电压为 U＇=15-0.7=14.3（V）超过该电压表的量程

（10V），故滑线变阻器不能串联在电路中使用。若接成如图 3 的分压电路，

三、物理实验教学要重视实验的原理 - 图1因滑线变阻器的额定功率为 1 瓦，阻值为 1KΩ，所以其额定电流 I 0.032

（A），在滑线变阻器触头向右滑动的过程中，通过计算，其触头以右部分通过的电流（电路中的总电流）总小于其额定电流，故实验电路应接成如图 3 电路。（通常情况下，当滑线变阻器最大阻值大于 Rx 时，常接成图 2 电路； 而当滑线变阻器最大阻值小于 Rx 时，接成图 3 电路，才能起到保护电路的作用）

以上例又可以看到，对实验原理如果只是一般了解，而不真正弄懂，又不会灵活运用，也是很难完成实验的。

整个物理学的发展史告诉我们，人类的物理知识来源于实践，特别是来源于科学实验的实践。通过实验可以帮助学生形成物理概念，增强分析和解决问题的能力，从而达到学好物理知识的目的。因此，物理教师在教学过程中，要特别注意结合实验或演示实验教学。而在实验教学中，更应该注意向学生讲清楚实验的原理，范例性地阐明其指导实验的作用，并注意启发学生刻意求新。从心理学和人脑的形成过程来说，中学生原则上没有不可能接受的东西，只要我们循循善诱，加以培养，物理学科的实验教学会达到预期目的的。