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人教版高中物理教材中的“恒定电流”和 “交变电流”两个章节，都涉及有重要的物理实验，如测量电池的电动势和内阻、测量二极管的正反向电阻、电感和电容对交变电流的影响等。有些学校由于教学实验经费或对物理的不重视等问题，面临物理实验室的缺乏，有的即使配有实验室，因避免学生损坏实验设备，通常只是老师在讲台上演示一下，这就使得学生对物理实验的感性认知、操作能力严重缺乏。鉴于此，由匈牙利DesignSoft公司推出的Edison软件提供了高逼真和强大的电学实验功能。同学们可以直接在该仿真软件上完成电学实验的搭建、数据读取和灯泡亮暗变化的观察，其优良的声光动画效果能激发同学们的学习物理兴趣，变枯燥为有趣，在轻松的氛围下完成实验。如果学生在实验操作中不慎损毁元器件，软件能自动修复，避免了损失，节约了实验教学经费，提高了实验效率。
1 Edison软件的特点介绍
1.1 软件界面的组成
该软件由双操作视窗构成，左视窗是具有逼真三维效果的“实验室”，实验室中间的桌面类似于实验台，左上角区域用来存放实验用元器件及仪器，包括：交、直流电源、电阻、电位器、滑动变阻器、电感、电容、小电机、扬声器、示波器、二极管、三极管及常用数字电路芯片等，右下方区域是开关及仪表区，包括各类常用的开关、电流表、电压表、欧姆表、数字万用表等测量仪器。右视窗是电路图分析与编辑窗口，当在左边界面放置实物时，右边窗口会出现与左边实物相对应的电气符号。
1.2 仿真效果逼真
当加在灯泡上的电压超过其额定电压时，灯泡在爆裂的同时，通过声效能听到爆裂声；电路中灯泡的亮度会随着外加电压的变化而变化；发光二极管在正向导通时能被点亮；调整通过电动机的电流，可以观察到其转速的明显变化，改变电流方向可实现转向的改变，而且通过音响还可以听见电机运转的声音；改变电阻值的大小，电阻标识的彩色条码会自动改变；断开闭合开关时能清晰地听到“嗒”的声音。总之逼真的仿真功能使同学们有置身于实验室的效果。
2 Edison软件应用于高中物理电学实验
2.1 测定电池的电动势和内阻
按照測定电池的电动势和内阻的实验要求，电源电动势E、内电阻r与路端电压U、电流I的关系为：E=U+Ir，只要测出U和I的值，就能测定电源的电动势E和内阻r。首先要搭建电路，将电路中所需元件及电压表、电流表放置桌面，用鼠标连线，注意开关处于“断开”状态，滑动变阻器的阻值处于最大值，电流表测量通过滑动变阻器的电流I，电压表测量滑动变阻器两端的电压U。因软件中的电源是理想电源，在设计实验电路时将一小电阻与理想电源串联后等效于实际电压源，连接后的电路如图1所示。闭合开关，把电压值和电流值记录在预先绘制的表格中，调节滑动变阻器使阻值变小，再次记录电压值与电流值，通过该实验可记录多组实验数据，对于求出的若干组E和r，最后以E的平均值和r的平均值作为实验结果。软件中的电流表和电压表有正负极，如果接反了其读数前会显示“-”。该实验可以改变理想电源和其串联电阻R1的阻值，再次进行测量。
2.2 测量二极管的正反向电阻
二极管是一种半导体元件，它的特点是电流从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大。当多用电表调至欧姆档使用时，电表内部的电源接通，电流从欧姆表的黑表笔流出，经过被测电阻，从红表笔流入。测量二极管正向电阻时，将黑表笔与二极管正极相连，红表笔与二极管负极相连；测量二极管反向电阻时，将黑表笔与二极管负极相连，红表笔与二极管正极相连，如图2所示。从图2中万用表欧姆档的示数可以看出，二极管正向电阻很小，反向电阻很大。利用该特点也可以对标识模糊的二极管进行正负极的判断。方法是分别对二极管正反向测量其阻值，如两次阻值都很大说明管子已损坏，若一次阻值较大一次阻值较小，则说明二极管是好的，且阻值较小那次测量时黑表笔连接的那个极即为二极管的正极。
2.3 电感对交、直流电路的作用
在Edison软件中分别搭建如图3所示的电路。图3中所示直流电路中，当电源电压一定时，此时电感相当于短路，对电流没有阻碍作用；但在交流电路中，电感对交变电流有阻碍作用。图3中直流电路中电源电压为1.5V，此时额定电压为1.5V的灯泡点亮。交流电路中，交流电设置为幅值5.5V，频率400Hz，将相同参数的电感和灯泡串接于电路中，观察到直流电路中的灯泡较交流电路中的亮，说明电感对交流电流有阻碍作用，利用该软件能非常直观地观察到该实验现象。也可以改变电感的自感系数及交变电的频率，比较这两个参数对交变电流的影响。
3 结语
