电学实验图象问题归纳
物理图象是物理知识重要的组成部分，利用图象提取物理信息解决物理问题是近几年高高考考查的热点问题。对于图象获取信息主要有这样几方面：一看轴二看点三看斜率四看线五看截距六看面（积）。在电学实验中对图象的考查尤为突出。
一.U?I图象
此类图象主要看斜率和图线交点的物理意义
例1．某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系．可用的器材如下：电源（电动势3V，内阻1Ω）、电键、滑动变阻器（最大阻值20Ω）、电压表、电流表、小灯泡、导线若干．
（1）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U-I图象如图a所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而 （填“增大”、“减小”或“不变”）．
U/V
2.8 2.4 2.0 1.6 1.2 A 0.8
0.4 B C
－ +
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 I/A 图b
图a
（2）根据图a，在图b中把缺少的导线补全，连接成实验的电路（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）。
（3）若某次连接时，把AB间的导线误接在AC之间，合上电键，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的最小功率是 W。（电压表和电流表均为理想电表）
答案：（1）增大……2分
（2）如图……3分（3）0.32W（0.30~0.34都对）……
U/V
2.8
2.4
2.0
1.6
1.2
0.8
A 0.4
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 I/A B C 图a － + 二.I?I图象
图b
此类图象多为U?I图象的变式,需认清斜率和截距的含义
例2. 某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时，发现里面除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的层叠电池．为了测定层叠电池的电动势和内电阻，实验室中提供如下器材： A．电流表A1（满偏电流l0mA，内阻10Ω）； B．电流表A2 （0～0.6～3A，内阻未知）； C．滑动变阻器R0（0～100Ω）； D．定值电阻R（阻值990Ω）； E．开关S与导线若干．
（1）该同学根据现有的实验器材，设计了如图所示的电路，请你按照电路图在图中完成实物连线
（2）该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据，绘出如图所示的I1一I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数），则由图线可似得到被测电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω．（保留两位有效数字）
三.
11?图象 UR根据闭合电路欧姆定律导出斜率和截距的含义
例3.某同学利用DIS，定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图1所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图2所示的1/U?1/R关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图2中的图线b.
（1）由图线a可知电池a的电动势Ea=______V，内阻ra=____?。
（2）若用同一个电阻R先后与电池a及电池b链接，则两电池的输出功率pa_______pb（填“大于”、“等于”或“小于”），两电池的效率?a_____?b（填“大于”、“等于”或“小于”）。
解析：（1）根据E?U?以电动势E?U11r11?r，得???，图象a，截距b=0.5()，斜率k=0.25()，所
VVRUEER1?2V，内阻r=E·k=0.5Ω。 b1?（2）从图象可知：截距bb?0.2()，斜率kb?0.13()，电动势Eb?5V，内阻rb?0.7?，Ea＜
VV2UIR?E?Eb，ra＜rb，电池的输出功率p??pp???，得小于；电池的效率，得?a大于Rab?EIR?r?R?r??b。
本题考查用伏阻法（电压表和电阻箱）测电源的电动势和内阻，图像法，以及电源的输出功率及效率。 四．11?R或R?图象 II例4．某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电
阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为9.999?，科当标准电阻用） 一只电流表（量程IR=0.6A,内阻rg?0.1?）和若干导线。
①请根据测定电动势E内电阻r的要求，设计图4中器件的连接方式，画线把它们连接起来。
②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R,读处与R对应的的示数I,并作记录当电阻箱的阻值R?2.6?时，其对应表的示数如图5所示。处理实验数据时 首先计算出每个电流值I 的倒数所示，图中已标注出了（R,电流表的电流
11;再制作R-坐标图，II如图6点，请你
1）的几个与测量对应的坐标I将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6中上。
③在图6上把描绘出的坐标点练成图线。 ④根据图6描绘出的图线可得出这个
电池的电动势E= V，内电阻r? ?
解析：根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如答图4所示。由闭合电路欧姆定律有：
E =I（R+r+rg），解得：R?E?1?(r?rg)，根据R-1/I图线可知：电源的电动势等于图线的斜率，I内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻。
答案： ① 见答图4 ②见答图6 ③见答图6 ④1.5（1.46~1.54）；0.3（0.25~0.35）
五、R--L图象
例5．在探究金属丝的电阻与金属丝长度的关系的实验中，某实验小组得到了如图所示的R-L 实验图线，则图线的斜率与导线的横截面积的乘积表示的物理量是______．
为了测量金属丝的电阻（阻值在5-10Ω间），实验提供了下列器材和电路： A．电压表（0～3V，内阻1kΩ） B．电压表（0～15V，内阻5kΩ） C．电流表（0～0.6A，内阻2Ω） D．电流表（0～3A，内阻0.5Ω） E．滑动变阻器（10Ω，0.2A） F．滑动变阻器（50Ω，0.6A） G．直流电源（6V，内阻不计） 另有开关一个、导线若干．
实验中电路应选______，电压表应选______，电流表应选______，滑动变阻器应选______．（只填器材的字母代号）．
由电阻定律与图线的斜率可得：
测量金属丝的电阻（阻值在5-10Ω间），电源的电动势为6V，所以应选择电压表A，虽然已超过量程，但比电压表B精确，当然电压值可由滑动变阻器来控制．
根据电源的电动势与待测电阻可得，最大电流为1.2A，所以若使用电流表D达不到精确度，因此选择电流表C，通过滑动变阻器来控制电流．
根据滑动变阻器的额定电流，必须选择滑动变阻器F（50Ω，0.6A），
根据待测电阻与电压表及电流表的电阻，从而确定待测电阻偏小，所以选择电流表外接法，而滑动变阻器则选择限流式．故应该选择图乙．
故答案为：金属丝的电阻率； 乙； A； C； F
一、a—F图象
例1．某同学在平衡好摩擦力后，保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a与砝码重力F的图象如右图所示，若牛顿第二定律成立，重力加速度g=10m/s2，则小车的质量为______kg，小盘的质量为______kg。(二个结果都保留两位有效数字)
二、a—m或a—1/m图象
某同学把实验得到的几组数据画成图丙的a-m图象，为了更直观
高中物理电学实验图象问题含答案
