歐 姆 定 律 + ^6 }& `# v2 Y s/ T4 ~
- i$ A* g$ Z2 z$ ]# E簡介:
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$ Y/ M# s! `/ j0 v C/ P* O' y1 P1 i: }, `/ q3 z6 z2 X2 I
實 驗 儀 器 數 量 $ l; G, G1 ]; o' X4 f8 P
電 燈 泡 1
3 m2 F( \, c3 W電 阻 器 ( 可 變 電 阻 ) 1 * E' M4 c; g Q# X- _
電 路 接 駁 線 2
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. ]. Q# Y% F; A% k+ |% Q/ `4 A 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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4 R8 X* f. a, [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 。$ A! x. v# A; ~' ]: k: l0 ^% J
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歐 姆 的 物 質! o3 z2 N: _9 i. g+ A- D' D4 ]
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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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& ]- r5 W7 h2 P當 電 阻 器 是 歐 姆 的 物 質 , 電 阻 (R)是 一 個 常 數 。
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! Q' h, V2 S4 I; B# F2 I 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 。: U$ O: K8 F* @! Y2 \0 [5 e
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下 載 工 作 紙
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' w# M7 i7 u6 u: D 實 驗 " R* w4 z& l0 }1 L7 A. Z* `8 i9 M
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歐 姆 定 律 / `' ~. u+ A" i. L* g O# g
" `9 B, T2 x2 x" ~8 x; Z 電 池 壽 命 $ s. B# i$ Z# H2 e* U/ g3 J3 ^
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步驟: ' I' b0 q( a3 s$ F0 v
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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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6 q t, Q: |+ N5 J) x# N1 n2. 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 。 .5 g+ @$ A' \9 n( g7 I+ _" h! n( _
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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 。
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6. 按 下 並 設 定 " Sample 1 "。( 參 照 圖 2 )+ ~: ~4 @1 s. Z& p3 {
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- q3 Q8 H, W- L" B. h3 n7. 將 "Scope" 設 定 成 輸 出 。3 m% ]. Z1 s% z
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+ d& G- m( }5 }3 B" \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 )。 6 ^1 G, K9 a' |5 P8 A. k( y
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/ R4 k2 A: Z$ \0 F, r7 {( y% X3 P0 O1 I將 記 錄 速 率 設 定 成 每 秒 二 百 樣 品 。
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# |2 |4 \6 ^5 G) w% [$ J9. 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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; A+ ^, D5 }7 P' k5 x3 r10. 如 圖 2 所 示 , 按 下 REC (記 錄 ) 按 鈕 來 記 錄 結 果 。
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* Z \1 P, w8 h6 s' b; a11. 將 Graph (圖 表) 轉 設 為 Output (輸 出), 以 分 析 資 料 。
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0 A" b) ]$ @! W L7 h12. 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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I4 D4 A# r1 S5 ]% @/ w& H0 n2 Q13. 按 Autoscale (自 動 比 率 ) 按 鈕 去 重 新 設 立 圖 表 大 小 。9 V* a6 ^# _% y( y% Y! E" q
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6 Q3 A$ O; W: V14. 按 下 按 鈕 去 進 行 統 計 工 作 。
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" {* K# m3 k' K8 P' c7 @: ]2 o4 r15. 按 下 按 鈕 去 分 析 圖 表 。
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; x- h- r5 ~5 m+ \9 [
16. 運 用 以 下 指 令 , 使 圖 表 調 節 至 適 當 比 例 :5 b; o: D& Y; T* x- I! M4 A4 {
->Curve Fit ->Linear Fit
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, g8 n$ K) p3 t- S" g- @--------------------------------------------------------------------------------
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8 g! k7 |+ o6 F0 U+ g' q+ c分析:
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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 。2 G5 [- `. \5 q* L5 W
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1. 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 {: u. ^% W0 u, _' u
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- F [0 q& ~' o% R) c* o( e3. 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& i& E+ B1 Q9 y
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4. 斜 度 的 物 理 解 釋 代 表 什 麼?
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5. 該 斜 度 是 不 是 如 電 阻 器 所 設 定 的 十 歐 姆?
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附加:
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$ ]# {5 L: q7 M+ u 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 A/ s6 D% V6 S& e" e
1 p$ C# \! b& a* Z 如 果 我 們 按 下 MON 按 鈕 , 電 燈 泡 會 有 什 麼 改 變? 3 g( N/ a8 e% K$ [- U! x' K/ _ a
圖 表 的 斜 度 是 直 線 嗎 ? 如 果 不 是 , 請 描 述 斜 度 的 改 變 。
_7 `, K: [$ c8 r, J% a圖 表 的 斜 度 和 電 燈 泡 的 光 度 有 什 麼 關 係? 9 T, i/ i x Y, `# V
由 此 可 見 , 電 燈 泡 的 電 阻 值 如 何 受 它 的 溫 度 影 響?
3 s6 X8 k9 e$ q4 L3 ~+ w/ A! k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? & n5 |1 P1 w! j
1 c% l0 ]- i1 {2 U4 E% t
3 A" F0 ?4 ^# b" Y* j3 F8 S! j3 c6 g4 b& v% N
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鳴謝
3 U3 V2 ^& G; Z) x! e! p; `3 [' Z迦 密 柏 雨 中 學 協 助 拍 攝 ,' w3 P) I! _0 ^3 O9 V) q
謹 此 致 謝 。 ! A9 O* R5 a& X; g
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& v6 W; P9 B, ]3 d8 a" D, _7 O1 M 觀看56K版本 觀看寬頻版本 % K; L& y, G$ {+ k. l
! q1 f) B% ?1 D* r* h) t' ?& a; g" l9 [: C* a4 J* N
下載56K版本
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