歐 姆 定 律
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簡介:5 H! U* v" z: a1 [% g% a# E
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實 驗 儀 器 數 量 & n+ Y2 f2 W3 r; Q1 v
電 燈 泡 1
6 f2 W% r% @8 h2 `電 阻 器 ( 可 變 電 阻 ) 1
7 V0 R$ U. Z/ M" m3 p% q電 路 接 駁 線 2 : c% C7 p) ~4 }) i! ~4 U, r" p
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簡 介 u) _7 A3 k4 ], [
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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 : / ?! U% u7 S. b, T1 Z2 o
: ~9 s9 k( B4 M( uR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 。
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- M" k5 s! k+ M1 x6 U! M/ f; t 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)。
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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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非 歐 姆 物 質
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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 。# s0 M2 Y: i R. s) N. }; t. I
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下 載 工 作 紙" x- O% @" M, o+ d7 [1 c
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R9 [" n4 S* s k6 n, Q' }9 J 實 驗
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電 池 壽 命 1 ?) c- M5 N E& P
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- u2 b9 |$ e' Z2 ]步驟: $ _& v n6 w3 t3 q% k' m- b
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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 。/ t; m4 g9 h, w0 S& ~
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" I7 X8 A. j6 V* p9 s$ i3. 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. 按 下 並 設 定 " Sample V "。( 參 照 圖 2 )
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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 。- t6 h8 @% [1 u1 L8 K
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6. 按 下 並 設 定 " Sample 1 "。( 參 照 圖 2 )
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5 c8 b5 R$ v# _ q) l7. 將 "Scope" 設 定 成 輸 出 。" Z$ j* c" s# b. e1 f; F: Z/ V
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$ ]& `) Y C* W& O$ o/ i8. 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 )。 4 ~) S0 O: b3 [* m. [$ d: g: z; s7 B
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將 記 錄 速 率 設 定 成 每 秒 二 百 樣 品 。: e) k; @# ]% r) V& z! _% W! q0 c
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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 。& t! c; I/ e* D& k/ ?8 p$ P1 C; X; O
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11. 將 Graph (圖 表) 轉 設 為 Output (輸 出), 以 分 析 資 料 。' v1 D' D K4 p% c
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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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14. 按 下 按 鈕 去 進 行 統 計 工 作 。
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15. 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 :8 N& X+ d3 Q. `
->Curve Fit ->Linear Fit % g7 K. c& k4 y; q1 e
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分析:
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2 J p& f) X( w- i# v* O! Q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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1. 該 直 線 的 斜 度 代 表 什 麼?9 X6 U0 F2 J: ]! [8 Y3 p* k3 ]1 v; c" U' W
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1 @9 L0 G M4 o/ u3 E" ` u2. 該 直 線 的 斜 度 是 常 數 嗎?9 k3 Z8 ~9 j; o1 o$ V$ i
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3 V3 {. c3 F6 T' B' f2 ^; W0 y3. 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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8 N: g/ g5 Z! c' j% J& y+ [9 V4. 斜 度 的 物 理 解 釋 代 表 什 麼?8 C' H3 i/ j* ~9 O% ^" i7 L
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" V* S0 Y$ b- Z6 d4 a# ^5. 該 斜 度 是 不 是 如 電 阻 器 所 設 定 的 十 歐 姆? % c! ~8 c8 w$ |- h, r2 e
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6 R# J2 n! p H$ g s, y- P$ h1 f3 n: L
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: Z" R$ E" j+ |8 T h9 }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 。
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如 果 我 們 按 下 MON 按 鈕 , 電 燈 泡 會 有 什 麼 改 變? % v* u4 J$ [ h- |7 l1 i
圖 表 的 斜 度 是 直 線 嗎 ? 如 果 不 是 , 請 描 述 斜 度 的 改 變 。 ' o3 w z& P2 ]% ?
圖 表 的 斜 度 和 電 燈 泡 的 光 度 有 什 麼 關 係?
K1 y( q0 h9 Y* F9 |- K% O由 此 可 見 , 電 燈 泡 的 電 阻 值 如 何 受 它 的 溫 度 影 響?
* I( \" _/ v: X* g2 A4 q) n- u$ {' q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? ' P' [ n2 G% f6 S5 Y
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- d2 l3 w( D; p6 o* D鳴謝/ W. F, ?# b- ~" N% Y7 v
迦 密 柏 雨 中 學 協 助 拍 攝 ,# Y/ F) H- @, G# q
謹 此 致 謝 。 $ y' K5 p& o3 D2 F' y
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$ _. n% y; }" z8 Y7 w 觀看56K版本 觀看寬頻版本 % U; }! B# D. ?# i( g$ `6 |
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