“圖像法”在“測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

黃益全

摘要：《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，高中物理課程旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，落實(shí)“立德樹(shù)人”的根本任務(wù)。基于學(xué)科核心素養(yǎng)教學(xué)實(shí)施策略和方法，要落實(shí)到教育教學(xué)的全過(guò)程，本文重點(diǎn)介紹在《測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)圖像法處理數(shù)據(jù)，從而得出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法。

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

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

利用圖像解決物理問(wèn)題要正確寫(xiě)出函數(shù)關(guān)系式，理解式中每一個(gè)量的物理含義，以及圖像中截距、斜率、面積等所對(duì)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(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》的實(shí)驗(yàn)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(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

一、“伏-安法”測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r

例1.用下列儀器測(cè)定一節(jié)舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.

A.待測(cè)干電池：電動(dòng)勢(shì)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(dòng)變阻器：0～20Ω，額定電流2A

E.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

根據(jù)如圖實(shí)驗(yàn)電路圖，實(shí)驗(yàn)測(cè)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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)為縱軸截距，讀數(shù)為E=1.46V，

二、“安-阻法”測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r