歐 姆 定 律
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2 S: v" m0 x0 L& Q$ e簡介:( S# z0 {, X0 P) J( G
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實 驗 儀 器 數 量 2 e# w2 d3 L, T
電 燈 泡 1 2 g$ c: Y u$ @. J* j) z
電 阻 器 ( 可 變 電 阻 ) 1 ! q6 \7 v$ X* {' v8 a# a
電 路 接 駁 線 2 # G8 k9 [1 p+ B6 B7 c, Z" j
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簡 介
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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 :
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! R' S' D5 G0 X$ C1 T/ I4 v' y1 n. gR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 。. }3 A, I7 l( y5 `
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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)。 & _- H8 e2 k8 r8 }4 `) N
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當 電 阻 器 是 歐 姆 的 物 質 , 電 阻 (R)是 一 個 常 數 。
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8 A* Y+ Y g2 F A' l: ~. y 非 歐 姆 物 質 5 A; f! s" o+ n$ \4 H1 t
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4 Q! Z2 E: I% W k; A) e" k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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下 載 工 作 紙
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! Q5 N8 f) e4 l- }, A" Q 實 驗 7 V! B' X3 [; T5 _& M% X
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歐 姆 定 律
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( V( J. @3 @) D- p 電 池 壽 命
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步驟:
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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 。 C9 s& a2 o. \0 ]1 }$ [& d
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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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4 T& F* {8 y9 @( W' H- C4. 按 下 並 設 定 " Sample V "。( 參 照 圖 2 )- z: q) @0 H' n7 r+ Y5 s% L
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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 。2 J# _. @( h- ?- B
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) l* J* L; B+ S3 x6. 按 下 並 設 定 " Sample 1 "。( 參 照 圖 2 )8 g. m7 S- f0 w s
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; Y* i* p* W7 O* x! @, \6 @7. 將 "Scope" 設 定 成 輸 出 。" H* Z. f) H- C* \
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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 )。 7 c: J. G1 u$ ] \% [2 l I
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將 記 錄 速 率 設 定 成 每 秒 二 百 樣 品 。
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: p7 z0 ^1 I; w: m9. 如 圖 2 所 示 , 按 下 MON(顯 示 器 ) 按 鈕 。 結 果 將 如 圖 5 般 顯 示 出 來 。9 I/ } @4 a6 v
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10. 如 圖 2 所 示 , 按 下 REC (記 錄 ) 按 鈕 來 記 錄 結 果 。6 x9 V, L& B6 u2 L0 P3 b
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4 f. G' l% [ Y11. 將 Graph (圖 表) 轉 設 為 Output (輸 出), 以 分 析 資 料 。# T: [4 {9 c; e1 r
; a( G, d# K. E$ U+ u9 X* a2 @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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+ d$ Y, X) O6 _13. 按 Autoscale (自 動 比 率 ) 按 鈕 去 重 新 設 立 圖 表 大 小 。8 J$ h9 j Y8 y& s" a
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14. 按 下 按 鈕 去 進 行 統 計 工 作 。$ F1 }+ ~. w$ C$ ^" P ^( W0 J1 T1 X
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15. 按 下 按 鈕 去 分 析 圖 表 。
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1 c8 }7 e% ]/ Q& X7 J F
16. 運 用 以 下 指 令 , 使 圖 表 調 節 至 適 當 比 例 :
* V& E, U) N3 |2 n->Curve Fit ->Linear Fit ) h4 K4 F. e+ s& c: O
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9 Q1 v$ D2 L* X$ V# w4 N--------------------------------------------------------------------------------
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" G" o8 [ z. p; g; j分析: ! j, S. ^, a7 o3 q+ C
" t7 t! L$ q5 s9 A2 C圖 9 所 顯 示 的 直 線 可 以 用 y = a1 + a2x 來 代 表 。 a1 及 a2 都 是 常 數 。3 [9 S' E4 g( k% k7 @) _
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1. 該 直 線 的 斜 度 代 表 什 麼? z/ X$ {, `* ]+ T, F
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8 i3 j4 w$ t1 W( ?4 ^) h7 }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?, H# c: k$ Z, O/ V; w6 N. p
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4. 斜 度 的 物 理 解 釋 代 表 什 麼?' u o% [- B2 Q. u( p0 v
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3 X6 r) w5 O& }$ q9 A5. 該 斜 度 是 不 是 如 電 阻 器 所 設 定 的 十 歐 姆? 0 ~+ H4 p2 i4 S1 s2 L
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3 x9 Q8 Z% r. e5 S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 。 , ~4 u/ ]' g& [) W
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如 果 我 們 按 下 MON 按 鈕 , 電 燈 泡 會 有 什 麼 改 變?
; g4 z$ ^! ]/ W9 j9 s圖 表 的 斜 度 是 直 線 嗎 ? 如 果 不 是 , 請 描 述 斜 度 的 改 變 。
6 y- |+ ]. h8 [: I. o) C8 H圖 表 的 斜 度 和 電 燈 泡 的 光 度 有 什 麼 關 係? 9 q h Q( A2 B; A
由 此 可 見 , 電 燈 泡 的 電 阻 值 如 何 受 它 的 溫 度 影 響?
7 }- ?* n: q- L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? 0 \ P+ _, _5 Q
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鳴謝! n" F% i& j8 E! B
迦 密 柏 雨 中 學 協 助 拍 攝 ,
4 N& ~! ^4 j+ y: @- [謹 此 致 謝 。 5 Y! x9 Z5 C) V
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