減少實(shí)驗(yàn)題誤差的解決途徑

王詩(shī)鋒

【摘要】實(shí)驗(yàn)誤差類問(wèn)題一直是學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)題方面的軟肋，不少學(xué)生一遇到誤差分析類問(wèn)題就直接放棄，從而失去不該丟的分?jǐn)?shù).本文結(jié)合常見(jiàn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)與電學(xué)實(shí)驗(yàn)中誤差分析的問(wèn)題，分析實(shí)驗(yàn)誤差常見(jiàn)的原因.

【關(guān)鍵詞】高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué);誤差分析

1?實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生原因分析

1.1?由于實(shí)驗(yàn)器材限制而產(chǎn)生的誤差

所有的測(cè)量都要有儀器，而儀器的精確度直接影響誤差的大小.

例如?用歐姆表測(cè)量一個(gè)電阻的阻值，因?yàn)闅W姆表原理是閉合電路歐姆定律，所以上面的刻度盤(pán)都是粗略分割的，其刻度不可能均勻，不可能精確測(cè)出阻值.用伏安法有誤差嗎？

如圖1所示，圖1甲為安培表外接法，圖1乙為安培表內(nèi)接法，不管采用哪種方式，都有一個(gè)電表不能準(zhǔn)確讀出電阻R的電壓或電流，也就是說(shuō)，誤差不能避免，但是可以根據(jù)電表的內(nèi)阻和待測(cè)電阻的阻值合理選擇接法，可以適當(dāng)減少誤差.

1.2?由于實(shí)驗(yàn)環(huán)境或外部條件變化而產(chǎn)生的誤差

許多物理的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在尋找規(guī)律或者進(jìn)行一些常數(shù)的測(cè)量時(shí)，都是需要一定的條件的.

例如?測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)需要使用銅絲，即使學(xué)生非常耐心地在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，將所有的數(shù)據(jù)都控制在最精確的范圍，也不可能得到電阻率的標(biāo)準(zhǔn)值，因?yàn)闀?shū)本上給出的數(shù)據(jù)是20℃時(shí)的數(shù)值，實(shí)驗(yàn)室不太可能提供這樣的恒溫環(huán)境，所以在每年9月份做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的數(shù)值總會(huì)比標(biāo)準(zhǔn)值偏大，原因就在于環(huán)境溫度高于20℃.

1.3?由于不符合題設(shè)條件而產(chǎn)生的誤差

例如?利用如圖2所示的氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒.鉤碼通過(guò)左側(cè)定滑輪拉動(dòng)帶遮光條的滑塊，利用光電門(mén)測(cè)出滑塊過(guò)光電門(mén)1與光電門(mén)2的時(shí)間，遮光條寬度用游標(biāo)卡尺測(cè)出.

很明顯這個(gè)問(wèn)題是一個(gè)系統(tǒng)守恒的問(wèn)題.實(shí)驗(yàn)中，只要得到鉤碼重力勢(shì)能的減少，再去比對(duì)系統(tǒng)動(dòng)能的增加，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒.

問(wèn)題?經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)動(dòng)能的增加總是大于鉤碼重力勢(shì)能的減少，但數(shù)據(jù)相差并不是很大，問(wèn)可能是什么原因造成的？

驗(yàn)證機(jī)械能守恒，所有學(xué)生都熟知的一個(gè)結(jié)論是：由于阻力的存在，重力勢(shì)能的減少總是略大于動(dòng)能的增加.而這個(gè)題目中出現(xiàn)的問(wèn)題，一下子打亂了學(xué)生的思維定勢(shì)，到底是哪里出了問(wèn)題呢？

實(shí)際上，大家要注意到這個(gè)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)條件，那就是實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊必須是在水平面上移動(dòng)，也就是說(shuō)它的重力肯定不能做功.

如果氣墊導(dǎo)軌沒(méi)有被調(diào)節(jié)到完全水平，特別是左側(cè)低的情況，滑塊向左移動(dòng)時(shí)，其重力也在做正功，當(dāng)然系統(tǒng)動(dòng)能的增加要大于鉤碼重力勢(shì)能的減少了.

為什么相差并不是太多呢？那是由兩邊高度偏差并不是太大造成的.

1.4?由于電路設(shè)計(jì)而產(chǎn)生的誤差

電學(xué)實(shí)驗(yàn)是高考物理中的重要考查內(nèi)容，其誤差分析總是讓學(xué)生感覺(jué)“頭痛”.

以上是實(shí)驗(yàn)題常見(jiàn)誤差來(lái)源的分析，教師要針對(duì)這些問(wèn)題，通過(guò)解析使學(xué)生的解題能力得到突破.

2?針對(duì)誤差產(chǎn)生原因的合理解決途徑分析

2.1?選擇合適的器材，做適合測(cè)量的實(shí)驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)題中，經(jīng)常會(huì)遇到器材選取類問(wèn)題.許多實(shí)驗(yàn)都是從減小誤差的角度來(lái)選擇器材，例如測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)，直徑的選擇就選用了螺旋測(cè)微器，其實(shí)比較粗的金屬絲也可以用刻度尺測(cè)量，但是誤差就要大得多.

2.2?盡可能創(chuàng)設(shè)符合實(shí)驗(yàn)要求的環(huán)境或條件

每一個(gè)探索性或驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)都有實(shí)驗(yàn)的具體要求，教師要盡可能地創(chuàng)設(shè)符合實(shí)驗(yàn)要求的條件，這樣才能減小實(shí)驗(yàn)誤差.

2.3?從實(shí)驗(yàn)原理上去分析，找出誤差的根源

任何實(shí)驗(yàn)都有原理，只有從原理上去分析，才能帶領(lǐng)學(xué)生找到誤差的來(lái)源.

3?結(jié)語(yǔ)

誤差分析伴隨著物理實(shí)驗(yàn)，也伴隨著學(xué)生對(duì)物理理解的加深，只有教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行正確的引導(dǎo)，并在帶領(lǐng)學(xué)生分析問(wèn)題時(shí)對(duì)這些問(wèn)題逐步深入地探討，學(xué)生才能夠?qū)?shí)驗(yàn)問(wèn)題有更深入的認(rèn)識(shí)，從而順利解決誤差類問(wèn)題.