“圖像法”在“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”實驗中的應(yīng)用

黃益全

摘要：《普通高中物理課程標準》指出，高中物理課程旨在進一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，落實“立德樹人”的根本任務(wù)。基于學(xué)科核心素養(yǎng)教學(xué)實施策略和方法，要落實到教育教學(xué)的全過程，本文重點介紹在《測量電源的電動勢和內(nèi)阻》的實驗中，通過圖像法處理數(shù)據(jù)，從而得出電源的電動勢和內(nèi)阻的方法。

關(guān)鍵詞：學(xué)科核心素養(yǎng);圖像法;電動勢;內(nèi)阻

物理規(guī)律常常用圖像描述，通過圖像解決物理問題是一個很重要的物理方法。

利用圖像解決物理問題要正確寫出函數(shù)關(guān)系式，理解式中每一個量的物理含義，以及圖像中截距、斜率、面積等所對應(yīng)的物理含義，從而得出結(jié)論。在用“伏-安法”、“ 安-阻法”、“ 伏-阻法”《?測量電源的電動勢和內(nèi)阻》的實驗中，利用閉合電路歐姆定律原理再結(jié)合圖像法處理數(shù)據(jù)得出電源的電動勢和內(nèi)阻。

一、“伏-安法”測電池的電動勢E和內(nèi)阻r

例1.用下列儀器測定一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)阻.

A.待測干電池：電動勢約為1.5V，內(nèi)電阻約1Ω

B.電流表：量程0.6A，內(nèi)電阻為0.2Ω

C.電壓表：量程3V，內(nèi)電阻約30kΩ

D.滑動變阻器：0～20Ω，額定電流2A

E.開關(guān)、導(dǎo)線若干

根據(jù)如圖實驗電路圖，實驗測量數(shù)據(jù)，作出U-I圖象如圖所示，由圖象求得電池的電動勢E=V，內(nèi)阻r=Ω（保留兩位小數(shù)）.

解析：由圖示電源的U-I圖象結(jié)合函數(shù)U=E-Ir可知：

電源的電動勢為縱軸截距，讀數(shù)為E=1.46V，

二、“安-阻法”測電池的電動勢E和內(nèi)阻r