物理研究性课题

物理研究性课题 1.滑动变阻器 滑动变阻器是电路中的一个重要元件，它可以通过移动滑片的位置来改变自身的电阻，从而起到控制电路的作用。在电路 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 中，滑动变阻器既可以作为一个定值电阻，也可以作为一个变值电阻。滑动变阻器的构成一般包括接线柱 、 滑片、电阻丝、金属杆和瓷筒等五部分。 工作原理 滑动变阻器是电学中常用器件之一，它的工作原理是通过改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻的，从而逐渐改变电路中的电流大小。滑动变阻器的电阻丝一般是是熔点高，电阻大的镍铬合金，电阻杆一般是电阻小的金属，所以电阻丝越长，电阻越大，电阻杆越短，电阻越小。 主要作用 (1)保护电路。即连接好电路，电键闭合前，应调节滑动变阻器的滑片P，使滑动变阻器接入电路部分的电阻最大。 (2)通过改变接入电路部分的电阻来改变电路中的电流，从而改变与之串联的导体(用电器)两端的电压。在连接滑动变阻器时，要求:一上一下，各用一个接线柱;实际连接应根据要求选择下面的接线柱。 主要材料 滑动变阻器的主要材料应该为“康铜丝”或电阻丝，将康铜丝或电阻丝绕制在绝缘基板上，两端用引线引出，变阻器的滑动臂接触电阻丝并可调节到两端的距离，改变滑动臂到电阻丝两端的电阻，就形成了滑动变阻器。还有就是用电阻材料(比如碳质材料)“镀”在绝缘基板上，由中间滑动臂来调节电阻的滑动变阻器。 2.电 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf (1)电流表 电流表(ammeter) 又称“安培表”，是测量电路中电流大小的工具，主要采用磁电系电表的测量机构。 原理 电流表是根据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。电流表内部有一永磁体，在极间产生磁场，在磁场中 有一个线圈，线圈两端各有一个游丝弹簧，弹簧各连接电流表的一个接线柱，在弹簧与线圈间由一个转轴连接，在转轴相对于电流表的前端，有一个指针。当有电流通过时，电流沿弹簧、转轴通过磁场，电流切磁感线，所以受磁场力的作用，使线圈发生偏转，带动转轴、指针偏转。由于磁场力的大小随电流增大而增大，所以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小。这叫磁电式电流表，就是我们平时实验室里用的那种。 电流表是分为直流电流表和交流电流表。 电流表的选择和使用注意事项 电流表和电压表的测量机构基本相同，但在测量线路中的连接有所不同。因此，在选择和使用电流表和电压表时应注意以下七点。 1、 类型的选择。当被测量是直流时，应选直流表，即磁电系测量机构的仪表。当被测量是交流时，应注意其波形与频率。若为正弦波，只需测出有效值即可换算为其他值(如最大值、平均值等)，采用任意一种交流表即可;若为非正弦波，则应区分需测量的是什么值，有效值可选用磁系或铁磁电动系测量机构的仪表，平均值则选用整流系测量机构的仪表。电动系测量机构的仪表常用于交流电流和电压的精密测量。 2、 准确度的选择。因仪表的准确度越高，价格越贵，维修也较困难。而且，若其他条件配合不当，再高准确度等级的仪表，也未必能得到准确的测量结果。因此，在选用准确准确度较低的仪表可满足测量要求的情况下，就不要选用高准确度的仪表。通常0.1级和0.2级仪表作为 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 表选用;0.5级和1.0级仪表作为实验室测量使用;1.5级以下的仪表一般作为工程测量选用。 3、 量程的选择。要充分发挥仪表准确度的作用，还必须根据被测量的大小，合理选用仪表量限，如选择不当，其测量误差将会很大。一般使仪表对被测量的指示大于仪表最大量程的1/2~2/3以上，而不能超过其最大量程。 4、 内阻的选择。选择仪表时，还应根据被测阻抗的大小来选择仪表的内阻，否则会带来较大的测量误差。因内阻的大小反映仪表本身功率的消耗，所以，测量电流时，应选用内阻尽可能小的电流表;测量电压时，应选用内阻尽可能大的电压表。 5、 正确接线。测量电流时，电流表应与被测电路串联;测量电压时，电压表应与被测电路并联。