冯冠楠

【摘要】在物理实验及物理仪器的使用中，总是会出现一些实际与理想情况不一样的现象，这就要求教师根据具体的情况，对物理仪器进行一些改装及搭建。这不但要求教师有一定的理论基础，还要有很强的动手能力，使物理实验达到更好的教学效果。

【关键词】实验仪器；常用物理实验；技巧

中学教学中，我们在做物理实验时，经常会碰到实验仪器不好用或者实验数据不好测等常见的现象。下面就我在实验中常常遇到的问题，跟各位同行谈一谈。

一、电池的检测技巧

电流表法：对使用过一段时间或存放了一定时间的电池，如果只用电压表测量，有时效果不是很好。几个电池的电压差不多，但是能够使用的时间大不一样，因此，我利用多用表的电流挡来挑选，效果很好，特别是在配对挑选电池时更好。

我们知道：ε=U外+U内=IR外+Ir

I= ε/（R外+r）

r为内阻，当电池使用一段时间以后，内阻会增大，而电动势变化较小或不变，所以当用电压表测量电池时，因电压表的内阻很大，所以加在电压表上的电压很大，即U外，看到的电压的示数达到了一定的值，但因r的增大，而不能向外输出更大的电流，所以也不能输出更多的功率。

而用电流表瞬间测一下电池，即在R外很小的情况下进行的，就可看出电池能否有大的电流输出。这样的方法配对出来的电池，如果测出的电流一样的话，电池性能则基本一致。

方法：先用2.5V电压表测出有电压的电池，然后用500mA以上电流表（或多用表）快速短接电池两极，电流大者即可。

理论上，电流表是不能直接测电源的两端的，此方法只适用于从用过一段时间的旧电池中挑选出较好的电池。在测电源的电动势及内阻这个实验时，用这种方法找出的电池，能取得较好的效果。

二、限流电路中滑动变阻器的选用

在很多情况下，学生做实验时常出现移动滑动变阻器R时，测不了几组实验数据，就滑到头了。这是因为滑动变阻器选得不合适。

一般情况下，常用的小灯泡参数为U=2.5V，I=0.3A，即最大电流为0.3A，若从I=0.1A开始读数，每50mA一档读数，可取0.1A，0.15A，0.2A，0.25A，0.3A。则由欧姆定律：

变阻器应选用20Ω左右的，若用工作电压高的小灯泡，也可用上述方法选择变阻器的范围。目前市面上常用的灯有“2.5V，0.3A”“4.8V，0.5A”“6.2V，0.5A或0.8A”。

三、整流电路T、C与R的选择

有时，我们要在示波器上观察整流电路的波形，理论上只要在示波器的测量范围内，都可以利用示波器进行观察，但是要取得好的效果，就要用一个易于观察的值。教材上没有给出T、C和R的具体数值，根据我的经验，一般的小二极管当电流在10-20mA时，效果较好，这就要求自己计算。一般而言，通过D的电流在10-20mA以内时，对二极管D和电阻R是比较安全的，电流太大，会烧毁二极管或电阻。去掉电容时，就是半波整流图形。当加上电容时，不同容量的电容滤波图形也会不同。

D要用2CP型的，R可根据输出电压R=U/I=10-20mA得出，C的耐压大于输出电压U即可。这样用示波器观察时可得到比较好的效果。

四、极管放大电路及开关中元件值的选择

单管放大电路是电子放大电路的基础，但是示波器在演示其工作情况时，如果参数选得不好，就不能显示出其放大后的图形。另外，放大电路为了不使电路中元件烧毁，又能使电路工作正常，必须对元件的值进行选择。对开关电路也是如此，选好参数能更好地显示其波形。

若电源电压EC选6V，则取R1=5-10kΩ，R2=500Ω-1KΩ，Rb用470KΩ可变电阻，调它可使通过CE极的电流不大于15mA。三极管要选用NPN型中小功率管，其中的电容C1取1-5μF，C2取10-20μF，这样的选择，对电子元件可以比较安全。

