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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),用電流表測量電路的電流,設(shè)計的電路圖如下:
(3)①按照設(shè)計圖連接好電路;
②將鉛筆芯接入電路的點M和點N上,記錄電流表的示數(shù);
③將鐵線接入電路的點M和點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.
實驗內(nèi)容
1.針對各種非線性電阻元件的特性,選擇一定的實驗方法,設(shè)計合適的檢測電路,選擇配套的實驗器材,測繪出它們各自的伏安特性曲線。
2.學(xué)習(xí)從實驗曲線獲取有關(guān)信息的方法。
3.根據(jù)實驗現(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,分別測出它們的伏安特性曲線、動態(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.在粗測的基礎(chǔ)上,根據(jù)電阻特性,選擇適當(dāng)?shù)膶嶒灆z測電路,確定測量儀表的量程、等級,盡量減小測量不確定度。對同一元件選用兩種不同的儀器和方法進行測量,比較分析它們對元件特性測量的影響。
實驗器材
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)
實驗提示
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的規(guī)律總是與一定的物理過程相聯(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、光強等物理量的檢測和自動控制方面都有廣泛的應(yīng)用。對非線性電阻特性及規(guī)律的研究,有助于加深對有關(guān)物理過程、物理規(guī)律及其應(yīng)用的理解和認(rèn)識。
1. 動態(tài)電阻
非線性電阻元件伏安特性曲線上某點切線的斜率,稱為此電阻元件在該點(工作狀態(tài)下)的動態(tài)電阻。記作
顯然,線性電阻的動態(tài)電阻是常數(shù),其值與按歐姆定律定義的直流電阻相等。而非線性電阻的動態(tài)電阻與直流電阻是不同的,非線性電阻的動態(tài)電阻是變量,是狀態(tài)的函數(shù),非線性電阻元件的動態(tài)電阻與功率的關(guān)系是它的一個重要性質(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)有電流流過導(dǎo)體時會被加熱,進而溫度升高,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,有助于對有關(guān)物理過程的認(rèn)識和理解。
報告要求
1. 寫明準(zhǔn)備進行哪些項目的實驗研究。
2. 寫明所選用的實驗方法、測量電路、儀器規(guī)格和具體實驗程序。
3.對實驗過程進行總結(jié)分析。