3D 伏安法虚拟实验室 — Bingkun Qi

项目介绍

一次伏安法实验不只有最后的计算。接线、选择量程、读表和记录，都是需要亲自练习的步骤。我把这些环节放进同一个可操作的虚拟实验台。

界面保留手动读表与记录，让图线从使用者输入的数据中产生。这个项目关注的是如何把物理模型、实验操作和数据解释连成一个完整过程。

功能与使用场景

• 自由接线，移动和旋转实验器材
• 调节滑动变阻器，选择电流表与电压表量程
• 并排查看两块表盘，手动录入和更正测量值
• 绘制 U–I 图线，由拟合斜率求出电阻
• 对短路、反接和断线给出明确提示

亲手完成测量，让数据给出电阻。

教学问题

公式 U = IR 很简洁，但理解一次测量还需要正确接线、读表并比较多组数据。

设计选择

用三维实验台组织器材，再提供清楚的双表视图。读数由使用者手动记录，可逐行更正。

模型检验

五组理想串联电路结果与 CircuitJS 独立对照一致；本地浏览器完成接线、测量和拟合，得到 10.00 Ω。

连接电路

将电流表串联、电压表并联到待测电阻两端，检查滑动变阻器接法并选择合适量程。

读取并记录

改变滑片位置，在双表视图读取 U 和 I，手动记录多组不同电流下的测量值。

解释图线

观察纵轴为 U、横轴为 I 的图线，通过保留截距的线性拟合求斜率，讨论它为何对应电阻。

2026 年 10 月的本地产品截图。图中记录来自功能验证中的模拟操作，不是学生实验数据。

教学工具与项目