高中物理電路設(shè)計(jì)研究

時(shí)間:2022-11-17 09:02:29

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高中物理電路設(shè)計(jì)研究

一、基本知識(shí)

1.元件的選擇.電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,元件的選擇十分重要,它關(guān)乎著電路是否能設(shè)計(jì)成功.首先應(yīng)該選擇合適的電源,在選擇時(shí)一定要考慮符合電路設(shè)計(jì)的電流值,其次還要對(duì)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(jì)的精確性.還要選擇適合電路的元件的型號(hào)等,將這些問(wèn)題都進(jìn)行全面考慮才能保證實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行.2.了解元件的使用方法.電路設(shè)計(jì)中存在許多電路元件,要想電學(xué)實(shí)驗(yàn)?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(gè)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(shí)驗(yàn)結(jié)果的錯(cuò)誤.因此電學(xué)實(shí)驗(yàn)中電路設(shè)計(jì)時(shí)一定要先弄清電路元件的使用方法,才能保障實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行.3.熟悉電路構(gòu)成,加強(qiáng)對(duì)特殊電路的記憶與理解電學(xué)實(shí)驗(yàn)中有許多特殊的電路,如果內(nèi)心沒有一個(gè)完整的電路構(gòu)成圖,在遇到這些特殊電路時(shí),就沒有辦法將實(shí)驗(yàn)順利開展下去.因此在實(shí)驗(yàn)前一定要加強(qiáng)對(duì)電路構(gòu)成的設(shè)計(jì).

二、電路設(shè)計(jì)的原則

1、整體性原則.在電路設(shè)計(jì)時(shí)不能將每一部分分開設(shè)計(jì),電路的各個(gè)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(jì),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(jì)不是一個(gè)簡(jiǎn)單的電學(xué)實(shí)驗(yàn),它有龐大的系統(tǒng)性,在這個(gè)系統(tǒng)里又有許多小系統(tǒng),這樣才能形成一個(gè)完整的電路,電路設(shè)計(jì)時(shí)或多或少都會(huì)有一定的問(wèn)題存在,出現(xiàn)這些問(wèn)題不能視而不見,要將問(wèn)題進(jìn)行整合,拿出一套合理的改進(jìn)方案,將電路設(shè)計(jì)達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)效果.3、功能性原則.電學(xué)實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)不是讓學(xué)生完成一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),目的是為了讓學(xué)生通過(guò)電路設(shè)計(jì)來(lái)掌握一定的學(xué)習(xí)技能,這才是進(jìn)行電路設(shè)計(jì)最終要完成的目標(biāo),所以在電路設(shè)計(jì)上一定要考慮它的功能性.

三、電路設(shè)計(jì)的方法

1.明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模械膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)都有一個(gè)設(shè)計(jì)目的,為了達(dá)到這個(gè)目的才來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,電路設(shè)計(jì)前也應(yīng)該如此,首先要設(shè)定一個(gè)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo),然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后來(lái)看看自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否達(dá)到了設(shè)計(jì)目的,才能從中分析思路找到設(shè)計(jì)的缺陷,從而進(jìn)行改進(jìn).2.選擇實(shí)驗(yàn)器材.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)除了理論的知識(shí)還需要實(shí)驗(yàn)器材的支撐,我們明確了實(shí)驗(yàn)的目的后就要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)器材的選擇,選擇時(shí)一定要配合自己的設(shè)計(jì)目標(biāo),盡可能的保證實(shí)驗(yàn)器材對(duì)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)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(shí)還要考慮器材的操作性是否適用于自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,避免在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)造成實(shí)驗(yàn)失?。谄鞑倪x擇上最應(yīng)該注意的就是器材的安全性,由于電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性往往會(huì)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(wèn)題都應(yīng)該被注意.3.選擇設(shè)計(jì)方案.電路設(shè)計(jì)是一種靈活的設(shè)計(jì),不同的方案可以有不同的設(shè)計(jì)效果,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材確定后根據(jù)這些內(nèi)容來(lái)進(jìn)行分析選擇一些適宜的電路設(shè)計(jì)方案,將它們整理出來(lái),繪制成設(shè)計(jì)圖,結(jié)合學(xué)過(guò)的理論知識(shí)加以比較選擇最適宜的設(shè)計(jì)方案.包括電流表應(yīng)設(shè)計(jì)內(nèi)接還是外接,滑動(dòng)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(jì)方案能順利的運(yùn)用在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中.4.簡(jiǎn)化電路方程.電路設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)還必須要用到,如果不將其進(jìn)行簡(jiǎn)化在設(shè)計(jì)的過(guò)程中就會(huì)遇到許多麻煩,不僅會(huì)對(duì)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(jì)前要在合理的范圍內(nèi)將復(fù)雜的電路方程簡(jiǎn)化,保證電學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效進(jìn)行.5.電路設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)中,使用3V干電池和滑動(dòng)變阻器進(jìn)行供電.該實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器的阻值選擇上,考慮到燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為12.5Ω,因此最好是選用實(shí)驗(yàn)室配備的5Ω或10Ω的滑動(dòng)變阻器.電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題其設(shè)計(jì)思路、方法一般都來(lái)源于教材,要求用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)、原理、實(shí)驗(yàn)思路、方法設(shè)計(jì)出合理的方案.因此在教學(xué)中或者復(fù)習(xí)過(guò)程中要特別注意對(duì)所學(xué)過(guò)電學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)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(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)進(jìn)行歸納總結(jié).從中體會(huì)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題.高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)起來(lái)雖然復(fù)雜,但是如果方法得當(dāng),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前考慮的全面,在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)就會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單些.高中生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)及動(dòng)手能力的考察,教師在學(xué)生的操作過(guò)程中也要加以指導(dǎo)幫助學(xué)生實(shí)驗(yàn)的誤差變小,安全性提高,學(xué)生才能更好的將電學(xué)知識(shí)運(yùn)用到考試中和實(shí)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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