高中物理競賽實(shí)驗(yàn)理論(參考版)
2025-06-10 23:37本頁面
【正文】 19。鎧裝電纜允許溫升是80176。故采區(qū)變電所位置如采區(qū)巷道布置附圖所示（1）在正常工作時(shí)電纜芯線的實(shí)際溫升不得超過絕緣所允許的溫升，否則電纜將因過熱而縮短其使用壽命或迅速損壞。設(shè)備運(yùn)輸要方便，便于電纜進(jìn)出，地質(zhì)條件好，頂?shù)装宸€(wěn)定，無淋水。這些配電點(diǎn)隨工作面的推進(jìn)定期移動。③導(dǎo)體的電阻因此 對于采區(qū)變電所的位置是由供電局電壓等級，采煤方法采區(qū)巷道布置方式和工作面機(jī)械化程序等因素決定的，所以選擇變電所位置時(shí)應(yīng)滿足以下條件：盡量位于負(fù)荷中心，以減少低壓線路長度和電壓損失，保證采區(qū)設(shè)備的供電質(zhì)量。 在研究導(dǎo)體上的電流I和導(dǎo)體兩端的電壓U的關(guān)系時(shí)，得到如下數(shù)據(jù)：U（伏）I（毫安）(1)對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸處理 （2）計(jì)算相關(guān)系數(shù)及誤差 （3）根據(jù)以上計(jì)算，可以得到下列結(jié)論 ①,因此是顯著相關(guān)，說明I和U成線性關(guān)系。下表中n為數(shù)據(jù)點(diǎn)個數(shù)，r為相關(guān)系數(shù)的最小值。因此，要有一個標(biāo)準(zhǔn)，在這個標(biāo)準(zhǔn)之上，就可以認(rèn)為x與y線性關(guān)系顯著。（2）線性回歸法的誤差 由于線性回歸法是建立在嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)理論基礎(chǔ)上的，因此可以計(jì)算回歸直線方程的系數(shù)k和b的誤差，同樣由于數(shù)學(xué)方面的原因，這里只給出計(jì)算結(jié)果：k的相對誤差： k的絕對誤差： b的絕對誤差： b的相對誤差： 有了k和b的誤差，便可以確定k和b的有效位數(shù)了：使k和b只保留一位存疑數(shù)，即讓誤差的位數(shù)和k、b的最末一位數(shù)相同。所以，r的數(shù)值只能在（1）和（+1）之間。相關(guān)系數(shù)當(dāng)x與y完全不相關(guān)時(shí)，r=0；當(dāng)x與y正相關(guān)，即回歸直線的斜率為正時(shí)，r0。在統(tǒng)計(jì)理論中還給出一個叫做相關(guān)系數(shù)的量，它主要表征x、y兩個變量相關(guān)的程度。由于數(shù)學(xué)知識的限制，這里不介紹具體推導(dǎo)，只給出結(jié)論供使用： 令 那么斜率 截距 式中符號表示求和，如果共有n個數(shù)據(jù)點(diǎn)，那么這個計(jì)算過程看起來比較復(fù)雜，但在職電腦使用日益普及的今天，用電腦來完成這樣的工作很方便。在實(shí)際處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)據(jù)時(shí)，可以把兩個變量中相對業(yè)說誤差較小的變量作為x。在實(shí)驗(yàn)中測得n組數(shù)據(jù)現(xiàn)在的問題是怎樣根據(jù)這些數(shù)據(jù)確定上面線性方程中的k和b。那么是否可以通過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方法找到這條最佳的圖線呢？這就是下面要討論的問題。因此，直覺擬合作圖法是一種比較粗略的數(shù)據(jù)處理方法，一般不討論結(jié)果的誤差。 圖線法的局限性 由于圖線一般都是靠目視而擬合出來的（這種方法叫直覺擬合），因此在擬合過程中人的因素難免要起作用。這說明與L不成反比關(guān)系，但和L卻成線性關(guān)系。