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[!--downpath--](1)鉛筆芯(主要成分是石墨)和鐵線是導(dǎo)體;
(2)把鉛筆芯或鐵線與定值電阻串聯(lián),用電流表測(cè)量電路的電流,設(shè)計(jì)的電路圖如下:
(3)①按照設(shè)計(jì)圖連接好電路;
②將鉛筆芯接入電路的點(diǎn)M和點(diǎn)N上,記錄電流表的示數(shù);
③將鐵線接入電路的點(diǎn)M和點(diǎn)N上,記錄電流表的示數(shù);
④比較兩次電流表的示數(shù),分析兩導(dǎo)體電阻的大小.
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.針對(duì)各種非線性電阻元件的特性,選擇一定的實(shí)驗(yàn)方法,設(shè)計(jì)合適的檢測(cè)電路,選擇配套的實(shí)驗(yàn)器材,測(cè)繪出它們各自的伏安特性曲線。
2.學(xué)習(xí)從實(shí)驗(yàn)曲線獲取有關(guān)信息的方法。
3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果,比較各種非線性電阻的特性,并從理論上進(jìn)行分析討論。
教學(xué)要求
1.任選兩種以上的非線性元件,分別測(cè)出它們的伏安特性曲線、動(dòng)態(tài)阻值,研究它們隨電流等狀態(tài)、環(huán)境參量變化的關(guān)系,得出擬合曲線方程。
2.在粗測(cè)的基礎(chǔ)上,根據(jù)電阻特性,選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)檢測(cè)電路,確定測(cè)量?jī)x表的量程、等級(jí),盡量減小測(cè)量不確定度。對(duì)同一元件選用兩種不同的儀器和方法進(jìn)行測(cè)量,比較分析它們對(duì)元件特性測(cè)量的影響。
實(shí)驗(yàn)器材
各種非線性元件(照明電珠,整流二極管,穩(wěn)壓二極管,發(fā)光二極管,光敏二極管,熱敏電阻,硅光電池,低壓氖泡等),電流表,電壓表,穩(wěn)壓電源,變阻器,標(biāo)準(zhǔn)電阻,示波器,晶體管特性儀等(供選用)
實(shí)驗(yàn)提示
若電阻元件的伏安特性曲線呈直線,稱為線性電阻;若呈曲線,稱為非線性電阻。非線性伏安特性所反映出來(lái)的規(guī)律總是與一定的物理過(guò)程相聯(lián)系的。利用非線性元件的特性可以研制各種新型的傳感器、換能器,在溫度、壓力、光強(qiáng)等物理量的檢測(cè)和自動(dòng)控制方面都有廣泛的應(yīng)用。對(duì)非線性電阻特性及規(guī)律的研究,有助于加深對(duì)有關(guān)物理過(guò)程、物理規(guī)律及其應(yīng)用的理解和認(rèn)識(shí)。
1. 動(dòng)態(tài)電阻
非線性電阻元件伏安特性曲線上某點(diǎn)切線的斜率,稱為此電阻元件在該點(diǎn)(工作狀態(tài)下)的動(dòng)態(tài)電阻。記作
顯然,線性電阻的動(dòng)態(tài)電阻是常數(shù),其值與按歐姆定律定義的直流電阻相等。而非線性電阻的動(dòng)態(tài)電阻與直流電阻是不同的,非線性電阻的動(dòng)態(tài)電阻是變量,是狀態(tài)的函數(shù),非線性電阻元件的動(dòng)態(tài)電阻與功率的關(guān)系是它的一個(gè)重要性質(zhì)。
2.若導(dǎo)體的溫度保持不變,伏安特性曲線是一條直線。但是,當(dāng)有電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)被加熱,進(jìn)而溫度升高,電阻增大,伏安特性曲線變成一條曲線。
3.非線性電阻元件的伏安特性及其反映的規(guī)律,總是與一定的物理過(guò)程相聯(lián)系的。所以,研究非線性電阻元件的特性和規(guī)律,有助于對(duì)有關(guān)物理過(guò)程的認(rèn)識(shí)和理解。
報(bào)告要求
1. 寫明準(zhǔn)備進(jìn)行哪些項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)研究。
2. 寫明所選用的實(shí)驗(yàn)方法、測(cè)量電路、儀器規(guī)格和具體實(shí)驗(yàn)程序。
3.對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)分析。