高考电学实验感悟——图线问题归析

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1、高考电学实验感悟一一图线问题归析郭振勇摘要：物理是一门实验科学，是需要通过物理实验获得结论和规律。那么，实验数据的获取及处理是非常重要的环节，数据与图线的结合是探究结论和规律的最有效的手段。几乎在每年的高考试卷中，都会出现图线的问题，考查的形式不断翻新，能力要求不断提高。木文结合具休实例，就这一热点问题进行分析归纳并总结出解决问题的方法，希望能给广大师牛在实验复习的过程中提供帮助。关键词：特征曲线；数据变更；图线转换；新信息一、研究某一元件的特征曲线特征曲线常见的有热敏电阻的“伏■■安”特性曲线，光敏电阻的“电阻-照度”曲线，磁敏电阻的“电阻-磁感应强度”曲线，还

2、有“电阻率-浓度”曲线等等。它们多为非线性函数。1.给出数据，让考牛自己绘出图线绘图时要注意纵、横轴代表的物理量及其单位，标度、原点的选取，错误数据的排查。主要考查学牛的绘图能力。例1（09年山东卷）：光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发牛变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）0某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表：①请在给定的坐标系（图1）中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。②如图2所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2

3、两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至l.O（lx）时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。（不考虑控制开关对所设计电路的影响）提供的器材如下：定值电阻：Rl=10kΩ,R2=20kΩ,R3=40kΩ（限选其一，并在图中标出)；光敏电源E(电动势3V,内阻不计)；开关S及导线若干。点评:此题是以“研究光敏电阻的阻值随光照强度变化的规律”为背景，结合数据，绘制图线，选择器材，并设计电路。本题坐标系已经建好，考生只需将数据点描绘出来即可，但描点和绘图时要求考生既要耐心，又要细心。参考练习：2010年浙江卷第21题；2010年新课标

4、卷第23题。小结：如果坐标系既没有给出原点坐标，又没有给出标度值，均由考生自己选定，此时有一条总的原则：图线尽量分布在坐标纸的中央区域。1.给出图线与数据，分析应用要充分研究图线的数学特点，再结合物理含义，提炼出隐含的信息，才能更准确地作出判断。考查学生的理解能力，综合分析能力，获取新信息的能力。例2(08年山东卷)：材料的电阻随磁场的增加而增人的现象称为磁阻效应,利用这种效应可以测量磁感应强度。若图3为某磁敏电阻在室温下的“电阻〜磁感应强度”特性曲线，其中RB、RO分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。

5、请按要求完成下列实验。(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻值的电路，在图5的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出)，待测磁场磁感应强度人小约为0.6〜1.0T,不考虑磁场对电路其他部分的影响，要求误差较小。提供的器材如下：A.磁敏电阻，无磁场吋阻值Ro=150ΩB.滑动变阻器R(约20Ω)C・电流表A(2.5mA,约30Ω)D・电压表V(3v,约3kΩ)E.直流电源E(电动势3v,内阻不计)F.开关S,导线若千(2)正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：点评：此题研究的是磁敏屯阻的特

6、性曲线。由给定的特性曲线和实验器材来设计电路，然后再由测量数据，求解阻值和对应的磁感应强度，最后再利用数据和图线解读出新图线的含义，并得出结论。此题难度较大，综合性较强，能力要求高。参考练习：2010年安徽卷第21题；2010年浙江卷第21题；2010年重庆卷第22题；2012年重庆卷第22题。二、不同图线间的转换图线间的转换是指由一种函数关系转换成另一种函数关系。这就要求学生要对原有的图线全面深刻的理解，并结合实验原理、函数规律及电路图等知识,才能获取新的图线。此类问题主要考查学生的综合分析问题的能力。例3（07年江苏卷）：要描绘某电学元件（最大电流不超过6mA

7、,最大电压不超过7V）的伏安特性曲线，设计了如图6所示的电路。图中定值电阻R为lkΩ,用于限流；电流表A量程为10mA,内阻约5Ω；电压表（未画出）量程为10V,内阻约为1OkΩ；电源电动势E为12V,内阻不计。（1）实验吋有两个滑动变阻器可供选择：a.阻值0〜200Ω,额定电流0.3A；b.阻值0〜20Ω,额定电流0.5A本实验应选用的滑动变阻器是（填“a”或“b”）。（2）正确接线后，测得数据如下表：点评：此题是以研究电学元件的伏安特性曲线为背景，来考查三方面的知识：选材、由给定的数据描绘特征曲线、由

8、待测元件的