通常，电路实验都离不开具体的电学元器件、导线和测量仪表，还要实验者实际地去连接，能不能利用一种智能软件，将电学实验室搬回家，在计算机屏幕上轻轻松松地做电路实验？双全智能教育软件《电学电路2.0》就能让你使用鼠标来完成初中电学实验的内容。
软件介绍
《电学电路2.0》采用虚拟现实模型技术，把常用的近50种元器件实物的形状、大小、颜色及其性能、参数等量化成数据，储存在“器材箱”中。实验时，实验者只要操作鼠标，点击、拖拽所需的元器件图标至电路实验工作区上，在实验工作区中进行电路连接实验，各元器件就会忠实地履行自己的职能。比如通电的小电珠会发亮，电动机会转动，电铃会发出响声，测量仪表会实时精确地显示出电流、电压、电阻等参数；过载时保险丝会熔断，过流时小电珠会烧毁，就像用实物进行实验一样。该软件能产生出各种实验现象和得到实验的结果，特别是操作平台可以设定元器件的参数，调节可变电阻器等。尽管多种变量一起变化，智能软件通过判断、推理、计算，都能及时产生实验的结果。用数字式仪表显示出的数据，可以判定你计算得是否正确。
《电学电路2.0》安装光盘需要在计算机上运行装载、软件注册。在软件试用期内，每次启动该应用程序都会弹出注册窗口，按“确定”按钮就可进入模型动力电学实验室，智能电路开发平台如图1所示。
智能电路开发平台左侧为“器材箱”，用鼠标左键单击“器件”时，“器材箱”将显示出元器件实物模型图标，按住鼠标左键不放，拖拽所需的图标至开发平台右边的空白区，松开鼠标左键，该元器件图标便被摆放在实验工作区中。如果用左键单击“器材箱”的“符号”时，则“器材箱”中显示元器件的电路符号图标。“器材箱”可以提供8类器件组，包括电源类、开关类、电阻器类、负载类、逻辑门类、仪表类、二极管类和其他类。每类又包括多种同类器件，总计49种器件的实物符号。“器材箱”中的绝大部分器件都可以通过左键双击实验区上的实物模型或符号图标弹出其属性的对话框。通过对话框可以方便地设置器件的各种参数，比如电阻器类的电阻值、功率，仪表的量程等。图2是灯泡属性的对话框，可以设定灯泡的额定功率、工作电压及名称。
使用方法
使用《电学电路2.0》，就像使用“傻瓜式”照相机一样简便。只要初学者掌握操作鼠标的基本知识，在开发平台上尝试用鼠标点击各种图标，总会找到解决问题的途径，操作便会无师自通。下面以串联和并联电路为例，介绍《电学电路2.0》具体的使用方法。
1.选择元器件
在图1所示的智能电路开发平台上，用鼠标在“器件箱”中左键点击所需的元器件，如电源（12.0V蓄电池）、开关、两只电阻器（100Ω×2）和3块电流表，拖拽至电路实验工作区，并用鼠标移动方法将图标排列整齐。可以利用“空格”键对实验工作区上的元器件图标进行旋转/翻转，操作时先选定好需要旋转的图标，按动“空格”键，直到图标显示出所需的视图位置。也可以用鼠标左键点击工具条上小槌子状的“调整”图标，达到器件旋转/翻转的功能。需要说明的是：像仪表、可变电阻器等特定的器件没有必要进行旋转/翻转。此外，在实验工作区上的图标大小，通过点击工具条中放大或缩小图标进行设定。
2.连接电路
