物理电学中电路设计与静电应用的分析

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  摘 要高中物理学习中,电学十分关键,无论是知识原理还是应用过程,都需要我们给予更多的重视,只有掌握电学常识,才能更好地提升学习效率和水平,轻松应对高考。另外,要在学习过程中结合生活中的静电现象,对设计结构和静电作用之间的关系建立有效认知,实现对知识点的进一步巩固。
  【关键词】物理电学;电路设计;静电作用
  将生活和物理知识链接在一起,能提高我们的解题水平,近几年,高考中这样的题目逐渐增多,也需要我们给予更多的重视,真正从根本上提高自身的物理素养,更好地学好高中物理。
  1 物理电学中电路设计要求和方法
  1.1 物理电学中电路设计的要求
  首先,要选择适宜的元件,在电学实验题目中,只有保证元件的选取符合标准,才能有效提高电路设计的实效性,确保电源合适的同时,进一步考量相关电路设计结构,从而完善电流值的具体参数。并且,要有效选择电流表和电压表等,尤其是对其量程进行分析,保证设计精确性的同时,要适宜自身设计的电路。
  其次,要了解相关元件的设计意图和使用方法,只有保证元件使用规则贴合设计要求,才能完善电路实验结果。
  最后,结合具体参数绘制电路,尤其是对特殊电路,确保设计结构符合常规,相关元件都能在电路中发挥作用,从而保证设计的有效性以及电路运行的通畅性。
  1.2 物理电学中电路设计的方法
  在具体的设计方法建立过程中,我们要秉持完整的设计思路开始试验操作,无论是在设计过程中选择了何种理论知识以及实验器材,都要满足具体的设计理念,确保设计目标的合理性和有效性。需要注意的是,由于机械存在误差,因此,要对其进行全面调节,并且选取最适宜电路的机械,减少误差对其产生不良的影响,一定程度上提高试验的实际价值。除此之外,设计元件的选择也要对其可操作性予以判断和分析,着重考量安全性。针对一些设计思路较为复杂的电路,安全性最为关键,若是元件选取不当就会造成电路短路或者是断路问题。
  在具体的设计中,设计方案也要符合实际设计要求,不同的设计方案会产生差异化设计效果,因此,要针对实验目的、实验器材、实验要求等进行细化处理,整合相关数据后绘制有效的电路图。值得一提的是,在电路设计方案中,要对具体要求进行细化。(1)电流表内接还是外接,会直接影响电路设计结构,对具体求值也会产生影响。(2)滑动变阻器是分压式还是限流式,会对整个电路的电阻情况产生影响。(3)电路整个结构是伏安法测量还是半偏法测量。只有对相关参数进行系统化分析,选取有效的方法,才能提高电路设计的实际水平,确保电路能正常运行。另外,为了提高实验的有效性,在电路设计方面尽量简化,保证相关实验能有序开展。
  2 物理电学中静电应用
  在高中物理学习中,电学知识十分关键,也是高考中的常见考点,其中,电路设计试验贯穿了整个高中物理,无论是解题还是应用其构建答题框架,都成为了困扰我们很多人的难题,由于其本身较为抽象,需要我们结合题目中的相关因素进行深度分析。静电作用是高中物理选修课程,涉及的内容主要包括静电平衡等问题,要想将静电作用和电路设计结合在一起,就要对两者的关系有明确的认知。在达到静电平衡的情况下,导体内部不存在电荷,内部电场为零,相应的电荷会集中分布在导体表面。针对这个性质,在电路设计方面,就要保证相关参数和实际情况符合标准,且能借助有效的电荷处理和抵消方式,从根本上提高电路设计的安全性和有效性。电路设计过程要保证相关元件的静电平衡,从而一定程度上提高設计效果,为后续操作和求解相关参数提供保障。
  3 例题
  题目中已知条件为小灯泡的伏安特性曲线,小灯泡的规格是2.5伏特/0.3安培,借助3伏特的干电池以及滑动变阻器对其进行供电,实验要求小灯泡的两端电压要从零坐标开始调节。结合题目中的相关要求,电路设计只能是按照分压接法,需要注意的是滑动变阻器阻值的选取,要有效考虑题目中的相关问题,从而保证电路设计结构能按照有效操作标准有序进行。结合题目,若是要想灯泡正常发光,电阻数值要控制在12.5欧姆左右,因此,要在实验室中选择5欧姆或者是10欧姆的滑动变阻器。
  在总结相关参数后,要按照标准化流程有效设计电路结构,完善设计思路和实际方法,从教材中对相关参数予以分析后,利用我们已经掌握的物理知识和实验原理提出更加有效的设计方案,确保设计结构的有效性。另外,无论是电路连接方式还是相关测试的注意事项,都要在实验过程中有效总结,从而保证实验的完整性和实效性。
  总而言之,在高中物理电学学习过程中,电路设计和静电作用的结合就是理论和实践的结合,我们不能将物理知识和实际生活割裂开,只有养成良好的物理分析思路,才能更好地应对高考物理中的实际问题,提升答题效率和质量。
  参考文献
  [1]齐庆会.高考物理实验题中电路设计与连接问题的解析[J].山东教育学院学报,2014,16(04):92-94,96.
  [2]张跃军,汪鹏君,李刚等.基于信号传输理论的Glitch物理不可克隆函数电路设计[J].电子与信息学报,2016,38(09):2391-2396.
  [3]郑鑫.组合逻辑电路设计的学习方法探讨与实践[J].教育界,2014(15):83-84.
  作者单位
  湖南省长沙市长郡中学 湖南省长沙市 410000
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