从实验原理到数据处理
2016-08-04宋涛
宋涛


《测电源的电动势和内阻》的实验是高中阶段重要的电学实验之一,近几年新课标全国卷中2013年新课标全国卷Ⅰ第23题考查了多用电表内电池电动势和电阻“×1 K”挡内部电路总电阻的测量;2014年新课标全国卷Ⅰ第23题利用电流表和电阻箱完成了电源电动势和内阻的测量,并利用图象来处理实验数据.分析近几年的高考,考查的方向基本不变,主要体现在基本仪器的使用、实验原理的理解与迁移、实验数据的分析以及创新实验的设计与应用.
例1 测量一节干电池的电动势和内阻的实验中设计电路如图1所示,准备了下列器材:
A.电压表V1,量程0~2 V,内阻约为2 kΩ
B.电压表V2,量程0~5 V,内阻约为5 kΩ
C.电流表A1,量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω
D.电流表A2,量程0~3 A,内阻约为0.2 Ω
E.最大阻值约为10 Ω滑动变阻器R1
F.最大阻值约为100 Ω滑动变阻器R2
G.开关和导线若干
(1)为了能尽量准确地进行测量,电流表应选________________________________________电压表应选________________________________________滑动变阻器应选________________________________________(填仪器字母代号)
(2)进行多次测量后,得到多组电压表电流表的读数,处理数据求得被测干电池的电动势E=________________________________________V,内电阻r=________________________________________Ω.
解析 原理采用闭合电路欧姆定律E=U+Ir (U=E-Ir)知道U、I,如何得到E、r?即如何处理数据得出结论?图象法作U-I曲线(图2),划线时尽量多的点落在直线上,不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,误差大的舍去.由解析式(U=E-Ir)可以看出图象斜率表示-r,U轴截距表示电源电动势,I轴截距表示短路电流.
评论 利用图线进行数据处理是物理实验中常用的一种方法.最好是利用直线来解决,如力学中“用单摆测……
