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高中电学实验基本知识范文1
【关键词】：机械专业《电工学》教学，教学方法，学习兴趣，教学探讨
《电工学》是一门专业技术基础理论课程。机械专业开设本课程目的有两个：一是使机械专业的学生掌握必要的电工理论基础知识和安全用电常识；二是了解常用电器元件的性能，熟悉常见机械设备中电拖系统的结构，并能简单维护。这些对于实现中职机械类学生的培养目标——中级技术水平的机械工人来说是十分必要的。如何培养学生的学习兴趣，提高教学质量，保证教学效果，是实际和紧迫的问题，下面就这个问题谈谈自己的初浅认识。
一、 目前机械专业《电工学》教学中存在的主要问题：
1、 教学方面的问题
其一、课堂教学以讲授为主，“填鸭式”满堂灌，单调而抽象。这种传统的教法对于文化基础差、电学知识贫乏的学生来说难度很大，正如学生所讲的听天书一般，玄虚而难懂。
其二、由于安排的课时比较少，几乎没有练习和巩固的时间。
其三、亲自动手，结合生产试验和应用的训练几乎没有。
2、 学生认识误区
学生对学习《电工学》的厌学心理，主要基于两方面原因：一是这部分学生对学习《电工学》有思想偏见，认为只要学好机械类专业课就行了，《电工学》对我们来说用处不大；二是目前的教材和教学方法不适应他们的特点。
学习《电工学》用处不大这显然是十分错误的。对于一个合格的机械设备操作者来说，不仅能正确地操作机床加工出合格的产品，而且还必须了解掌握机床的构造和原理，并能及时准确的予测和发现设备故障，这些知识的构成与《电工学》有着直接的关系。同时要做到安全生产，保障劳动者的人身安全，同样需要《电工学》方面的知识。
随着现代科技的飞速发展，实际工作和公共生活提出许多电学方面的问题，《电工学》是了解现代科技知识的认识基础，是各专业各工种都需要的基础课。教学实践证明，目前机械类学生的电学知识相当贫乏。如，有的学生常把电功率和电功混为一谈，将发电能力用多少亿度来衡量，实际应该是多少千瓦。曾经有人问我某水电站年发电多少度？这个提法是错误的，若问这个水电站一年能发多少千瓦电才是正确的提问。又有一些学生在生产中由于缺少电学知识，造成设备和人身事故等等，这些都足以说明缺乏或不懂电学知识，是很难适应现代生产、生活和安全的需要。由此可见，机械类学生学习《电工学》十分必要。
3、教学方法单调而呆板
教师习惯于传统教式授课形式，基本都是用老师讲、学生听；老师做学生看的老模式。由于内容多而深，课时又少，课堂教学老师从头讲到尾，学生没有思考和训练的时间，违背了精讲多练的原则，造成学生难以接受。日积月累，消化不良，挫伤了学的学习积极性，抑制了学生的学习兴趣。就目前状况而言，应在教材改革的基础上，不断改进教学方法。《电工学》是一门理论性强、概念比较抽象的学科，同时也是一门实践性较强的课程，对于教师来讲，在授课中除了知识性外，要注意运用形象化和趣味性，同时着重注意结合生产实践，力争深入浅出，提高学生的学习效果培养他们的学习兴趣。
二、教学方法的探讨：
1、 尽量采用肢体语言讲述或采用投影仪教学、多媒体教学、实物教具等教学手段来丰富课堂教学。
2、 图表类比法
相近的事物可以对照比较记忆，有利于区别各事物的特征，也可以把学过的知识用图象和表格表示出来形成知识的脉络网。一些概念单一拿出来较难理解，但把其相同特征抽出来，加以列表比较就化难为易了，采用这样的方法就可以帮助学生理解和加深记忆。比如电场和磁场；在单相交流电路中的纯电阻电路、纯电感电路和纯电容电路的特征；电阻的串联和并联特点等都可以用此方法。
3、 数字罗列法
把许多语言叙述的道理用数字形式罗列起来，既便于牢固掌握知识又容易记忆，比如异步电动机的工作原理是既抽象又复杂的过程，但可以简单归纳成“3、3、2”这样的数字罗列。其含义是：三个形成过程：即旋转磁场的形成过程，感生电流的形成过程，电磁转矩的形成过程；三个手的定则：
即右手法拉第电磁感应定则判定感生电流方向，右手安培定则判定旋转磁场的方向，左手电磁力方向判定定则确定电磁转矩的方向。两个关键方向：即旋转磁场的方向和转子转动的方向，形成了三个过程，三只手、两个方向的周期表，即好记忆又有趣味性。