他以導(dǎo)線的長度L代表電阻，以放在通電導(dǎo)線旁邊的小磁針的偏轉(zhuǎn)角度代表電流強(qiáng)度，得到如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：L（英寸）24610183466134(度）3052812592241781257944 我們可以通過以下步驟來探索當(dāng)電壓一定時(shí)，電流（）和電阻（L）的關(guān)系。 圖線法探索物理規(guī)律在已知物理規(guī)律（如上例中已知）時(shí)，可以用圖線法來求實(shí)驗(yàn)結(jié)果；如果物理規(guī)律尚不清楚，也可以用圖線法來探索物理規(guī)律。物理實(shí)驗(yàn)中常遇到下列函數(shù)圖線類型函數(shù)式例子物理公式直 線勻變速運(yùn)動拋物線單擺雙曲線玻意耳定律平方反比庫侖定律指數(shù)曲線阻尼振動下面具體說明怎樣將上述函數(shù)“化直”：（1）拋物線，設(shè)y=Y,（2）雙曲線，設(shè)y=Y,（3）平方反比，設(shè)y=Y,（4）指數(shù)曲線，設(shè)作了上列變換后，再作~X圖線，便可得到直線。曲線化直在實(shí)驗(yàn)中，會遇到各種各樣的函數(shù)形式，其中一次函數(shù)的圖線最容易精確繪制，并且可以根據(jù)圖線求出所需要的數(shù)據(jù)（一般是求出圖線的斜率k和截距b，然后再根據(jù)k和b求出所需實(shí)驗(yàn)結(jié)果）。如果x坐標(biāo)軸的起點(diǎn)不為零，則要在圖線上再取一點(diǎn)有要注意的是都要由圖線上取得，不可用原來的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)。具體求法是在直線上任意取兩點(diǎn)兩點(diǎn)不能靠得太近，一般取在靠近直線兩端的地方。（4）在坐標(biāo)紙上應(yīng)標(biāo)明圖的名稱，一般要求在圖紙上部附近的空曠位置寫出簡要完整的圖名，文字要用仿宋體。除特殊情況（如校準(zhǔn)曲線）外，絕不允許連成折線，也不允許連成“蛇線”。同一坐標(biāo)紙上如有不同的圖線，應(yīng)當(dāng)用不同的符號，如“+”，“△”等來標(biāo)點(diǎn)。要力求整個圖線比較對稱地占據(jù)整個圖紙，不要偏在一角或一邊。在坐標(biāo)軸的末端近旁標(biāo)明所代表的物理量及單位。作圖線的規(guī)則（1）作圖線必須用坐標(biāo)紙，我們一般采用毫米方格紙坐標(biāo)紙的大小根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效位數(shù)來確定，一般的原則是：測量數(shù)據(jù)中的可靠數(shù)字在圖線中也應(yīng)該是可靠的，測量數(shù)據(jù)中的存疑數(shù)字在圖線中應(yīng)該是估畫的，即坐標(biāo)中的最小格對應(yīng)于測量值的有效數(shù)字中可靠數(shù)字的最后一位。圖線法還可以幫助我們發(fā)現(xiàn)某些錯誤。圖線法有取平均的效果。（五）圖線法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 圖線法的作用和優(yōu)點(diǎn)物理實(shí)驗(yàn)中的圖線法，是用作圖來得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，它是一種應(yīng)用得很廣泛的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法。AB是冰塊投入前的自散熱線，BCD是冰的熔解線，DE是自然吸熱線，從這段時(shí)間內(nèi)，量熱器的溫度高于室溫，量熱器向周圍環(huán)境放出來的熱量可用BFC這個曲邊三角形的面積來表示（暫不作證明）。這樣便可以認(rèn)為量熱器是一個很好的絕熱系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)過程中，環(huán)境溫度可以認(rèn)為是不變的。
教學(xué)教案相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1