(word完整版)高中物理电学实验图像分析.doc

高中物理电学实验图像分析高中物理电学实验以其灵活性、多样性而著称,是历年高考的一个重点,几乎年年出现然而在处理电学实验数据的过程中,由于方程复杂,计算量较大,往往通过图像来处理,从而简化了分析结果那么,对于电学实验的图像主要有两个，第一个小灯泡的伏安特性曲线，第二个测量电源的电动势和内阻，如何进行分析,笔者认为可从以下几个方面入手1.图像坐标轴的物理含义 　　图像的坐标轴通常代表两个不同的物理量,而坐标轴内的图像则反映了这两个物理量之间的物理关系因此,认识某一图像时,首先应该明确坐标轴表示的是哪一个物理量,从而得出图像揭示的物理量之间的关系,然后根据图像的形状确定物理量的变化规律 2 图像斜率的物理含义 　　在许多的电学实验图像中,图像的斜率通常跟某一物理量相对应,图像的斜率大小常常反映这个物理量的数值,对于较复杂的实验,其斜率也可能是几个物理量共同决定的数值分析此类问题,要求熟练记好一些常见图像的斜率含义,充分联系物理和数学知识共同解决3 图像截距的物理含义 　　在分析电学实验图像时,若发现图像不过原点,而是与两坐标轴相交,那么要从物理图像与坐标轴的交点的物理含义来分析 4 图像面积的物理含义 　　除了图像的坐标轴、斜率、截距等具有重要的物理含义外,在一些图像中,图像下覆盖的面积也常常与某个物理量相对应,(类似于运动学中v-t图像,图像下覆盖的“面积”表示质点通过的位移)对这类看似复杂的问题一定要认真分析比较,找出面积所代表的物理含义,常能使问题简单化明了。

5 图像交点的物理含义 　　在试验中,有时在同一坐标系上同时做出多条图线对于这种情况,除了要理解各图线的含义外,还要知道它们交点的含义实验1.测量电源的电动势和内阻，根据全电路欧姆定律，有 ①，其中E表示电源的电动势，U表示电源的路端电压，I表示闭合电路中的电流，r表示电源的内阻根据课程标准教科书，实验：测电源的电动势和内电阻可用三种方法：方法1. 伏安法 ①式可变为 ，改变电路的外电阻R，测出一系列的I和U值，作出U-I图象图象在U轴上的截距即为电源的电动势，直线的斜率即为内阻的负值此方法叫伏安法，用伏特表和安培表方法2. 安阻法 ①式可变为，或，改变电路的外电阻R，测出一系列的I和R值，作出R-1/I图象图象在R轴上的截距即为电源的内阻，直线的斜率即电源的电动势E此方法叫安阻法，用安培表和电阻箱方法3. 伏阻法 ①式可变为，或，改变电路的外电阻R，测出一系列的U值，作出图象图象在轴上的截距的倒数即为电源电动势，直线的斜率与截距的倒数乘积即为电源的内阻此方法叫伏阻法，用伏特表和电阻箱基础实验是伏安法安阻法和伏阻法是在伏安法实验的基础上的提高2.误差分析（1）伏安法之内接法误区1. 如图3所示，考虑电流表和电压表对电路的影响，如图线1，得真实值；不考虑电流表和电压表对电路的影响，如图线2，得测量值。

从图象可以看出，图线2与图线1的截距相等，而斜率大，所以， 图3错误原因：不论是否考虑电流表和电压表对电路的影响，从实验用描点法得到的图线应该是一样的造成错误的原因可能是没有做实验，而根据结果编写的正确的做法：只可能有一个图象 图4不考虑电流表和电压表对电路的影响，有得：，图象在U轴上的截距即为电源的电动势，直线的斜率即为内阻的负值，得测量值；考虑电流表和电压表对电路的影响，有得：，图象在U轴上的截距即为电源的电动势，直线的斜率即为电池内阻与电流表内阻的和的负值，得真实值所以，并且, 2）伏安法之外接法误区2. 如图5所示，考虑电流表和电压表对电路的影响，如图线1，得真实值；不考虑电流表和电压表对电路的影响，如图线2，得测量值从图象可以看出，图线2比图线1的截距大，而斜率也大，所以， 图5错误原因：不论是否考虑电流表和电压表对电路的影响，从实验用描点法得到的图线应该是一样的造成错误的原因可能是没有做实验，而编写的，这次编错了，结果不正确正确的做法：只可能有一个图象，如图6但测量值与真实值依据的公式不同，所得的结果不同。

图6不考虑电流表和电压表对电路的影响，有得：，图象在U轴上的截距即为电源的电动势，直线的斜率即为内阻的负值，为测量值；考虑电流表和电压表对电路的影响，有得：，图象在U轴上的截距记作b, 直线的斜率记作k, 则，解得，为真实值所以， 。