韓唯偉++倪敏++曹政++徐小林
一、引言
高考是反映一個學(xué)生的學(xué)習(xí)水平的最直接的方式。物理是一門以實(shí)驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,因此要想反映學(xué)生的物理學(xué)習(xí)水平,就要通過實(shí)驗題考查學(xué)生的物理知識水平。隨著教育觀念的不斷更新,人們逐漸意識到培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力比傳授知識本身更重要。因此,物理實(shí)驗的考查更趨向于解決實(shí)際問題的能力的考查[1]。
下面筆者就以2015年上海市高考物理第27題為例,通過傳統(tǒng)解法和運(yùn)用誤差傳遞理論的解法對比突出誤差傳遞理論在解題中的優(yōu)勢。
如圖是一個多用表歐姆擋內(nèi)部電路示意圖。電流表滿偏電流0.5mA、內(nèi)阻10Ω;電池電動勢1.5V、內(nèi)阻1Ω;變阻器R阻值0—5000Ω。
(1)該歐姆表的刻度值是按電池電動勢為1.5V刻度的,當(dāng)電池的電動勢下降到1.45V、內(nèi)阻增大到4Ω是仍可調(diào)零。調(diào)零后R阻值將變?搖?搖?搖 (選填“大”或“小”);若測得某電阻阻值為300Ω,則這個電阻的真實(shí)值是?搖 ?搖?搖Ω
(2)若該歐姆表換了一個電動勢為1.5V,內(nèi)阻為10Ω的電池,調(diào)零后測量某電阻的阻值,其測量結(jié)果?搖?搖 ?搖(選填“偏大”、“偏小”或“準(zhǔn)確”)。
二、傳統(tǒng)解題方法
1.試題解析
在解答第一個問題的時候我們知道,只要多用電表滿偏,則流過表頭的電流就是恒定的。因此只需要計算在相同滿偏電流的前提下,變換阻器阻值R的大小,進(jìn)而比較得出變大變??;在計算300Ω的電阻的真實(shí)值時,假設(shè)電動勢仍為1.5v,則可以計算出此時流過表頭的電流。實(shí)際情況是,電源電動勢下降了,但是流過表頭的電流沒有變。因此,只需計算電動勢為1.5v,電流相同的情況下的待測電阻的阻值就可以了;對于第二小題,更換電池后進(jìn)行了調(diào)零,因此對于測量結(jié)果是沒有影響的仍然準(zhǔn)確。
2.解題過程及答案
(1)當(dāng)電動勢為1.5v時,則,對電表進(jìn)行調(diào)零后,電流表滿偏,則:
(2)電源電動勢和內(nèi)阻的變化在調(diào)零后,改變的只是調(diào)零電阻的阻值,對測量待測電阻的阻值是沒有影響的。因此,測量結(jié)果準(zhǔn)確。
三、運(yùn)用誤差傳遞理論解決問題
1.誤差傳遞公式
四、結(jié)語
本文利用誤差傳遞的理論解決了多用電表的電池電動勢和內(nèi)阻發(fā)生變化后給測量結(jié)果帶來偏差的問題。相比傳統(tǒng)的方式利用誤差傳遞理論解決該問題有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)簡化計算:利用誤差傳遞理論,可以避免調(diào)零電阻的計算,只需要根據(jù)電池電動勢的變化,就可以計算出實(shí)際的待測電阻的阻值,相比于傳統(tǒng)方法簡便了許多;
(2)提高正確率:利用誤差傳利理論在計算過程中,由于降低了復(fù)雜的計算,同時也降低了計算錯誤的幾率,因此有效提高了計算的正確率;
(3)拓寬思路:利用誤差傳遞理論解決該問題,是一種新的思路。學(xué)生在解題過程中嘗試新的思路,可以鍛煉思維能力,培養(yǎng)創(chuàng)造力。
本文通過一道高考題探討了誤差傳遞理論在解題中的應(yīng)用。誤差傳遞理論在解題中的應(yīng)用還有很多方面,在此只是拋磚引玉,以期引起廣大教育工作者更深、更全面的思考[5]。
參考文獻(xiàn):
[1]李寬.誤差傳遞理論在中學(xué)物理實(shí)驗中的應(yīng)用[J].湖南中學(xué)物理,2014(1):57-58.
[2]姜玉生.誤差傳遞公式在系統(tǒng)誤差分析中的應(yīng)用[J].丹東紡專學(xué)報,2001(8):48.
[3]朱正華,黃建剛,吳鳳英.一個間接測量量誤差傳遞公式的普通證明[J].湖南大學(xué)學(xué)報,2001(3):1-3.
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[5]梁家惠.關(guān)于物理量的間接測量和誤差處理[J].物理實(shí)驗,1987(7):222-224.