歐 姆 定 律 ) Q9 t/ U: G# u- Y
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簡介:
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$ @ Y* l+ D% j3 Z( \! o+ J! e 實 驗 儀 器 數 量
0 e2 u+ u; J: t# ?1 ?5 x8 h電 燈 泡 1 2 R2 S; ]2 r1 x* a. u" a
電 阻 器 ( 可 變 電 阻 ) 1
0 @, n+ j6 N2 x" Z# E; j/ ^電 路 接 駁 線 2 4 I7 V5 z# R. r- n: U0 K
- _ n7 t9 I: v3 ~2 a) J" y9 R
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( |5 x/ t, N) N- m4 E0 ? 簡 介 + X1 i# N( f2 }! Z( i* e
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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 : 9 a5 l$ L: o* g; O/ [3 l
' Q- d) _# P0 L2 o: NR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 。; n5 r! K6 M, H+ U4 w- V
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歐 姆 的 物 質2 @( {5 h4 G8 W& A
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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)。
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$ B! z4 \4 U8 B當 電 阻 器 是 歐 姆 的 物 質 , 電 阻 (R)是 一 個 常 數 。
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非 歐 姆 物 質 3 P6 |: s& c' T! O. d
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& B) q- P; m i& W' U7 G: _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 。* L/ [" h* d" z
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5 ^: Y* \' E6 v% O 下 載 工 作 紙
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* @* ~6 p, B8 u h! T. g 實 驗 0 H7 y9 a1 _7 U# L( k
2 P) M; s* q, n 歐 姆 定 律
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電 池 壽 命
, p) b4 L( K: n' z1 F8 O7 G- ] 2 @& \$ u" v: b7 K% S2 p6 I
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) K5 M3 q; h; \- D9 v6 p( a步驟: + m9 E% ^/ r3 }1 Q4 L. A( X
! R9 |1 i4 W+ z) {( F" l V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 。5 y- ~9 ^* O8 |$ X
( V2 q; y$ E# U5 F, z2. 在 視 窗 桌 面 上 按 兩 次 「 科 學 工 作 室 英 文 」 的 按 鈕 。
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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 。 ." U4 Z% a% z1 n; y: A
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4. 按 下 並 設 定 " Sample V "。( 參 照 圖 2 )0 u/ \* T5 V% ]' a& G
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0 C4 U: b% v' d! J' X; \
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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 。+ l: R9 l6 t) S: e
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0 b8 [/ m" E& `4 v! k" @7 E& F
2 s2 I9 T9 W' D, E( b1 k u
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+ W! M/ W: \5 b1 L9 R6. 按 下 並 設 定 " Sample 1 "。( 參 照 圖 2 )/ | K* U( r, D" Y; P) q/ u
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! e+ s+ f) V3 K1 b7. 將 "Scope" 設 定 成 輸 出 。
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. Y& `. v: H+ f- S1 ]
) |; w# t& q9 }& X) |
0 I/ W/ h6 k8 B7 F- L( w* p/ e8. 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 )。
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將 記 錄 速 率 設 定 成 每 秒 二 百 樣 品 。( f3 G0 J* q9 ^/ Y8 i9 F( g
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1 y0 d6 X# T& c9. 如 圖 2 所 示 , 按 下 MON(顯 示 器 ) 按 鈕 。 結 果 將 如 圖 5 般 顯 示 出 來 。
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0 K& ]/ t1 b6 g4 H; ^1 V " j7 }, I! P# s" z8 L
10. 如 圖 2 所 示 , 按 下 REC (記 錄 ) 按 鈕 來 記 錄 結 果 。
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11. 將 Graph (圖 表) 轉 設 為 Output (輸 出), 以 分 析 資 料 。
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12. 如 圖 6 所示 , 將 Y軸 設 定 成 電 壓 (V), 將 X軸 設 定 成 電 流 (I)。
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13. 按 Autoscale (自 動 比 率 ) 按 鈕 去 重 新 設 立 圖 表 大 小 。% Q% r% A1 ~. H$ M8 X2 v
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3 b X+ i; y* P. c
14. 按 下 按 鈕 去 進 行 統 計 工 作 。
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$ v" T2 D/ G% R" B- C4 M15. 按 下 按 鈕 去 分 析 圖 表 。, V$ g" K, Q$ g6 t
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16. 運 用 以 下 指 令 , 使 圖 表 調 節 至 適 當 比 例 :
# [* l( f! f0 K2 N; M5 m$ a4 w->Curve Fit ->Linear Fit
1 f- T" X( Q7 o: n" U8 I! Z / ]. y: L4 U( i/ b
9 e8 x$ b$ ]- ^: d* N5 X--------------------------------------------------------------------------------
; N. D3 ?" s' d# _4 c3 ?2 Y$ l. [) T p
分析: 0 d( b W( L' _7 c
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圖 9 所 顯 示 的 直 線 可 以 用 y = a1 + a2x 來 代 表 。 a1 及 a2 都 是 常 數 。! q/ Z# W6 Z$ {% c( Y V) p2 Y
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( R; X/ d& K. D" v
1. 該 直 線 的 斜 度 代 表 什 麼?& U$ s7 H6 {0 u- n; Z
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2. 該 直 線 的 斜 度 是 常 數 嗎?$ _% \, s: B) p2 s
& ~: I. t2 X! W: |5 M$ l& u9 c: H8 [
+ v" I6 P7 q& x3. 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?
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4. 斜 度 的 物 理 解 釋 代 表 什 麼?$ _; i: r8 ?7 j
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( I# k; K! o7 o# ~+ j# d* f5. 該 斜 度 是 不 是 如 電 阻 器 所 設 定 的 十 歐 姆? ' I5 e7 R# }- z/ S- N8 O% |. i8 T
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# h) L9 p6 s) b6 p6 F: r2 n. Y- {
, ~3 Q* S: ?& s3 b6 b* D--------------------------------------------------------------------------------5 K4 \ m$ I9 Q i- n* ~
7 t6 Y1 |2 \$ k1 C5 C7 `; F
附加:
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6 m- x4 y6 K" ^: r% ]* Y 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 。
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如 果 我 們 按 下 MON 按 鈕 , 電 燈 泡 會 有 什 麼 改 變?
+ _* k: ], U( r% X! k* j4 l圖 表 的 斜 度 是 直 線 嗎 ? 如 果 不 是 , 請 描 述 斜 度 的 改 變 。 2 w" f4 A% _8 W! D* i* t! B* O% j2 i
圖 表 的 斜 度 和 電 燈 泡 的 光 度 有 什 麼 關 係? 1 `- G, I( V# i H: I
由 此 可 見 , 電 燈 泡 的 電 阻 值 如 何 受 它 的 溫 度 影 響? " U$ {5 c. q% U, t9 K6 E
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?
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" _* h% k5 M, X* d0 w鳴謝
9 J B, W, o4 p( S迦 密 柏 雨 中 學 協 助 拍 攝 ,
' B; u, S- V- U, F謹 此 致 謝 。
6 I+ \6 C5 X' f, ~, C6 d- C* L / D& ^0 r4 x3 ~2 D5 m7 Y
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