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关于系统误差论文范文 在合作学习中培养实验系统误差分析的能力相关论文写作参考文献

分类:发表论文 原创主题:系统误差论文 更新时间:2024-04-11

在合作学习中培养实验系统误差分析的能力是关于对不知道怎么写系统误差论文范文课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文系统误差论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料下载。

摘 要:用伏特表和电流表测量电池的电动势和内电阻的实验,其误差分析的方法很多,差不多囊括了高中物理实验误差分析的所有方法.但不管用哪种方法来分析,学生基本上都是当时能听懂,时间不长就淡忘.反复多次,达成度还是很低,最终只能死记结论.反思原因有以下几点:①误差分析是实验研究的一个难点;②学生的认知水平不够,如抽象逻辑思维能力和数学应用能力不强;③学习方式被动接受,能力没有发展等.基于以上思考,笔者尝试搭建平台,提供学习资源,设置有阶梯的系列问题,引导学生自主合作学习,培养分析能力.

关键词:高中物理;合作学习;探索;试验系统误差

中图分类号: G4 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2016)34-132-2

1 设置有阶梯的系列问题,让学生合作探究误差产生的原因

误差产生的原因是比较误差大小的基础,通过设置物理情景,分解难度,扩大学生参与的机会,每个学生都有更多的发言、表现、相互交流及评价的机会.

问题一:用伏安法测量电池的电动势和内电阻有图1、图2所示的两种实验电路,测量的理论依据是什么?

问题二:理论依据中的电流和电压应是电源的外电压和总电流,但考虑到电流表和电压表均不是理想电表,图1、图2所示的两种实验电路中分别是哪只表测量的不是外电压或总电流?

问题三:图1、图2所示的两种实验电路的误差来源分别有哪些?

2 在合作中探究解疑,紧扣误差来源利用计算法分析误差大小

两种实验电路,误差分别来源于电压表的内阻不是无穷大和电流表的内阻不为零.由于学生认知水平的脱节(初中电路中的电表都是理想电表)及分析能力的局限性,单靠某个同学的独立思考,一般无法流畅地分析下去.通过小组互动,在合作中质疑、探究、解疑,往往能有效地解决问题.

质疑:考虑与不考虑电表内阻的影响,结果有什么不同?

探究:在不考虑电路中电表的内阻影响时,根据闭合电路欧姆定律有E等于U1+I1r ①

同理可得图2测量值和真实值的关系是:

r测>r真 E测等于E真

3 在合作中开放教学,利用日常生活中的物品理解等效电源

情景一:废旧手机电池(学生一般都认为这就是和干电池类似的一种电池).要求合作小组打开电池的外包装,观察内部结构(由一个电源和一个电路组成),目的让学生对“等效电源”有一个感性的认识.

情景二:应用“等效電源”思想比较误差大小.

有了“等效电源”的概念,结合上述探究过程的体验,比较误差大小.

探究1:引导学生分析:图1如果把电压表和电源等效成一个电源,如图3 所示,那么电流表的示数则是等效电源的总电流,而电压表测的是路端电压.根据电源断路时,其两极的电压在数值上等于电动势,则等效电动势为电压表RV的电压E等等于,等效内电阻是电压表的内阻和电源的内阻的并联值r等等于.

探究2:为了证实上述等效,引导学生根据闭合电路的欧姆定律,计算等效电动势和等效内阻.图1中考虑电压表的内阻RV,设滑动变阻器和电流表的阻值和为R,则外电阻为RRV/

同理,图2可将电流表的内阻看成是电源的内阻,如图4所示,等效成一个内阻为r+RA,电动势仍为E的等效电源,所测的电动势为等效电源的电动势,所测的内阻为等效电源的内阻,显然E测等于E,r测等于r+RA>r .

探究3:图2电动势测量值等于真实值,为什么还选用图1电路?

一般情况下有RV>>r真,所以图1中由于电压表内阻不是∞而产生的相对误差很小,故测电动势和内电阻通常选用图1.而图2中安培表内阻RA和电源内阻相比较大,电源内阻测量误差较大,图2这种电路只适宜测量高内阻电源;或者,当电流表内阻RA已知,且RA与电池内阻的数量级相当,那么也可以选用图2所示电路,最后可用r真等于r测-RA算出电池内阻.

4 在合作中,注重形象思维和抽象思维的结合,培养学生能力

描点作图是实验数据处理的基本方法之一,考虑到测量值和真实值的差别,让学习小组分别用测量值和真实值描点作图,如图3和图4所示.根据闭合电路欧姆定律可知,图线的纵轴截距表示电动势,图线斜率的绝对值表示电源内电阻,由此可分析电动势和内电阻的误差.

图1所示电路,当外电路短路时,电压表中电流为零,故电流表的读数就是电路的总电流,即测量值的图线和真实值的图线的I轴截距相同,如图3所示.当电压表的示数为某值U时,电流表的读数IA小于电路中的总电流I总.从图中可以看出E测

图2所示电路,当电流表读数I等于0时,电压表的读数就是电源的路端电压,而当电流表的读数为某值I时,电压表的读数比真实值小,如图4所示,可见E测等于E真,而r测>r真.

在理解了误差产生的原因之后还可以采用特殊值法来分析,进一步提升分析能力. “特殊值”的原理是:电源断路时,其外电压在数值上等于电动势,而电源短路时,其电流等于电动势与内电阻的比.通过取电流为零与外电压为零,对测量值与真实值的对应比较,可迅速找出测量值与真实值的关系.

两种电路测量值的方程均为E测等于U+IrI测

5 结束语

基于创设物理情景,引导学生的合作学习是具有建构意义的教学模式,通过教学方式的更新和思维方式的有效训练,有助于从根本上提高课堂效益和质量,有助于学生形成物理概念、掌握物理规律,对培养学生分析、综合能力以及意志、个性、科学态度均有重要的作用,有助于学生自主学习能力的发展,促进教学三维目标的达成.

总结:该文是关于系统误差论文范文,为你的论文写作提供相关论文资料参考。

参考文献:

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