4、 在教学过程中注意发挥学生的主观能动性发挥学生的主观能动性——对于发展学生智力，激发他们的学习兴趣都是十分重要的。例如在讲解单相交流电路一节中，当分析完纯电感电路中电流和电压相位和数量关系以及功率问题时，在给定纯电容电路中，电容量一定，初相位为零的先决条件后，让学生在教师的指导下分析该电路的电流和电压的相位和数量关系以及功率问题，采用这样的教学方法，即学生发挥了主观能动性，又培养了他们的推理能力。
5、 精选和补充习题和例题
以每节课的重点和难点为前导，结合习题精选课堂习题和例题。在选择习题和例题时，应侧重习题和例题的启发和引导作用，重点选择基本知识应用题和基本概念容易混淆的题目，坚持少讲多练，达到“勤能补拙”的目的，这样可以弥补机械类学生在学习《电工学》的过程中理解慢、遗忘快的缺陷。因而对于机械类的学生来说，例题的引导作用和习题的慎重选择以及反复多练尤为重要，同时多练可以创造更多的机会发现“可疑点”，消灭“空白点”，弥补对基本概念认识和理解的片面性。
6、 高度重视《电工学》的实践教学
高中电学实验基本知识范文2
关键词：观察与理解；操作与运用；分析与表述
中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2013）01-194-01
一、提升观察与理解的能力
高中物理教学中，最能培养和提升学生观察能力的教学是演示实验，演示实验可以激发学生的兴趣，提高课堂教学的效果；通过演示，引导学生观察，启发学生思考，对观察结果的分析推理、归纳总结，还可以培养学生科学思维能力。
例如：在学习自感现象时，引导学生观察通电自感和断电自感现象，引导学生发现其中的不同，引发其思考，再对自感现象产生的原理进行分析，理解两种现象之所以不同的原因，从而使学生能对自感现象产生深刻的记忆。
所以，在高中物理的教学过程中，教师一定要尽可能的将教材所安排的演示实验做给学生看，甚至可以结合教学内容做一些教材上没有的演示实验，有意识地培养和提升学生的观察和识记能力。
二、提升操作与运用的能力
1、在实验中使学生学会正确选择、使用仪器和实验方法
正确选择和使用仪器，是学生应该掌握的最基本的实验技能，这一能力的培养，应是在平时的实验教学中潜移默化地完成的，学生学习完相关仪器的知识后，已经对仪器的基本知识有所了解，但在实际应用过程中，大多数还是凭记忆来对仪器进行选择和使用，针对这一问题，我们在教学过程中，可以指导学生选择不同的仪器或用不同的方法使用同一仪器，对所取得的实验结果进行分析比较，从而使学生真正掌握仪器的选择和正确的使用方法，提升学生的能力。
2、在实验操作中让学生辨识实验中的错误并予以改正
指出和改正实验操作中的错误，是高考中经常会出现的问题，学生这一方面的能力，需要进行强化和训练，我们可以给学生多一些训练的题目，或有意识的在操作过程中安排一些不正确操作，让学生发现和指正，提升学生的实验能力。
例如有这样一题：一位学生用单摆做测重力加速度的实验，他将单摆挂起后进行了如下操作：
A. 测摆长L：用米尺量出摆线的长度。
B. 测周期T：将摆球拉起，然后放开，在摆球某次摆到最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期T=t/60。
C. 将所测得的L和T代入单摆的周期公式，算出g，将它作为实验的最后结果写入实验报告中去。
通过这样的问题，不仅可以让学生进一步掌握实验的操作，还可以培养和提升学生的实验操作能力。
3、让学生掌握常用仪器的主要用途，解决一些实际问题
这是建立在学生实验能力较强的基础上的，在此基础上，有意识地引导学生进行实际问题的解决。
比如在电学实验中，经常会遇到实验电路连接正确，但电路中电表不能正常工作的情况，此时，需要对电路中的实验仪器及连接导线进行检测，寻找故障，此时让学生自己利用万用表正确地对电路进行检测，不仅可以激发学生的兴趣，更可以使学生在实际操作中，进一步掌握万用表的使用方法。
三、提升分析与表述的能力
分析与表述能力的培养和提升，需要在学生掌握了一定的物理知识，有一定的综合能力的情况下进行，即最主要是在高三对实验进行系统复习的时候开展。
1、运用实验原理、方法对实验现象及结果进行分析、判断，发现规律并得出正确的结论
这一点，在学生处理黑箱问题时最能得到体现，比如有这样一个问题：