五、平面镜成像的误差

由下图可见：A成像应在A′处，当用B物体代替A的像时，由于玻璃厚度的原因就会产生误差。从光路分析图中可以看出，玻璃越薄误差越小。

六、光的反射实验

在做光的反射实验时，往往是使用木板来插大头针，由于木板较硬，不好插大头针，常出现学生把针插弯，或是用玻璃砖去砸大头针等情况。现利用一块包装用的厚度薄一点的泡沫板或市场上出售的苯板就可以很好地解决这个问题。同时，平面镜可以用玻璃店里的镀膜玻璃来代替。

利用实验室的夹块把平面镜竖直放稳。

七、激光光学演示器的调整

激光光学演示器具有很好的实验演示效果，不论是几何光学、物理光学的干涉，还是衍射效果都很好，但是，其激光束的调试比较麻烦。

激光器发出的光是一根很细的光束，要把这一束光变成一个扇面光源，才可以看到在屏上进行各种光学实验，因此，就要进行调试。

从仪器上可以看到，在激光的射出处，有一个圆柱形的玻璃棒，激光束就是通过这个玻璃棒后，变成了一束呈发散状的扇面形光源，当这样的光投射到光屏上时，就可以在屏上看到一条光线了（如果从上向下看，就是一个扇形光源）。

激光器发射出的是一束很细的单色光，要把它变成平行光需要借助一些辅助设备，并进行一系列的调整。

首先，把玻璃柱装置卡到对应的槽中，然后慢慢移动，同时在玻璃柱上方，即激光出射方向用一张白纸来观察激光，使激光变成一条光，然后移开白纸，在反光镜上能看到一条横的激光线。

反射镜上出现激光后，再微调螺母，使光线在整个光屏上能显现，然后调整三个反光镜出现三束平行光，最后调整激光器背后的两个螺丝线，使中间的光与光屏的水平中心线重合。这样，这个激光器就可以使用了。

八、自感现象演示器的调试

自感现象是中学物理较难理解的一个物理现象，利用此物理实验可以帮助学生理解这个现象。但是自感现象演示仪器不是拿来就能用的。另外，由于长时间的使用，也会出现小灯泡坏掉的情况。因此，也要常进行调整。所加电压标6的是10V。但是经测量得出，通电自感一侧电感的直流电阻有66Ω，这样一来，就是把10V电源都加到电感上，也就只能有150mA的电流通过。因此，很多教师拿到后，不管用什么灯泡都不亮。

对于一个2.5V的小灯泡，小灯正常工作时的电流将达到300mA，其电阻是8.3Ω左右，而在冷却时电阻只有1.5Ω左右。

在通電自感一侧装上2.5V小灯泡，电源电压加到10V，这时测得电感一端的小灯泡两端的电压为0.95V，灯泡微亮，这时从后侧可以摸到可调电阻上加的51Ω限流电阻很烫，当电压加到12V时，测得小灯两端的电压为1.3V，灯泡的亮度加强，可以看得比较明显。当加到16V时，限流电阻因太热而焊接端的锡熔化，就掉下来了。

所以，在使用时应当选用2.5V的灯泡，加12V的电压，然后调整可调电阻，使两个小灯泡的亮度一致，这时进行演示，效果很好。

对于断电自感，因在断电时有较大的自感电动势，所以要用一个工作电压为6V的小灯泡，不然，自感电动势就会把小灯泡烧毁。

九、电磁振荡演示仪的注意事项

电磁振荡演示仪在演示时也必须让学生看到实验现象，但是，有些教师把电源接上以后的效果不好，根本原因是这个仪器的内部是一个电子线路，对电源的直流稳定性有一定的要求，最好用电池或者有稳压的电源，电源电压为6V，不然效果就不好。实验室里面的教学电源有交流、直流和稳压三种，一定要接到稳压电源这一档，才能达到好的实验演示效果。

以上案例是我在实验教学中常常遇到的问题，也是我在实践中总结出的一些心得体会，以期能够帮助各位同仁在物理实验中解决常见的问题。

【参考文献】

[1]王兴乃，罗栋国.初中物理实验大全[M].武汉：武汉大学出版社，1988.

[2]王兴乃，罗栋国.高中物理实验大全[M].北京：电子工业出版社，1988.