Edison软件的3D仿真效果及科学的电学特性，使学生完成高中物理电学实验更方便、有趣和形象，学生通过自主搭建的电路实验取得有效的感性认知，激发了学习兴趣，获得很好的知识获取效果，而且该软件中还包含有其他的电子元器件和仪表，比如利用数字芯片可以进行物理选修3-1中“简单逻辑电路”部分的实验仿真；也可以利用软件中的示波器观察物理选修3-2中“交变电流”的电压电流波形显示。当然，仿真实验毕竟不同于实物实验，只有将两种实验过程协调进行，相辅相成，才能使教师的教学效果和学生的学习效果达到最佳。
（作者单位：南京市田家炳高级中学）
1 Edison软件的特点介绍
1.1 软件界面的组成
该软件由双操作视窗构成，左视窗是具有逼真三维效果的“实验室”，实验室中间的桌面类似于实验台，左上角区域用来存放实验用元器件及仪器，包括：交、直流电源、电阻、电位器、滑动变阻器、电感、电容、小电机、扬声器、示波器、二极管、三极管及常用数字电路芯片等，右下方区域是开关及仪表区，包括各类常用的开关、电流表、电压表、欧姆表、数字万用表等测量仪器。右视窗是电路图分析与编辑窗口，当在左边界面放置实物时，右边窗口会出现与左边实物相对应的电气符号。
1.2 仿真效果逼真
当加在灯泡上的电压超过其额定电压时，灯泡在爆裂的同时，通过声效能听到爆裂声；电路中灯泡的亮度会随着外加电压的变化而变化；发光二极管在正向导通时能被点亮；调整通过电动机的电流，可以观察到其转速的明显变化，改变电流方向可实现转向的改变，而且通过音响还可以听见电机运转的声音；改变电阻值的大小，电阻标识的彩色条码会自动改变；断开闭合开关时能清晰地听到“嗒”的声音。总之逼真的仿真功能使同学们有置身于实验室的效果。
2 Edison软件应用于高中物理电学实验
2.1 测定电池的电动势和内阻
按照測定电池的电动势和内阻的实验要求，电源电动势E、内电阻r与路端电压U、电流I的关系为：E=U+Ir，只要测出U和I的值，就能测定电源的电动势E和内阻r。首先要搭建电路，将电路中所需元件及电压表、电流表放置桌面，用鼠标连线，注意开关处于“断开”状态，滑动变阻器的阻值处于最大值，电流表测量通过滑动变阻器的电流I，电压表测量滑动变阻器两端的电压U。因软件中的电源是理想电源，在设计实验电路时将一小电阻与理想电源串联后等效于实际电压源，连接后的电路如图1所示。闭合开关，把电压值和电流值记录在预先绘制的表格中，调节滑动变阻器使阻值变小，再次记录电压值与电流值，通过该实验可记录多组实验数据，对于求出的若干组E和r，最后以E的平均值和r的平均值作为实验结果。软件中的电流表和电压表有正负极，如果接反了其读数前会显示“-”。该实验可以改变理想电源和其串联电阻R1的阻值，再次进行测量。
2.2 测量二极管的正反向电阻
二极管是一种半导体元件，它的特点是电流从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大。当多用电表调至欧姆档使用时，电表内部的电源接通，电流从欧姆表的黑表笔流出，经过被测电阻，从红表笔流入。测量二极管正向电阻时，将黑表笔与二极管正极相连，红表笔与二极管负极相连；测量二极管反向电阻时，将黑表笔与二极管负极相连，红表笔与二极管正极相连，如图2所示。从图2中万用表欧姆档的示数可以看出，二极管正向电阻很小，反向电阻很大。利用该特点也可以对标识模糊的二极管进行正负极的判断。方法是分别对二极管正反向测量其阻值，如两次阻值都很大说明管子已损坏，若一次阻值较大一次阻值较小，则说明二极管是好的，且阻值较小那次测量时黑表笔连接的那个极即为二极管的正极。
2.3 电感对交、直流电路的作用
在Edison软件中分别搭建如图3所示的电路。图3中所示直流电路中，当电源电压一定时，此时电感相当于短路，对电流没有阻碍作用；但在交流电路中，电感对交变电流有阻碍作用。图3中直流电路中电源电压为1.5V，此时额定电压为1.5V的灯泡点亮。交流电路中，交流电设置为幅值5.5V，频率400Hz，将相同参数的电感和灯泡串接于电路中，观察到直流电路中的灯泡较交流电路中的亮，说明电感对交流电流有阻碍作用，利用该软件能非常直观地观察到该实验现象。也可以改变电感的自感系数及交变电的频率，比较这两个参数对交变电流的影响。
3 结语
Edison软件的3D仿真效果及科学的电学特性，使学生完成高中物理电学实验更方便、有趣和形象，学生通过自主搭建的电路实验取得有效的感性认知，激发了学习兴趣，获得很好的知识获取效果，而且该软件中还包含有其他的电子元器件和仪表，比如利用数字芯片可以进行物理选修3-1中“简单逻辑电路”部分的实验仿真；也可以利用软件中的示波器观察物理选修3-2中“交变电流”的电压电流波形显示。当然，仿真实验毕竟不同于实物实验，只有将两种实验过程协调进行，相辅相成，才能使教师的教学效果和学生的学习效果达到最佳。
（作者单位：南京市田家炳高级中学）