999精品在线视频,手机成人午夜在线视频,久久不卡国产精品无码,中日无码在线观看,成人av手机在线观看,日韩精品亚洲一区中文字幕,亚洲av无码人妻,四虎国产在线观看 ?

一道物理實驗題引發的爭議與思考

2025-09-16 00:00:00安然
物理教學探討 2025年8期

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2025)8-0075-3

1 原題呈現

原題某實驗興趣小組設計了如圖1所示的實驗電路來測量電源的電動勢和內阻。

圖1原題電路圖

在滑動變阻器滑片從左向右緩慢滑動的過程中,測得若干組 U,I 值,從測得的第一組數據開始,若依次選用兩組連續的 U,I 值計算電源電動勢和內阻,則測得電動勢和內阻的測量誤差(選填“越來越大\"“越來越小\"或“保持不變\")。

參考答案解析由電路圖可知,該實驗設計方案的誤差來自電壓表的分流作用,在滑動變阻器的滑片從左向右緩慢滑動的過程中,滑動變阻器接入電路的阻值越來越小,其所在支路的電流越來越大,電壓表示數 U 越來越小,則電壓表上的電流 I 越來越小,電壓表的分流比例越來越小,所以電流表的示數 I 越來越接近真實的干路電流值,而電壓表示數 U 就是路端電壓,則根據相鄰兩組 U,I 的值測得的電動勢與內阻值誤差越來越小。

2 爭議分歧

這道題的答案引發了爭議:絕大多數老師支持答案的說法,認為測量誤差越來越小;也有老師認為答案不對,他們通過理論分析結合數學函數知識,認為正確結論應該是測量誤差保持不變。大家各執一詞,爭執不下。接下來,從理論分析和仿真實驗兩種思路展開探討。

3 理論分析

首先我們明確,這道題出題者的意圖應該是只考慮系統誤差,而不考慮偶然誤差(若考慮偶然誤差則一切皆有可能…)。根據題意,當滑動變阻器的滑片從左向右緩慢滑動的過程中,實驗者可以得到多組 (U,I) 值,如表1所示。

表1電壓表與電流表示數記錄表

考慮到實際情況中電壓表和電流表是有內阻的,不妨假設電壓表內阻為 RV ,電流表內阻為RA ,根據閉合電路歐姆定律,電壓表示數 U 與電流表示數 I 之間一定滿足 ,經過簡單變形可得 E,其中Rv、r、E 均為定值。由數學函數知識可知 U 與 I 滿足一次函數關系,則在移動滑動變阻器滑片的過程中,每一次電壓表與電流表的測量值 (U1,I1) ·這些點一定在同一條確定直線上(圖2),而這條直線的解析式就是

圖2U-I圖像

根據題干的要求“若依次選用兩組連續的U,I 值計算電源電動勢和內阻”,不妨假設實驗者先利用 (U1,I1)(U2,I2) 這兩組數據進行計算,將兩組數據代入實驗所用公式 U=E-Ir ,其中 E 和 r 分別為電動勢與內阻的測量值,即得到了方程組 按照題目的意思“計算電源電動勢和內阻”,即解這個二元一次方程組,經過消元可以得到r=U-U 而從圖像上來看,這個表達式的幾何意義正是圖2中直線斜率的絕對值。同理,實驗者再利用接下來的兩組數據(U3,I3)(U4,I4) 計算內阻得出的結果 然可以表示為圖2中直線斜率的絕對值,因此兩次內阻的測量值是保持不變的,測量值與真實值之間的差值(即測量誤差)也保持不變,以此類推,我們可以得出結論:無論滑動變阻器的滑片怎樣滑動,內阻的測量誤差始終保持不變。根據這個思路,每一次根據方程組計算所得電動勢的值均為圖2中直線的縱截距,因此電動勢的測量誤差也保持不變。

4 仿真實驗

通過實驗仿真軟件“中學電路虛擬實驗室”進行模擬實驗。設定電源由兩節干電池組成,電動勢為3V,內阻為 5Ω 。電流表選取0~0.6A量程,內阻為 0.5Ω ;電壓表選取 0~3V 量程,內阻為 2kΩ 。滑動變阻器的最大阻值為 20Ω ,額定電流為 2A 。連接電路如圖3所示。

圖3仿真實驗電路圖

實驗開始前,將滑動變阻器調到接入電路阻值最大,即觸點位置 0% 。點擊閉合開關,調節滑動變阻器觸點位置,可以發現電壓表和電流表指針均發生了偏轉。每隔滑動變阻器觸點位置的5% 記錄下此時電壓表示數 U 與電流表示數1,數據填寫在表2中。

