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歐 姆 定 律

簡介:

 
實 驗 儀 器 數 量
電 燈 泡 1
電 阻 器 ( 可 變 電 阻 ) 1
電 路 接 駁 線 2

 

 

簡 介

歐 姆 發 現 了 當 電 流 (I)穿 過 了 電 阻 , 電 壓 (V)將 會 改 變 。 電 壓 和 電 流 的 關 係 可 以 從 下 列 程 式 表 達 :


R代 表 電 阻 器 中 的 電 阻 值 。 換 句 話 來 說 , 當 電 壓 增 加 時 , 電 流 亦 相 對 增 加 。 它 們 的 比 例 常 數 正 是 電 阻 值 。

 

 

歐 姆 的 物 質

如 果 當 電 壓 流 過 電 阻 時 , 電 壓 和 電 流 呈 一 個 正 比 的 關 係 , 電 阻 器 就 算 是 歐 姆 的 物 質 。 當 我 門 將 電 壓 (V)和 電 流 (I)畫 成 圖 表 來 看 , 該 圖 線 的 斜 度 便 是 電 阻 值 (R)。


當 電 阻 器 是 歐 姆 的 物 質 , 電 阻 (R)是 一 個 常 數 。

 

 

非 歐 姆 物 質

電 燈 泡 燈 絲 的 電 阻 值 會 隨 著 它 加 熱 和 冷 卻 而 改 變 。 如 果 我 們 將 電 燈 泡 放 在 高 交 流 電 頻 率 的 電 路 上 , 燈 絲 不 會 有 足 夠 的 時 間 冷 卻 ; 因 此 , 該 電 燈 泡 會 維 持 一 個 不 變 的 溫 度 , 電 阻 也 會 比 較 穩 定 。 但 是 若 電 頻 率 較 低 , 燈 絲 會 有 足 夠 的 時 間 冷 卻 , 其 電 阻 值 也 會 隨 著 溫 度 而 改 變 。

 

 


 


步驟:

研 究 電 阻 器 中 的 電 阻 值
1. 將 「科 學 工 作 室 介 面」( Science Workshop interface ) 及 手 提 電 腦 連 接 , 然 後 將 它 們 開 動 。
2. 在 視 窗 桌 面 上 按 兩 次 「 科 學 工 作 室 英 文 」 的 按 鈕 。

3. 根 據 圖 1 所 示 , 連 接 電 路 。 將 電 阻 箱 的 電 阻 值 調 較 至 10 歐 姆 。 .

4. 按 下 並 設 定 " Sample V "。( 參 照 圖 2 )



5.

在 交 流 電 波 形 儀 錶 板 上 , 選 擇 以 下 的 波 形 。 輸 入 振 幅 為 3 伏 特 , 頻 率 為 10 赫 茲 。 並 設 定 自 動 功 率 輸 出 。


6. 按 下 並 設 定 " Sample 1 "。( 參 照 圖 2 )


7. 將 "Scope" 設 定 成 輸 出 。


8. 將 Y軸 設 定 成 電 壓 (V)(每 區 為 1,000 伏 特 )。 將 X軸 設 定 成 電 流 (每 區 為 2,000 伏 特 )。


將 記 錄 速 率 設 定 成 每 秒 二 百 樣 品 。


9. 如 圖 2 所 示 , 按 下 MON(顯 示 器 ) 按 鈕 。 結 果 將 如 圖 5 般 顯 示 出 來 。

10. 如 圖 2 所 示 , 按 下 REC (記 錄 ) 按 鈕 來 記 錄 結 果 。

11. 將 Graph (圖 表) 轉 設 為 Output (輸 出), 以 分 析 資 料 。
12. 如 圖 6 所示 , 將 Y軸 設 定 成 電 壓 (V), 將 X軸 設 定 成 電 流 (I)。

13. 按 Autoscale (自 動 比 率 ) 按 鈕 去 重 新 設 立 圖 表 大 小 。

14. 按 下 按 鈕 去 進 行 統 計 工 作 。

15. 按 下 按 鈕 去 分 析 圖 表 。

16.
運 用 以 下 指 令 , 使 圖 表 調 節 至 適 當 比 例 :
->Curve Fit ->Linear Fit
 


分析:


圖 9 所 顯 示 的 直 線 可 以 用 y = a1 + a2x 來 代 表 。 a1 及 a2 都 是 常 數 。

1. 該 直 線 的 斜 度 代 表 什 麼?

2. 該 直 線 的 斜 度 是 常 數 嗎?

3. 重 覆 以 上 實 驗 , 但 這 一 次 我 們 將 設 定 (圖 4 )改 變 。 頻 率 改 變 為 0.1赫 茲 。 這 一 次 實 驗 中 , 圖 表 的 斜 率 是 常 數 嗎?

4. 斜 度 的 物 理 解 釋 代 表 什 麼?

5. 該 斜 度 是 不 是 如 電 阻 器 所 設 定 的 十 歐 姆?




附加:

我 們 用 電 燈 泡 取 代 電 阻 器 , 重 覆 實 驗 一 次 。 狀 態 如 以 下 改 變 : 頻 率 0.1赫 茲 , 記 錄 速 率 每 秒 五 十 樣 品 。 按 MON按 鈕 去 測 試 能 否 得 到 正 確 結 果 。 這 次 實 驗 需 要 等 待 約 三 十 秒 。
如 果 我 們 按 下 MON 按 鈕 , 電 燈 泡 會 有 什 麼 改 變?
圖 表 的 斜 度 是 直 線 嗎 ? 如 果 不 是 , 請 描 述 斜 度 的 改 變 。
圖 表 的 斜 度 和 電 燈 泡 的 光 度 有 什 麼 關 係?
由 此 可 見 , 電 燈 泡 的 電 阻 值 如 何 受 它 的 溫 度 影 響?
如 果 我 們 將 頻 率 由 0.1赫 茲 增 加 至 10赫 茲, 斜 度 會 有 什 麼 改 變?


影片下載:

鳴謝
迦 密 柏 雨 中 學 協 助 拍 攝 ,
謹 此 致 謝 。
 
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