如图，黑盒子内有电池、导线和电阻R1、R2组成的电路，1、2、3、4是这个电路对外的4个接线柱。若已知R2=3R1，电池的电动势为E，内阻不计，并测得U12=E，U24=0，U13=U34/3。
这个问题，学生必须从实验的原理出发，对实验中的数据进行分析、判断，寻找规律，合理安排题设给出的电路组件，得出正确的结果（如图）。
2、正确分析、处理实验数据及误差
这是学生分析及数据处理的能力，在每个实验中都会遇到，应该说在每一个实验中都能得到培养和提升。
四、提升设计与评价的能力
高中电学实验基本知识范文3
1 物理综合题“综合”的特征及其解题策略
解物理综合题要善于分析其“综合”的特征，任何综合题都是由最简单的物理过程、最简单的物理知识叠加而成的。
1.1 “过程”型综合题
按物理事件发生的时间顺序构成的“过程”综合题。与物理规律相关的物理过程变化多端，由于过程的多变性，必然使问题趋于复杂性，但复杂多变的物理过程又常常具有阶段性与时间性。物理过程的各个阶段，即各个子过程，相对总过程来说，问题通常都要简单得多。因此，把构成过程整体的若干子过程划分出来研究，就可以把全过程看来是十分复杂的问题加以简化，简化成若干个简单的几个子过程，使问题逐步得到解决。此类综合题只要对物理过程按时间顺序进行分析，一步一步，一个程序一个程序地列出相关的式子，就可以把问题解决。同时要注意前后两个物理过程中各种物理量的链接，如在运动过程中前一过程的末速度也是后一过程的初速度等等。这类综合题相对来说比较简单。比如2003年理综压轴题第34题，小货箱运动的第一个子过程是在传送带上从静止作匀加速运动，第二个子过程是当小货箱速度与传送带速度相同时小货箱作匀速运动，第三个子过程是小货箱在斜面上匀速上升。又如2006年理综压轴题第24题，传送带从静止开始作匀加速运动之后作匀速直线运动；而煤块一直作匀加速度直线运动直到与皮带具有共同的速度，这是两个最简单的子过程相连接的综合题。今年高考理综物理第25题，带电粒子一直在两极板间往返地从静止开始做匀加速运动。
例1 (06高考理综第24题)一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度α0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度做匀速运动。经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。
分析与求解 根据“传送带上有黑色痕迹”中知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度a小于传送带的加速度a0。就物理过程而言，传送带先由静止开始作匀加速运动，到达速度v0后作匀速度直线运动。而煤块在速度达到v0之前一直在作匀加速运动，当速度达到v0之后就与皮带保持相对静止一起作匀速直线运动，是两个最简单的子过程相链接的综合题。这是一道非常经典的牛顿运动定律与运动学知识相结合的题目。具体解答如下：
根据题意可知，煤块的加速度a小于传送带的加速度a0。
由牛顿定律可得煤块的加速度为a=μg。
设经历时间t，传送带的速度等于v0，煤块的速度为v，有：v0 = a0t，v = at。
由于a< a0，故v< v0，煤块继续受到滑动摩擦力的作用。再经过时间t′，煤块的速度由v增加到v0，即：v0=v+at′。
此后，煤块与传送带运动速度相同，相对于传送带不再滑动，不再产生新的痕迹。
设在煤块的速度从0增加到v0的整个过程中，传送带和煤块移动的距离分别为s0和s，有
s0=12a0t2+v0t′，s=v202a。
传送带上留下的黑色痕迹的长度：
l= s0- s。
由以上各式解得：l=v20(a0-μg）/2μa0g。
例2 (06高考理综第25题)有个演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放入了许多用锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。
