简析电学实验图象的处理方法

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  物理电学实验是历年高考的重点之一,地位非同一般,几乎年年都会涉及.对学生的考查也不是简单的概念理解与辨别,越来越多的是重在对图象的处理分析方面.然而物理电学实验图象灵活多变,考生往往感到十分头疼,无从下手,每次得分率都很低.本文旨在从图象的基本特征、处理方法加以简单归纳和例析.
  1 注意电学实验图象的基本特征
  不论是一般数据图象还是电学实验图象,在我们分析处理图象时都应该从以下五个基本特征入手.
  (1)坐标轴
  图象的坐标轴一般表示两个不同的物理量,明确两坐标轴分别代表什么物理量,结合所学知识找出两个物理量之间的相互关系,然后再根据图象形状分析物理量的变化规律.有些图象虽然形状相同或相似,但是坐标轴相对应的物理量不同,所反映的物理规律也就会有差异.同时还应注意坐标轴上所标注的物理量单位,如长度的A和mA等.
  (2)斜率
  电学实验图象的斜率代表两个物理量增量的比值,其大小通常代表另一物理量值.图象是直线,通常表示斜率所代表的物理量不随横、纵坐标的物理量而变化.图象是曲线,往往从斜率变化可以看出其所代表物理量的变化规律.
  (3)截距
  在分析电学实验图象时,很多情况下会遇到图线不经过原点,而与两坐标轴相交,这个交点的坐标数值就是截距,其具有一定的物理意义,通常可以由此入手分析.
  在运动学的v-t图象中,图线与时间轴所围的“面积”表示质点的位移,在机械能的F-s图象中,图线与位移所围的“面积”表示力所做的功.在电学实验图象中图线与坐标轴所围的“面积”往往也代表某个相应的物理量,对照基本规律和公式,若能找出“面积”所表示的物理量,很大程度上就能降低问题的难度,化繁为简.
  分析电学实验图象务必先明确横、纵坐标所对应的物理量,这是正确求解的前提,然后有意识、有目的地去分析斜率、截距、交点、面积,明确这些特征可能具有的特殊物理含义,也就可能找到了解决问题的“金钥匙”.
  2 寻找电学实验图象的函数关系
  3 解决电学实验图象的一般步骤
  纵观近年来的电学实验图象考题,本人简单总结了解答的一般步骤,如下:
  ①关注图象信息,明确横坐标(x)、纵坐标(y)所代表的物理量(注意单位);
  ②根据所学物理规律,如闭合电路欧姆定律等,推导出y随x变化的函数表关系式(通常为正比例函数y=kx或一次函数y=kx b);
  ③结合图象中的斜率和截距,分析函数关系式中斜率和截距的物理意义;
  ④根据具体问题设置,代入数据求解待求物理量.
  代入数据解得,电源电动势E=3.0 V时,内阻r=1.0 Ω.
  高中物理电学实验图象是数形结合的产物,注重逻辑推理、分析,是高考命题老师的创新热点.不管是哪种实验图象,我们要把握好坐标轴上的两个物理量,根据图象形状以及相关物理知识,分析图象的物理含义,然后再结合函数关系式,明确图象中斜率、截距、交点、面积等各个关键要素的意义,合理推导解决相关问题.
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