依次將相鄰的兩組數據代入公式 U=E-Ir 中,利用方程組計算出電源的電動勢與內阻,并記錄在表3和表4中。

表2實驗中電壓表與電流表示數

表3內阻測量值

表4電動勢測量值

本實驗選取的電源電動勢為3V,內阻為5 Ω 可以根據表3和表4中的數據計算出每一次測量電動勢與內阻的測量誤差,記錄在表5中。

表5電動勢與內阻的測量誤差

通過表格中的數據可以發現,電動勢與內阻的測量值均小于真實值,這與考慮系統誤差得到的結果是吻合的(電流表相對于電源外接,電動勢與內阻測量值偏小)。但結合表5我們可以發現,無論是電動勢還是內阻,其測量值與真實值的差值并沒有體現出一直減小的趨勢。因此,可以確定參考答案是錯的。但也可以看出,測量誤差并不是定值,這與我們前面理論分析的結果矛盾嗎?其實是不矛盾的。本實驗中電壓表的內阻為 2kΩ ,遠大于電源的內阻 5Ω ,因此本實驗的誤差本身就非常小,再加上讀數時為保留5位有效數字,會對電表的讀數進行四舍五入處理,這樣一來,偶然誤差就是不可避免的,所以最后計算得到每組的測量誤差就不可能一模一樣。計算機仿真亦是如此,如果用真正的電壓表與電流表在實驗室中進行實驗,讀數帶來的偶然誤差就更大了。

5 糾正錯誤

那么,看似“無懈可擊”的參考答案,究竟錯在哪里呢?實際上,這種解釋只看到表象,沒有深入思考。究其本質,題目要求是要通過“兩組數據\"來“計算”出電動勢與內阻的值,而“計算”的過程就是聯立兩個方程進而解方程組的過程。從數學的角度來看,解二元一次方程組,就是求一條確定直線的斜率與縱截距的過程。所以,按照題目要求“取兩組數據計算電動勢與內阻”,正確的思路就是列方程組來求解,這樣一來根據上述分析電動勢與內阻的測量誤差就都保持不變了。

6 總結反思

經過理論分析和仿真實驗我們可以得出以下幾點結論:該題目所給的參考答案“測量誤差越來越小\"是錯誤的,其解析思路本身也是錯的;如果只考慮系統誤差,而不考慮讀數帶來的偶然誤差,那么正確答案應該是電動勢與內阻的測量誤差均不變,這也應該是出題者的本意。只考慮系統誤差的情況只是理論存在,實際并不可能。因為只要涉及電表讀數,無論多么精密,也一定會存在讀數上的偶然誤差,那么這個題目的答案應該就是無法確定了。

(欄目編輯 蔣小平)

主站蜘蛛池模板: 欧美日韩第二页| 久久久久国产一级毛片高清板| 亚洲人成在线免费观看| 日韩精品无码一级毛片免费| 一级香蕉人体视频| 91青青草视频在线观看的| 欧美性爱精品一区二区三区| 一边摸一边做爽的视频17国产| 99久久精品免费观看国产| Aⅴ无码专区在线观看| 伊人色天堂| 54pao国产成人免费视频| 丁香婷婷激情综合激情| 亚洲午夜福利精品无码不卡| 国产一级视频久久| 免费国产一级 片内射老| 国产色网站| 一本一道波多野结衣一区二区 | 国产欧美日韩另类精彩视频| 22sihu国产精品视频影视资讯| 成人无码区免费视频网站蜜臀| 欧美亚洲国产一区| 国产精品永久在线| 黄色网址免费在线| 亚洲国内精品自在自线官| 最新国产午夜精品视频成人| 精品精品国产高清A毛片| 成年人视频一区二区| 久久久成年黄色视频| 性视频一区| 欧美日韩在线观看一区二区三区| 国产黄网站在线观看| 亚洲色图综合在线| 亚洲a级毛片| yjizz视频最新网站在线| 国产极品美女在线| 免费在线色| 任我操在线视频| 国产精品lululu在线观看| 亚洲第一国产综合| 亚洲成aⅴ人在线观看| 久久夜色撩人精品国产| 在线va视频| 狠狠色丁香婷婷| 天堂网亚洲系列亚洲系列| 91国内视频在线观看| 亚洲日韩精品无码专区97| 久久不卡精品| 亚洲天堂视频网| 国产老女人精品免费视频| a毛片在线| 日韩午夜福利在线观看| 操国产美女| 日韩在线永久免费播放| 亚洲an第二区国产精品| 九九九精品成人免费视频7| 免费av一区二区三区在线| 国产欧美日韩视频怡春院| 成人无码区免费视频网站蜜臀| 日韩欧美中文字幕在线韩免费| 青青热久麻豆精品视频在线观看| 熟妇丰满人妻av无码区| 免费国产高清视频| 免费观看三级毛片| 久久黄色一级视频| 无码福利日韩神码福利片| 国产精品久久久久鬼色| 在线观看无码av免费不卡网站| 999精品视频在线| 日韩国产无码一区| 欧美黄网站免费观看| 国产99热| 国产中文一区二区苍井空| 呦女亚洲一区精品| 亚洲a级在线观看| 精品国产免费观看| 色吊丝av中文字幕| 国产免费羞羞视频| 亚洲美女高潮久久久久久久| 婷五月综合| 免费毛片a| 亚洲第七页|