如图1所示，电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为E、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点。已知：若小球与极板发生碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的α倍（α1）。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。
（1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势E至少应大于多少？
（2）设上述条件已满足，在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。
分析与求解 此题考生感觉物理情景比较新，有带电小球运动的分析，也有电容电路的分析，有一定的难度。但经过审题分析，小球只受重力与电场力的作用，重力不变，而电场力的大小不变方向在改变（每碰撞一次改变一次）。受力分析简单解题也就简单，小球的运动过程也是简单的匀加速运动过程。根据电荷守恒定律，小球在与极板碰撞时，通过电源的电量为q=αQ，小球往返一次碰撞二次通过电源的电量为2q。具体解答如下：
（1）用Q表示极板电荷量的大小，q表示碰后小球电荷量的大小。要使小球能不停地往返运动，小球所受的向上的电场力至少应大于重力，
有：qEd>mg。
其中q=αQ，Q=CE。
解得E>mgdαC。
（2）当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动。以a1表示其加速度，t1表示从A板到B板所用的时间，则有
qEd+mg=ma1，d=12a1t21。
当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动。以a2表示其加速度，t2表示从B板到A板所用的时间，则有
qEd-mg=ma2，d=12a2t22。
小球往返一次共用的时间为t1+t2，故小球在T时间内往返的次数：n=T/（t1+t2）。
由以上有关各式得：
n=T2md2αCE2+mgd+2md2αCE2-mgd。
小球往返一次通过电源的电量为2q，在T时间内通过电源的总电量：Q=2nq。
解得Q=2αCET2md2αCE2+mgd+2md2αCE2-mgd。
1.2 “知识”型综合题
这类综合题要在掌握各章节、模块知识的基础上，注意各种知识之间的友情链接，分析解题的突破口、链接口，就能把各种知识串接起来，使问题得到完整解决。这种物理综合题主要表现在各章节知识的综合，如力、电的综合，光、电的综合，力、电光的综合。2004年高考理综第24题，就是典型的感应电动势与力学相联系的综合题。感应电动势是高中物理最重要的知识之一，与之相链接的知识点多，综合形式多，具有明显的“综合”特征。通过感应电动势，能把场与路的问题及电学、力学问题尽情链接。挖掘了知识之间内在的联系，活化了物理规律的教学。同时把高中物理中的几个重要定律：左手定则、右手定则、安培定则、牛顿运动定律、运动学规律、能的转化与定恒定律都链接在一起。
例3 如图2中a1b1c1d1和a2b2c2d2为在同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在的平面向里。导轨的a1b1段与a2b2段是竖直的，距离为L1;c1d1段与c2d2段也竖直的，距离为L2。x1y1与x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为m1、m2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用于金属杆x1y1上的竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。
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解析 该题是感应电动势与力学知识相链接的知识综合题。棒在此时作匀速直线运动，必然受到平衡力的作用。考生必须先对系统进行受力分析，系统受到向上的拉力，两个重力和两个安培力，并且列出各力的关系，然后从力的关系推理出能量的对应关系。具体解答如下：
