歐 姆 定 律 8 F$ }6 Z5 N C- t2 O
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簡介:4 X1 ?: r* e r& u$ x; ^
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實 驗 儀 器 數 量
1 J8 z! }8 b. b! D! [! w/ a V電 燈 泡 1 ' q$ r8 _7 p% u( x5 e+ q3 h5 i v
電 阻 器 ( 可 變 電 阻 ) 1
}& e6 {# u8 `電 路 接 駁 線 2
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簡 介 4 |1 X5 K" ~9 Y; E5 S2 m3 K% t
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4 o; c6 J3 r3 S+ R+ i8 ?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 : # L5 t& O/ ?- o6 F8 u B
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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 。" v! R( S: G/ `! A4 H5 T
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/ P7 y# x2 ~& O* p7 H: ` 歐 姆 的 物 質
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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)。 2 }7 D" h8 J/ y
1 I5 p1 C8 f! G+ h5 I7 j當 電 阻 器 是 歐 姆 的 物 質 , 電 阻 (R)是 一 個 常 數 。
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& L2 u' Z7 z, v) r4 T( H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 。6 ~! w/ D+ l+ z1 v+ p L% `
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下 載 工 作 紙
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實 驗 & r Y: e& M2 Z9 L" ?( ~
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5 b7 \: p% H4 l2 U5 r# `3 h9 W 電 池 壽 命 + J* E. N, g, S: v1 R
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步驟: ) @& z; f$ K3 Q2 u. }$ `* f
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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 。
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2. 在 視 窗 桌 面 上 按 兩 次 「 科 學 工 作 室 英 文 」 的 按 鈕 。! c' l( I" }$ ?+ F! l
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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 。 .
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/ U0 z: b- k6 s! {. r# x4. 按 下 並 設 定 " Sample V "。( 參 照 圖 2 )) R6 Y! V, M. c
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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 。1 _! B+ h/ i& o; A
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. I9 x/ }. ?# V. }6. 按 下 並 設 定 " Sample 1 "。( 參 照 圖 2 )9 U G' v7 ~9 `' y% O
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7. 將 "Scope" 設 定 成 輸 出 。
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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 )。 & G- C s& Z- }1 j. o1 x1 `
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將 記 錄 速 率 設 定 成 每 秒 二 百 樣 品 。
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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 。
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10. 如 圖 2 所 示 , 按 下 REC (記 錄 ) 按 鈕 來 記 錄 結 果 。! v7 a) F' M( U" N* [+ T
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11. 將 Graph (圖 表) 轉 設 為 Output (輸 出), 以 分 析 資 料 。
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: y# z/ G/ [; p' B" _$ Q" F5 W, y12. 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 。
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/ B l# Q! b Y14. 按 下 按 鈕 去 進 行 統 計 工 作 。
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& l3 L% d) w) i7 a2 b( k0 Q15. 按 下 按 鈕 去 分 析 圖 表 。
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16. 運 用 以 下 指 令 , 使 圖 表 調 節 至 適 當 比 例 :, \; f/ K# w2 x5 b( Z
->Curve Fit ->Linear Fit # c. _: e9 P/ Y) `
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2 U) [$ x$ u7 n+ [
圖 9 所 顯 示 的 直 線 可 以 用 y = a1 + a2x 來 代 表 。 a1 及 a2 都 是 常 數 。/ v2 l7 p1 O3 h) [
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9 u# @ P# }% T, v' M L1. 該 直 線 的 斜 度 代 表 什 麼?
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2. 該 直 線 的 斜 度 是 常 數 嗎?8 C' h8 ]9 G; G! @+ P5 ]1 t
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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?
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i1 u% l/ x4 q4. 斜 度 的 物 理 解 釋 代 表 什 麼?: G$ y6 h% Q: v C6 @. v
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# v( @+ x7 T# b# W: Y& W6 r, u7 P8 ]5. 該 斜 度 是 不 是 如 電 阻 器 所 設 定 的 十 歐 姆? ) }: f" L# E1 G" R- t
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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?
8 _8 i$ W" o h" E圖 表 的 斜 度 是 直 線 嗎 ? 如 果 不 是 , 請 描 述 斜 度 的 改 變 。 * _! q3 o& b. z+ e% ~3 f
圖 表 的 斜 度 和 電 燈 泡 的 光 度 有 什 麼 關 係? ( {+ G+ d. @8 k8 p, k/ p" h
由 此 可 見 , 電 燈 泡 的 電 阻 值 如 何 受 它 的 溫 度 影 響? / z% M1 y9 n$ p; m! R# J2 C" F7 _' Y
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? / `! R' |/ r% |) r& I; u
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鳴謝
5 t2 O$ P0 {* p. v6 S迦 密 柏 雨 中 學 協 助 拍 攝 ,
0 M: g d7 R5 O, K. U' L) X) M# v; b謹 此 致 謝 。 & c0 Z0 b- l# N& q
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. \$ o4 q4 I1 ?: t. o2 K 觀看56K版本 觀看寬頻版本
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