[测电源电动势和内阻]的图象问题
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
《测电源电动势和内阻》的图象问题
作者：金锋
来源：《理科考试研究·高中》2015年第06期
《测电源电动势和内阻》这个实验是高考重点考查的一个电学实验，对这个实验的考查，除了实验原理、实验操作和数据处理之外，试题中最常涉及的是图象问题，下面对此作一综合分析，供参考.
一、U-I 图线
按图1所示连接好电路，电流表A 测电路总电流，电压表V 测路端电压. 开关闭合时，滑动变阻器滑片位于最左端. 改变R 接入的阻值，分别记录电流表、电压表读数，多次改变，记录多组数据，作出U-I 图线，如图所示，如何从图2中深入挖掘出相关信息，尤其是理解图线与横轴纵轴的交点，及图线的斜率，是这个实验的重点，也是难点. 我们可充分利用所学的相关数学知识，即函数图象知识，写出相关物理量之间的函数关系式去理解物理图象. 根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir，对该式适当变形，可写成U=-rI+E，I 是自变量，U 是因变量，以因变量U 为纵轴，自变量I 为横轴，作出U-I 图后，根据数学知识，图线斜率的绝对值为内阻r ，与纵轴的交点坐标值为电源电动势大小E.
U-I图象是这个实验中最常见的图象，也是较为简单的. 在学了之后，不要误以为在这个实验中，所有的图象斜率大小就一定是内阻大小，与纵轴交点的坐标值就是电动势的大小. 其实不然，若实验器材适当调整之后，图象的物理意义就有可能要发生变化.
二、1I-R 图象
例题1 要测定某电池的电动势和内电阻，某同学按图3所示的电路图连接好电路并进行如下操作：
（1）闭合开关S1，多次调节电阻箱的阻值，并记录下每次的电阻值R 及对应的电流表A 的示数I （电流表的内阻很小，可忽略不计）；
（2）根据数据，作出图象1I-R ，如图所示，则根据图4可以求出：电池电动势E=V，内电阻r=Ω.
解析 在该题中，实验只采用了电流表和电阻箱，实验原理略有变动，现在又该如何去挖掘图象信息呢？斜率的物理意义是什么？与纵轴的交点又有什么物理意义？我们还是可以结合数学函数解析式解决.