在图3示的串联电路的连接中，图中粗线部分的导线是怎样生成的呢？先将光标对准左面电流表的正极，此时会发出对准响声，鼠标指针亦会改变形状，然后按下鼠标左键进行拖动，即画出连接线，再拖拉到右面电流表的负极接线端，松开左键，一根导线便自动连好。为了使电路图更加规范，需要对导线路径进行调整，先选定所要调整的导线，按下“空格”键，倾斜的线形被自动处理成横平竖直，如果不够理想，再次按下“空格”键，会产生新的导线调整途径。也可以直接利用鼠标将光标箭头移至导线上，按下左键不放，再移动光标将导线拉动到所需的位置。在电路连接过程中，会有手指形光标和声音提示，以提高接线效率。图4为并联电路的连接。
3.接通开关
在进行电路实验时，需要控制开关的“闭合”或“断开”。操作时，先将光标箭头移动到图3、4中开关的位置，单击鼠标左键，开关上便出现红方框，再单击右键，就可以控制开关工作的状态，并发出开关切换时的“咔嚓”声。
4.观察测量
闭合开关后，如果用鼠标左键点击工作条中的“显隐电流方向”图标，那么在导线中能够显示出电流的方向。图5为串联电路中的电流，箭头方向标示电流的方向，电流表显示读数为电流强度的大小。可以看出在串联电路中，流经各处的电流强度都相等。重要的是可以根据电路中各元器件所设定的参数进行计算，比如验证欧姆定律。如果电源选用电池组，可以设定电源的电压值和内阻值，进行全电路的欧姆定律实验和验证。如果在电路中接入欧姆表，能够测量电阻器串联时的等效电阻值，验证在电阻器串联时，等效电阻值等于各个分电阻值之和。注意智能软件能够虚拟出欧姆表内部电源（电压1.0V），在线通电测试电阻时要考虑到这种情况。
图6为并联电路中电流的大小和方向。同样，通过虚拟实验得出在并联电路中，总电流强度等于各支路电流强度之和。用欧姆表测量出等效电阻值，验证了等效电阻值的倒数等于各个分电阻值的倒数之和。总之，通过电流方向和电流表、欧姆表的测量值，可以了解串联电路和并联电路的特点和它们之间的本质区别。
在自制简易电子体温计中，要用到电桥电路。如何进行虚拟实验呢？如图7所示的测温电桥电路。其中热敏元件采用温度补偿用的热敏电阻器，它是一种负温度系数的元件，每升高1℃，电阻值减少2％～4 ％。在图7中，用滑动变阻器电阻值变化来模拟热敏电阻器的这种变化。实验时，假设热敏电阻器的电阻值为97Ω，调节灵敏度电位器（1.5kΩ滑动变阻器）电阻值最小，使检流计的灵敏度最高。再调节零点电位器（100Ω滑动变阻器），使检流计指示电流为零，即电桥处于平衡状态，此后零点电位器就不能再调节了。最后，在模拟温度升高时，热敏电阻器电阻值减少到80Ω，这时电桥平衡被破坏，检流计中通过较大的电流，调节灵敏度电位器，确定电子体温计的量程。在测温电桥中，4个支路（臂）、桥支路（由检流计和灵敏度调节电位器构成）电流方向如图7中箭头所示。需要说明的是，电桥电路在不平衡时，计算各支路中的电流强度是很繁琐的，然而通过智能软件就能直接得出实验结果，使实验者有一种轻而易举的感觉，甚至不用实物实验就可以确定电路是否能达到预期的技术指标，免去了反复测量耗费时间、找不到合适的元器件的麻烦。
《电学电路2.0》智能教育软件具有文字添加功能，可以在实验工作区内添加任意文字信息。还具有打印工作区的功能，并有数十个电学教案构成的课件库及课件播放等功能。
《电学电路2.0》为师生提供了一个虚拟实验室，有一个可以发挥创造力的实验工作平台，使教师能运用现代化的教学方法和教学手段，把电学电路演示得更加生动形象，便于学生对知识的理解和记忆。同时，该软件还为学生提供一个家庭电学电路实验室，帮助他们进行主动地探究学习，把学生推向自学的主体地位。
本期配刊光盘中有《电学电路实验》2.0试用版，欢迎读者试用、学习。
（孙心若）