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1、用心 爱心 专心1在图象中作辅助线解物理题在图象中作辅助线解物理题作辅助线解题，本来是数学（几何）解题的方法，我们用在物理解题中。用图象解物 理题，是物理解题常用的方法，特别是在物理实验中，因为图象有直观、形象的优点。但 在图象中作辅助线解物理题，是很少的。因为少，学生往往想不到，甚至老师也难想到。 不信，以下例题，你自己先不看答案，自己做一做试试。 例例 1.20101.2010 年南京市二模第年南京市二模第 1111 题（题（1010 分）分） 某实验小组要描绘一只规格为“2.5V 0.5A”小电珠的伏安特性曲线，除了提供导线和开关 外，还有以下一些器材： A. 电源 E（电动势为 3.0
2、V，内阻不计） B. 电压表 V（量程为 03.0V,内阻约为 2K） C. 电流表 A（量程为 00.6A,内阻约为 1） D.滑动变阻器 R（最大阻值 10，额定电流 1A） (1)为完成本实验，请用笔画线当导线，将下列实物图连成完整的电路，要求实验误差尽可 能的小。 （图中有几根导线已经接好）如果电路中的所有仪器都完好，闭合开关后无论如何调节滑动变阻器，发现小灯泡亮 度发生变化，但电压表、电流表的示数均不能为零。试判断可能是哪根导线发生了断路？ 请用“”在相应的导线上标出。 （2）下表中的数据是该小组在实验中测得的，请根据表格中的数据在方格纸上作出电 珠的伏安特性曲线。（3）如果用一个电
3、动势为 1.5V，内阻为 3的电源与该小电珠组成电路，则该小电珠的用心 爱心 专心2实际功率约为_W(保留两位有效数字)。答案答案：(1)电路图如下图，发生了断路的导线如图中打“”者。（2）伏安特性曲线如下左图。（3）0.17W. 【解析】(1)为了测量数据范围大，滑动变阻器接成分压器；因小电珠的电阻远小于电压表 内阻而不远大于电流表内阻，所以电路接成电流表外接。 如果打“”的导线断路，则滑动变阻器接为限流器电路，则无论如何调节滑动变阻器， 小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数均不能为零。 （3）在小电珠的伏安特性曲线的同一坐标系中画出电池的伏安特性曲线,如上右图中的直 线，电池的伏安特
4、性曲线与小电珠的伏安特性曲线的交点即为小电珠加电池后的工作状态， 该点的电压值（横坐标）为 0.68V，该点的电流值（纵坐标）为 0.25A，所以该小电珠的实际功率约为WWUIp17. 025. 068. 0.【点评】第（3）问中在小电珠的伏安特性曲线的同一坐标系中画出电池的伏安特性曲线， 就是在图象中作辅助线解题，所谓辅助线，是解题过程中帮助解题而画的线，而此线解题 的结果并不要求（在答案中不出现） 。例例 2.20092.2009 年重庆卷第年重庆卷第 2222（2 2）题）题 硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用 题 22 图 2 所示电路探究硅光电池的路端电压 U 与总电流
5、 I 的关系。图中 R0为已知定值电 阻，电压表视为理想电压表。用心 爱心 专心3 请根据题 22 图 2，用笔画线代替导线将题 22 图 3 中的实验器材连接成实验电路。 若电压表2V的读数为0U，则 I 实验一：用一定强度的光照射硅光电 池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电 池的 U-I 曲线 a。见题 22 图 4，由此可知 电池内阻 （填“是”或“不是” ）常数，短路电流为 mA ，电动 势为V。 实验二：减小实验一中光的强度，重 复实验，测得 U-I 曲线 b，见题 22 图 4. 当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一 中的路端电压为 1.5V。则实验二中外电 路消耗的电功率为 mW
6、（计算结 果保留两位有效数字） 。 答案答案：见 22 题答案图，00U R 不是，0.295(0.293-0.297)，2.67(2.64-2.70)， 0.065(0.060-0.070) 【解析】 （2）见右图；根据欧姆定律可知 I00U R；路端电压 UEIr，若 r 为常数、则 U-I 图为一条不过原点的直线，由曲线 a 可知电池内阻不是常数；当 U0 时的 电流为短路电流、约为 295A0.295mA；当电流 I0 时路端 电压等于电源电动势 E、约为 2.67V； 从图线a可知，实验一中的路端电压 为 U11.5V 时电路中电流为用心 爱心 专心4I10.21mA，连接图线a上的
7、点（210A、1.5V）和坐标原点（0，0） ，此直线为此时对应 滑动变阻器阻值的外电路电阻（定值电阻）的 U-I 图，和图线 b 的交点为实验二中的路端 电压和电路电流，如右图,电流和电压分别为 I97A、U0.7V,则外电路消耗功率为 PUI0.068mW。 【答疑】本题第问多数学生不会做。不会做的原因是不知怎样求实验二中的路端电压和 电路电流，主要是不知道“滑动变阻器阻值不变”在图象中怎么体现，有的同学认为 U-I 图线的切线的斜率表示电阻，这是一个误区，U-I 图线中每一点到原点的连线的斜率才是电阻值，因为电阻的定义是IUR ,而速度的定义是txv，加速度的定义是tva，所以速度用tx 图线的切线的斜率表示，加速度用tv 图线的切线的斜率表示。这里， 作辅助线是关键。
