歐 姆 定 律
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簡介:: G7 S1 A5 T( r: l2 c! v
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( A9 B& N3 R- D
實 驗 儀 器 數 量
4 S! W" }0 \$ B, x Q2 V# _+ E電 燈 泡 1 0 x h5 B/ F+ L1 r. N1 z, F
電 阻 器 ( 可 變 電 阻 ) 1 7 [" g, z5 J L2 W5 P# ?+ A; u
電 路 接 駁 線 2
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簡 介 7 p% C; m) E8 |1 G+ J' Z* d
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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 : : j4 Y$ c6 z4 x# n' u
3 Y1 K9 C. \% j6 z, G5 a' 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 。) a2 n6 k$ B2 M" P2 q
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歐 姆 的 物 質2 }; f; m3 j2 Z8 C5 k
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/ _. A- [, t4 q! T3 y; V6 p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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: \; {. }# E" \% B/ R: {8 ~當 電 阻 器 是 歐 姆 的 物 質 , 電 阻 (R)是 一 個 常 數 。
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3 A' |- e9 a' x/ M 非 歐 姆 物 質 ( _- L# t' i$ d$ M
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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 。# j* @6 D, Q; J- t0 h0 v
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) K) s9 w5 z( |/ Y+ H0 w! M# z 下 載 工 作 紙
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# E+ w1 j$ h) A 實 驗
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歐 姆 定 律 6 T; l% e: y' I" ?4 M
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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 。2 J8 E" G% q- Z2 i# {, t: K0 m
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2. 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 v# d0 B! g$ h9 I
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& x/ [. \% ^3 A6 j4. 按 下 並 設 定 " Sample V "。( 參 照 圖 2 )& \/ N; R, T/ z% C1 S, l) U
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) w x; e) D" l; l: h& b- j5. 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 。4 y1 U( x% x. x3 _
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" Z0 B' V# v, b
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6. 按 下 並 設 定 " Sample 1 "。( 參 照 圖 2 )
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8 ]* E y* K- ^& p3 C! y7. 將 "Scope" 設 定 成 輸 出 。
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; Y% E9 C9 T/ [$ ^* R0 J3 P8. 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 )。
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將 記 錄 速 率 設 定 成 每 秒 二 百 樣 品 。; V+ u# d# n o% Z
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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 。' y3 l% f6 m& {% l6 ^
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10. 如 圖 2 所 示 , 按 下 REC (記 錄 ) 按 鈕 來 記 錄 結 果 。8 M; G/ r g, G- R+ ?8 T. u
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11. 將 Graph (圖 表) 轉 設 為 Output (輸 出), 以 分 析 資 料 。
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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 。* J% A# h3 q4 f9 i y. Y6 }
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15. 按 下 按 鈕 去 分 析 圖 表 。
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9 ?7 h9 r# t' N16. 運 用 以 下 指 令 , 使 圖 表 調 節 至 適 當 比 例 :* m: t0 ]% D) k2 \5 f5 f( M
->Curve Fit ->Linear Fit
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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 。" |, s( f( v! m; Q/ o. Z$ Z
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1 w8 h3 S9 U+ B' x3 z8 B1. 該 直 線 的 斜 度 代 表 什 麼?. B) p% K1 }. ]/ Y h
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6 t; F6 D0 I) z3 ?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?
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1 t6 ~. p7 a0 s9 w& }- g6 ]
4. 斜 度 的 物 理 解 釋 代 表 什 麼?1 f* i& ?; b. Z1 F; s% X* u4 @
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5. 該 斜 度 是 不 是 如 電 阻 器 所 設 定 的 十 歐 姆? " _5 ]% i% a! \. \
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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?
3 B0 n8 W: |, @% o2 a+ Z" k圖 表 的 斜 度 是 直 線 嗎 ? 如 果 不 是 , 請 描 述 斜 度 的 改 變 。 ) P# ]9 R* Z q1 g0 m: W$ I
圖 表 的 斜 度 和 電 燈 泡 的 光 度 有 什 麼 關 係? - @+ T& |$ v! F r7 ~& F, ~3 }
由 此 可 見 , 電 燈 泡 的 電 阻 值 如 何 受 它 的 溫 度 影 響? 3 m9 g( S) A% H6 G: F9 V/ 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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# e. k5 A; i( \1 b6 {鳴謝' D4 w; q1 `! Q0 {
迦 密 柏 雨 中 學 協 助 拍 攝 ,
1 |) [, |8 W% z謹 此 致 謝 。 6 [3 J: ~: c# h& p
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