设杆向上运动的速度为v，回路中的感应电动势大小为E=B（L2-L1）v。
回路中的电流为I=ER。
作用于杆x1y1的安培力大小为f1=BIL1，方向向上。
作用于杆x2y2的安培力大小为f2=BIL2，方向向下。
当杆作匀速运动时，有
F-m1g-m2g+f1-f2=0。
解得I=F-(m1+m2)gB(L2-L1)。
v=F-(m1+m2)gB2(L2-L1)2R。
作用于两杆的重力的功率的大小为：
P=(m1+m2)gv。
电阻上的热功率为PQ=I2R。
由以上各式解得：
P=F-(m1+m2)gB2(L2-L1)2R(m1+m2)g。
PQ=［F-(m1+m2)gB(L2-L1)］2R。
1.3 “信息”型综合题
“信息性”综合题也叫做应用型物理综合题。理科综合考试说明中把“对自然科学基本知识的应用能力”作为对考生的重要能力要求，因此，作为体现这一能力要求的以现实生活实例和现代科技应用立意的应用型问题正成为高考物理命题的新趋势，也是高考题型的一个最重要的变化。它以材料新、情景新、问题新等新颖的特点受到师生一致欢迎，更以其突出了能力素质的考查将物理教与学从重知识向重能力、从重理论向重应用的方向引导而广受好评。
信息性物理综合题的物理实质、物理模型往往较简单，大部分文字只是基于对生活背景和科技事件的完整性、严密性的必要表述，涉及到科技实例的应用型题往往起点很高，但其落点往往较低，只需用学过的物理知识即可顺利解决。要求学生在领会题意的基础上，对题目信息进行分析判断，要能够剔除题目中的生活要素和科技实例中的事件因素，获取题目中构成物理问题的物理要素。根据问题的要求和解答目标，排除次要因素，抓住主要的物理条件和物理关系，以及主要的物理过程和情景．把题给问题与熟悉的物理知识联系起来，把实际问题简化、抽象为恰当的物理模型，用学过的知识和方法对问题给予解决。
例4 如图3所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和磁场B的关系为
U=kIBd。
式中的比例系数称为霍尔系数。
霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场。横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力。当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧面之间就会形成稳定的电势差。
设电流I是由电子的定向流动形成，电子的平均定向速度为v，电量为e，回答下问题：
（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势__________下侧面A′的电势（填“高于”、“低于”或“等于”）。
（2）电子所受的洛伦兹力的大小为_____。
（3）当导体板上下两侧面之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为____________。
（4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数k＝1／ne，其中n代表导体板单位体积中电子的个数。
解析 本题的显著特点是阅读量和信息量大。要求考生理解题中所给的物理现象并能应用学过的物理知识对此现象给予正确解释。题中的物理模型也并不难：垂直放在匀强磁场中的通电导体板，电流方向向右，电子运动方向向左，受竖直向上的洛伦兹力的作用，使得电子聚集在导体板的上侧面，故上侧面A的电势低于下侧面A′的电势，稳定后，电子受到的静电力与洛伦兹力平衡，是属于最简单的二力平衡问题。具体解答如下：
由eUh=eBv可得导体板上下两侧面之间的电势差为
U=Bvh。
又因为通过导体的电流为I=nevdh。
故霍尔系数为k=1ne。
霍尔效应由美国物理学家霍尔于1879年首先发现，现广泛应用于对半导体材料的测试和研究中。霍尔效应的原理并不复杂，题目对此叙述得恰到好处，既对问题作了必要的说明，又给考生留有一定的推理空间。作为首次理科综合考试中出现的信息型物理综合题，确实起到了良好的导向作用。
