Прочитав
внимательно параграф10 "Преобразования переменного тока. Трансформатор" и решив
упражнение 9 школьного учебника 11 класса 2009 года (Жилко и др.), у меня появилось несколько вопросов:
1. Почему
у трансформатора такой высокий КПД?
2. Какие
бывают виды трансформаторов, чему равен коэффициент трансформации?
3. И,
наконец, почему гудит трансформатор?
В учебнике я
ответа на них не нашел. Но, слава богу, есть Интернет, и с его помощью попробуем
ответить на поставленные вопросы.
Вы найдете ответы на эти вопросы в предлагаемой статье.
В нынешних учебниках этот вопрос затрагивается, но...
Предлагаю обратиться за помощью к корифею физических стандартов Г.С.Кембровскому и его книге: "Приближенные вычисления, методы обработки результатов измерений и оценки погрешности в физике" 1997 г (1990). На мой взгляд, данная книга должна быть в каждом кабинете физики. В ней не только подробно разбираются различные вопросы, касающиеся вычислений и измерений, но и приводятся разнообразные примеры, которых нет в учебниках.
В главе 13. Сложение и вычитание приближенных чисел затрагивается и наша "проблема":
Правило I. При сложении и
вычитании приближенных чисел в результате сохраняют цифры только тех разрядов,
в которых имеются верные цифры во всех исходных данных. Цифры остальных
разрядов отбрасываются (с учетом правил округления) * В полученном результате
последняя цифра может быть сомнительной (абсолютная погрешность больше одной
единицы последнего разряда) или верной (абсолютная погрешность меньше одной
единицы последнего разряда).
*
Сказанное не относится к промежуточным результатам, когда действует правило
«запасной» цифры.
Интересную
задачку случайно придумали авторы учебника Физика-11 (2009). Причем очень ненавязчиво
она предлагается. Заключается задача в следующем -на рисунках 59 а-г и 60 а-г (стр. 98) предлагается ряд построений в линзах. Нужно
найти ошибку:
На одном рисунке представлены мерная лента и линейка. Но
шкалы у них разные: на 13 см мерной ленты укладывается 12,5 см линейки (с
учетом начального отступа линейки).
Прямо скажем: «Заждались!». И вот настал тот час, когда
перед нами лежит учебник физики для 6 класса. После слов благодарности авторам,
все же раскроем его и оценим содержание, отдавая приоритет рисункам.
Одна из задач нашего сайта – поиск описок, опечаток, ошибок
в учебниках, задачниках, на олимпиадах и т.д. Может это нехорошо, выискивать
чужие ошибки и их раскритиковывать, но я хочу привести один пример, который
касается непосредственно меня.
Когда я пришел работать в школу и мне доверили преподавать
астрономию, я стал работать по учебнику 1991 года (автор Воронцов-Вельяминов
Б.А.). Учебник на белорусском языке, но это не важно. Все дело в том, что за
годы учебы в институте я подзабыл астрономию, хотя в школе она мне нравилась. И
когда я рассказывал ученикам про планеты Солнечной системы, то характеристики
планет я брал из таблицы в конце учебника. Вот половина этой таблицы:
Масса Плутона в этой таблице 0,02 массы Земли (выделено
красным). На самом деле, это значение должно быть в 10 раз меньше – 0,002. Но
переводчик или кто-то еще допустил описку, так как в более ранних изданиях этой
ошибки нет. На первый взгляд ничего страшного – подумаешь, на один ноль
ошиблись, ноль это «пустое» место…
Но прикинув, что Плутон всего лишь (как следует из этой
злосчастной таблицы) в три раза меньше по массе за Меркурий, а по плотности он
меньше в четыре раза, получим, что объем Плутона больше за объем Меркурия. Вот
такая получилась арифметика. И у меня в голове закрепилось – Плутон больше
Меркурия.
А по книге этой мы учили детей долго, больше 10 лет.
В этих учебниках есть рисунки Солнечной системы. И на всех
рисунках изображен Плутон. Допустим, авторы учебников не интересуются новостями
астрономии и не знают, что Плутон уже давно не планета. Но обратите внимание на
размеры Плутона на этих рисунках. Плутон больше Меркурия, или, по крайней мере,
сравним с ним. То есть, авторы данных учебников читали ту же астрономию, что и
я. И у них тоже отложилось в голове: Плутон больше Меркурия.
Закончится ли на этом история с Плутоном? Я думаю – нет. Ученики
8-10 классов не изучают астрономию и, «благодаря» рисункам в учебниках физики,
твердо усвоят – Плутон планета, причем довольно большая. Больше Меркурия.
Учебник для ученика – истина последней инстанции. Он из
учебников черпает знания. Любая ошибка учебника или учителя может отложиться на
долгую память у учеников как непреложная истина. Поэтому каждая описка,
неточность могут нанести серьезный удар по знаниям учащихся.
А значит, надо минимизировать количество ошибок в учебниках,
что мы и пытаемся сделать.
В новом 2010-2011
учебном году в 10-х классах, как следует из инструктивно-методического письма
Министерства образования Республики Беларусь «О преподавании учебного предмета
”Физика" в 2010/2011 учебном году», по прежнему будет использоваться учебное
пособие «Физика, 10 класс» авторов В.В.Жилко, А.В.Лавриненко, Л.Г.Марковича
(Минск: Нар. асвета, 2001). С его помощью, учащиеся будут изучать темы
«Электрический ток в металлах», «Зависимость сопротивления металлов от
температуры», «Сверхпроводимость». Это параграф 20 данного пособия. А тема 21
параграфа: «Электрическое поле Земли и электрические явления в атмосфере», и
любопытный ученик с ним ознакомится. И здесь он встретиться с рисунком,
объясняющим принцип действия молниеотвода:
Странный рисунок. Почему внутри тучи заряды двух знаков? И какую роль в данном случае выполняет молниеотвод? В
ситуации, изображенной на рисунке, разряд скорее произойдет в атмосфере, а не
между тучей и Землей. Что ж, молнии в атмосфере не редкость.
Поэтому можно считать рисунки в учебнике 8-го класса (Физика:
уч. пособие для 8-го кл. учрежд. обеспечивающих получение общ. ср. образования
с рус.яз. обучения с 12-летним сроком обучения/ Л.А.Исаченкова, Ю.Д.Лещинский.
– 2-е изд. – Мн.: Нар.асвета, 2005) более приемлемыми:
Как видим, дому действительно грозит опасность, от которой ее спасет молниеотвод, отведя разряд в
землю.
Наконец-то обнаружен баг, который объясняет огромное количество ошибок в задачах 7-10 классов. И он находится в приложении к учебнику «Физика-9», Исаченкова
Л.А., Пальчик Г.В., 2006.
Поразмышляем над приложением 2 «Обработка результатов прямых и косвенных измерений» (стр.171-176), учебника физики 7 класса (2009 г) авторов Л.А.Исаченковой и Ю.Д.Лещинского.