歐 姆 定 律
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* D0 G6 p2 K6 G2 a) t- T# D簡介:
) K* B3 q# o* [1 P% S$ G U. j4 j6 _, m! x7 [ X& \
3 N; C: Q. K1 k. T 實 驗 儀 器 數 量
% _5 p c# Q3 p. B電 燈 泡 1
1 }# R. A# Y5 C" Y4 \2 x電 阻 器 ( 可 變 電 阻 ) 1 ( `- {7 `0 d8 \$ c8 h/ L
電 路 接 駁 線 2
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簡 介
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' \1 |/ ] U& h% G' G3 ^8 S! u8 y9 s. |6 \$ s
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 : ; J7 P, r2 f. S9 ?( d0 s
5 L$ O5 f7 t" d; v. CR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 。6 S1 W; t3 e6 i) K; v/ P1 r4 l
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$ t& c9 W/ W5 L; M/ ~ 歐 姆 的 物 質' d; Q2 I! [, H' |8 B
# }+ `" ]; ?2 m2 Q+ Q7 e
' S0 }6 o+ @1 t1 l1 E5 y: Q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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0 |8 Y% B, V: U6 w; u3 @當 電 阻 器 是 歐 姆 的 物 質 , 電 阻 (R)是 一 個 常 數 。
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5 c3 m: @$ m0 U* i F$ w; m) b# D% S" u 非 歐 姆 物 質 & }7 ?' s1 u0 z! F+ j3 R; Q
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) I* I0 t7 O6 L* }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 。
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+ w5 ]. y" U6 u1 C& j 下 載 工 作 紙( w% n' W4 v" r- N/ f# r
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歐 姆 定 律
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電 池 壽 命
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/ P" V F0 k8 n k9 c! Q2 ^步驟: / z. R- O! a5 D
- x# R* `1 a* a* C: x8 n! J. q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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5 H, @3 f/ T% e1 g1 K7 q2. 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 。 .1 W5 E* j- ~- ?/ l4 }% H5 s
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4. 按 下 並 設 定 " Sample V "。( 參 照 圖 2 )
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, G% X+ F9 j, t3 W( S5. 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 k2 r3 ~+ m( J% e# s, r" ]: }7 N
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$ `% V. \8 Q" R" Y' z( Y6. 按 下 並 設 定 " Sample 1 "。( 參 照 圖 2 )8 M- I) T' r7 t5 p
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7. 將 "Scope" 設 定 成 輸 出 。
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) @9 F/ }5 |& y8. 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 )。 ) S+ |$ H+ e, @3 q( x. R& m1 E0 Y
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將 記 錄 速 率 設 定 成 每 秒 二 百 樣 品 。" @+ `+ y K+ k! H# Z4 ]
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, Z: C; i4 a: [+ U9. 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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! Y/ D" B ^) {# ?" g; A7 |10. 如 圖 2 所 示 , 按 下 REC (記 錄 ) 按 鈕 來 記 錄 結 果 。! u# q1 N% ?9 P0 y! b& R9 N
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9 R$ o( j' X4 D D- _* ?11. 將 Graph (圖 表) 轉 設 為 Output (輸 出), 以 分 析 資 料 。4 r1 w4 Q, g* U, m5 D7 }8 m
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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 。
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; ^9 z0 d' d6 v6 ~14. 按 下 按 鈕 去 進 行 統 計 工 作 。1 `4 t, h. z6 w5 J8 h# T
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15. 按 下 按 鈕 去 分 析 圖 表 。( W# a. i( q: ] E; Q
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16. 運 用 以 下 指 令 , 使 圖 表 調 節 至 適 當 比 例 :
) P1 [ D, \1 z5 e {5 }* y->Curve Fit ->Linear Fit - o5 @, ]4 B& R% \% A! ?4 v+ N
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6 n$ n ^7 L$ S' |0 B--------------------------------------------------------------------------------/ g+ O8 E# S) _" e' o% r
" W; L3 \4 j- G2 }" h3 v分析:
( M D: ]3 ]1 ?% w3 V
+ d7 e5 k& R: i圖 9 所 顯 示 的 直 線 可 以 用 y = a1 + a2x 來 代 表 。 a1 及 a2 都 是 常 數 。
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5 X3 Q2 A7 @' H. f& Z1. 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?
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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?' D) d: z8 W+ B4 x% x. c! A, m
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& j! R$ A: a3 G6 }2 ?3 e( I" F& b4. 斜 度 的 物 理 解 釋 代 表 什 麼?* w" I) g D* l+ p" p; R0 h
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5. 該 斜 度 是 不 是 如 電 阻 器 所 設 定 的 十 歐 姆? % H% J$ Q G; Y/ m. A0 z
; K; Q( e, ]" h- J& C9 m$ T- v' `4 Y9 y+ J* {# X+ i
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/ n) \+ e$ ^9 p: O! }3 K' k/ J附加:
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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 。 7 c4 B7 M4 i, e
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如 果 我 們 按 下 MON 按 鈕 , 電 燈 泡 會 有 什 麼 改 變?
* s' V; F: y+ m# d圖 表 的 斜 度 是 直 線 嗎 ? 如 果 不 是 , 請 描 述 斜 度 的 改 變 。
; F, Y0 S* L* V$ x4 t圖 表 的 斜 度 和 電 燈 泡 的 光 度 有 什 麼 關 係?
; {- W2 C$ F7 F+ C3 ^由 此 可 見 , 電 燈 泡 的 電 阻 值 如 何 受 它 的 溫 度 影 響? . [7 U: U% r( G9 ]( 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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鳴謝
- \+ N5 Y: P3 N6 M2 P5 v. M迦 密 柏 雨 中 學 協 助 拍 攝 ,
( o0 z) B; k$ i1 c4 n* H謹 此 致 謝 。 5 M; K1 |) Y6 {( G4 d8 G
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