利用物理图象对实验数据的处理

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1、利用图象对实验数据的处理汕头潮阳实验学校 连红权认识图象和利用图象时应注意的问题 坐标轴中横、纵坐标是否从0开始、坐标标度以及单位；图象的物理意义，弄清图象所反映的哪两个物理量的物理量间相互转化；图象形状的特征（直线、曲线还是折线）；图象中“截距”“工作点”“斜率”“面积”表示的表示物理意义。类型一：根据实验原理，利用“图形结合”解决问题例题1.图为电压传感器采集到的两条磁铁和一条磁铁从同一高度无初速释放穿过同一线圈时感应电动势随时间变化的图象。（1）根据图象展现的信息提出一个与电磁感应现象有关的问题并作出解释（2）下列选项中可以根据图象的信息得出结论的是：A. 磁铁运动的速度越大，线圈中产生

2、的感应电动势越大B. 感应电动势的方向与磁铁相对磁场运动的方向有关C. 线圈的匝数越多，线圈中产生的感应电动势越大D. 运用法拉第电磁感应定律E=/t只能计算感应电动势的平均值V类型二：根据所学知识，把表格数据转化为图像解决问题例题2.一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。（1）首先，他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动，数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度，如下表。请你根据表中的数据在图甲上绘出F-的关系图像。实验序号12345678F/N2.421.901.430.970.910.500.230.06/rads

3、-128.825.722.018.015.913.08.54.3F/N甲/rads-1/rads -10r=0.04mr=0.12mr=0.08m乙F/N（2）通过对图像的观察，兴趣小组的同学猜测F与2成正比。你认为，可以通过进一步转换，做出_关系图像来确定他们的猜测是否正确。（3）在证实了F2之后，他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m，又得到了两条F-图像，他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中，如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论，他们得出F r的结论，你认为他们的依据是_。（4）通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度、半径r的数

4、学关系式是F=k2r，其中比例系数k的大小为_，单位是_。随堂练习：某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律，河中央流速最大，岸边速度几乎为零。为了研究河水流速与离河岸距离的关系，小明设计了这样的测量仪器：如图甲所示，两端开口的“L”形玻璃管的水平部分置于待测的水流中，竖直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足够长。当水流以速度v正对“L”形玻璃管的水平部分开口端匀速流动时，管内外水面高度差为h，且h随水流速度的增大而增大。为了进一步研究水流速度v与管内外水面高度差h的关系，该组同学进行了定量研究，得到了如下表所示的实验数据，并根据实验数据得到了v-h图像，如图丙所示。v（m/s）01.

5、001.411.732.002.453.003.16h（m）00.050.100.150.200.300.400.50（1）根据上表的数据和图丙中图像的形状，可猜想v和h之间的关系为_；为验证猜想，请在图丁中确定纵轴所表示的物理量，并另作图像，若该图像的形状为_，说明猜想正确。（2）现利用上述测速器，由河流南岸开始，每隔1 m测一次流速，得到数据如下表所示：根据v和h之间的关系完成下表的最后一行，对比下表中的数据，可以看出河中水流速度v与离南岸的距离x的关系为_。测试点离岸距离x/m0123456管内外液面高度差h/cm00.83.27.212.820.028.8相应的水浪速度v/ms-1类型

6、三：根据实验结果，用图象中“面积”“截距”“工作点”“斜率”的物理意义解决问题例题3. 电容器是电学中一种常见的能存储电荷的电子元件。某同学用如下图所示的电路探究一个电容器的充放电规律和电容器电容的大小。探测实验是通过对高阻值电阻R放电的方法测出电容器充电至电压为U 时所带的电荷量Q，从而再探测电容器的充放电规律和电容器电容的大小，某同学在一次实验时的情况如下：A.按如图甲所示的电路图接好电路B.接通开关S,调节电阻箱R 的阻值,使电流表的指针偏转接近满刻度记下此时电流表的示数是I0498A,电压表的示数U08.0V C.断开开关S，同时开始计时，每隔一段时间记录一次电流值，数据如下表所示：.

7、t/s05101520304050607080I/A4983702802201659590221610512340567812354t/10si/100A随堂练习 (1 ) 在图乙中画出i -t 图线;随堂练习 (2 ) 由图线可以看出电容器放电有何特点?(3 ) 图乙中图线与坐标轴所围“面积”的物理意义是什么？（4）该电容器的电容约为 F （保留两位有效数字）.U/VI/A0201231030405045随堂练习： 右图中图线表示某电池组的输出电压电流关系，图线表示某用电器的电压电流关系。该电池组的内阻为 。当该用电器和一个阻值为20的定值电阻R串联并与电池组组成闭合电路( R不随温度变化)

8、，则该用电器的实际功率为 W.课后练习：1. 如图是汽车过桥时对不同类形桥面压力变化的实验采用DIS方法对模型进行测量，其结果如右边电脑屏幕所示（1）左图中的传感器为_传感器；（2）左图中甲、乙、丙分别为三种不同类型的桥面对于凸形桥甲，其相对应的压力图线应是屏幕上的 (填a、b或c)；（3）如增大小球在斜槽上的高度，则在右图中大致画出小球通过凸形桥甲时压力图线。2. 某同学为探究小灯泡灯丝电阻的伏安特性曲线，利用下列实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0一 10 ）、电源、小灯泡、开关、导线若干来设计实验，并通过实验得到如下数据（ I 和 U 分别表示小灯泡上的电流和电压） I/A0

9、0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.000 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0U/VI/A0.50.40.30.20.1 SRE( 1 ）请在上面的方框中画出实验电路图 ( 2 ）在右上图中画出小灯泡的 I 一 U 曲线 （3 ）从小灯泡的伏安特性曲线中得到小灯泡的电阻 的变化情况是什么？( 4 ）把本题中的小灯泡接到右图示电路中，若电源电动势 E= 2 . 0V , 内阻不计，定值电阻 R=5 ，则此时小灯泡的功率是_ W .3. 如图甲所示，x轴沿水平方向，有

10、一用钕铁硼材料制成的圆柱形强磁体M，其圆形端面分别为N极和S极，磁体的对称中心置于x轴的原点O。现有一圆柱形线圈C从x轴负方向较远处开始沿x轴正方向做匀速直线运动，圆形线圈的中心轴始终与x轴重合，且其圆面始终与x轴垂直，在线圈两端接一阻值R1000的定值电阻。现用两个传感器，一个测得通过圆环的磁通量随圆环位置的变化图像，如图乙所示；另一个测得R两端的电压随时间变化的图像，如图丙。已知在乙图像的图线上，x=6mm的点的切线斜率最大；图丙中时刻6s到10s之间的图线可近似的看成直线。则圆形线圈做匀速直线运动的速度大小是_m/s，6s至8s期间流过电阻R的电量是_C。某研究性学习小组利用右图所示电路

11、测量电池组的电动势E和内阻r，已知电流表内阻为0.2.根据实验数据绘出如下图所示的R1/I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E V，r 。（提示：由实验电路图，根据实验原理，求出R和1/I的函数表达式）103.01.02.0202468R/AI1ARE rS7某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用。他将一条形磁铁放在水平转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边。当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致。经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图像。（1）在图像记录的这段时间内，圆盘转动的快慢情况是_。（2）圆盘匀速转动时的周期为_s。（3）该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时。接照这种猜测（）（A）在t0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化，（B）在t0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化，（C）在t0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值，（D）在t0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值。友情提示：部分文档来自网络整理，供您参考！文档可复制、编制，期待您的好评与关注！5 / 5