周易

摘   要：“科学思维”是物理核心素养的重要组成部分，是高中物理的重要思维方法，主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。文章基于此角度对电表改装问题进行分析，进而反思实验教学。

关键词：科学思维;电表改装;实验教学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2019）6-0031-3

实验室常用的电压表与电流表均由满偏电流较小的电流表表头改装而成。由于实验需求不同，对其量程的要求也就不尽相同，所以改装的目的主要在于“扩程”。下面分别对电压表、电流表的改装进行分析。

1    电压表的改装

1.1    改装特点

已知电流表表头的满偏电流Ig及内阻Rg，由于满偏电流Ig太小，一般不能直接用于测量，仅用于检测电路中电流的有无以及判断其方向。根据欧姆定律，表头满偏时的电压为Ug=IgRg，同样Ug也太小，无法承担更大的电压。为了满足实验所需，必须给表头串联一个分压电阻R0（改装流程如图1）。

改装后的新表（电压表）参数如下：

问题：常用的电压表一般都有多个量程（至少两个），那么又将如何设计改装呢？

分析：设计图如图2所示。

1.2    核心素养分析

（1）模型溯源：电压表改装的物理“原型”其实就是最基本的串联电路，如图3所示。电路中的电流处处相等，电路两端总电压等于各串联电阻两端的电压之和，电路总电阻等于各串联电阻之和。

（2）推理创新：在串联电路中，总电压被分配到各串联电阻上，阻值大的电阻分得的电压大，阻值小的电阻分得的电压小……据此推理，思维的火花油然而生，一种“分担”的思想立马浮于脑海——若能给表头串联一个“电压分担者”，量程不够的问题便迎刃而解。