从实验题的解答看中学物理教学对误差的认识偏差
2011-01-25林辉庆
物理通报 2011年12期
林辉庆
(杭州市余杭高级中学 浙江 杭州 311100)
误差是物理实验教学的重要内容.让学生理解误差概念,并在具体实验中初步分析误差,是中学物理实验教学的重要目标之一.然而,在中学物理实验的实际教学中(包括各种考试),却普遍存在着对误差的认识偏差.现通过对一个典型的电学实验题解答的分析,揭示中学物理教学中对误差的认识偏差,并提出纠正的方法.
1 一个典型的电学实验题
【原题】一只大小约为3 kΩ的电阻Rx,现要测量它较为准确的阻值,实验室可以提供的器材有:
A.电流表A1,量程为300 μA,内阻RA1=100 Ω
B.电流表A2,量程为1 mA,内阻RA2约为5 Ω
C.电压表V,量程为15 V,内阻RV约为10 kΩ
D.电阻箱R1,阻值范围为0~9 999.9 Ω
E.电阻箱R2,阻值范围为0~99.9 Ω
F.滑动变阻器R3,最大阻值为10 Ω
G.滑动变阻器R4,最大阻值为10 kΩ
H.电源E,电动势3 V,内阻约0.5 Ω
I.单刀单掷开关,导线若干
请选择合适的元件,设计出测量电阻Rx阻值的电路,要求测量尽可能准确,画出电路图(图中的元件用题目中相应的字母标注);写出用测量值表示的Rx的表达式.
这是某地高考模拟试卷中的实验题.归纳试卷的参考答案和学生的解答,在中学物理的知识范围内,有以下三类测量方法.
方法1伏安法
题目中电压表的量程比电源电动势大得多,用电压表测电压,指针偏角较小,误差较大.但仍能用两个电流表和一个电阻箱根据伏安法的原理设计出图1、图2两种测量电路.对图1电路,把R1调到约为6 kΩ,对图2电路,把R1调到约为1.5 kΩ,电流表A1,A2的指针能同时有较大的偏角.

图1

图2
电流表A1,A2的读……
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