测量直流电流和电压时，必须注意仪表的极性，应使仪表的极性与被测量的极性一致。 6、 高电压、大电流的测量。测量高电压或大电流时，必须采用电压互感器或电流互感器。电压表和电流表的量程应与互感器二次的额定值相符。一般电压为100V，电流为5A。 7、 量程的扩大。当电路中的被测量超过仪表的量程时，可采用外附分流器或分压器，但应注意其准确度等级应与仪表的准确度等级相符。 另外，还应注意仪表的使用环境要符合要求，要远离外磁场。 使用规则 ?电流表要与用电器串联在电路中(否则短路，烧毁电流表。); ?电流要从"+"接线柱入，从"-"接线柱出(否则指针反转，容易把针打弯。); ?被测电流不要超过电流表的量程(可以采用试触的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 来看是否超过量程。); ?绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上(电流表内阻很小，相当于一根导线。若将电流表连到电源的两极上，轻则指针打歪，重则烧坏电流表、电源、导线。). 注意是:先烧表(电流表)，后毁源(电源) (2)电压表 电压表是测量电压的一种仪器，常用电压表——伏特表符号:V，在灵敏电流计里面有一个永磁体，在电流计的两个接线柱之间串联一个由导线构成的线圈，线圈放置在永磁体的磁场中，并通过传动装置与表的指针相连。大部分电压表都分为两个量程。(0—3V)(0—15V)，电压表有三个接线柱，一个负接线柱，两个正接线柱，电压表的正极与电路的正极连接，负极与电路的负极连接。电压表是个相当大的电阻器，理想的认为是断路。 原理 电压表和电流表都是根据一个原理就是电流的磁效应制作的电流越大，所产生的磁力越大，表现出的就是电压表上的指针的摆幅越大，电压表内有一个磁铁和一个导线线圈，通过电流后，会使线圈产生磁场这样线圈通电后在磁铁的作用下会旋转，这就是电流表、电压表的表头部分。这个表头所能通过的电流很小，两端所能承受的电压也很小(肯定远小于1V，可能只有零点零几伏甚至更小)，为了能测量实际电路中的电压，需要给这个电压表串联一个比较大的电阻，做成电压表。这样，即使两端加上比较大的电压，可是大部分电压都作用在加的那个大电阻上了，表头上的电压就会很小了。电压表是一种内部电阻很大的仪器，一般应该大于几千欧。由于电压表要与被测电阻并联，所以如果直接用灵敏电流计当电压表用，表中的电流过大，会烧坏电表，这时需要在电压表的内部电路中串联一个很大的电阻，这样改造后，当电压表再并联在电路中时，由于电阻的作用，加在电表两端的电压绝大部分都被 这个串联的电阻分担了，所以通过电表的电流实际上很小，所以就可以正常使用了。直流电压表的符号要在V下加一个_，交流电压表的符号要再V下加一个波浪线“~” 用于测量直流电压、交流电压的机械式指示电表。分为直流电压表和交流电压表。 电压表的选择和使用注意事项 电流表和电压表的测量机构基本相同，但在测量线路中的连接有所不同。因此，在选择和使用电流表和电压表时应注意以下七点。 1、 类型的选择。当被测量是直流时，应选直流表，即磁电系测量机构的仪表。当被测量是交流时，应注意其波形与频率。若为正弦波，只需测出有效值即可换算为其他值(如最大值、平均值等)，采用任意一种交流表即可;若为非正弦波，则应区分需测量的是什么值，有效值可选用磁系或铁磁电动系测量机构的仪表，平均值则选用整流系测量机构的仪表。电动系测量机构的仪表常用于交流电流和电压的精密测量。 2、 准确度的选择。因仪表的准确度越高，价格越贵，维修也较困难。而且，若其他条件配合不当，再高准确度等级的仪表，也未必能得到准确的测量结果。因此，在选用准确准确度较低的仪表可满足测量要求的情况下，就不要选用高准确度的仪表。通常0.1级和0.2级仪表作为标准表选用;0.5级和1.0级仪表作为实验室测量使用;1.5级以下的仪表一般作为工程测量选用。 3、 量程的选择。要充分发挥仪表准确度的作用，还必须根据被测量的大小，合理选用仪表量限，如选择不当，其测量误差将会很大。一般使仪表对被测量的指示大于仪表最大量程的1/2~2/3以上，而不能超过其最大量程。 4、 内阻的选择。选择仪表时，还应根据被测阻抗的大小来选择仪表的内阻，否则会带来较大的测量误差。因内阻的大小反映仪表本身功率的消耗，所以，测量电流时，应选用内阻尽可能小的电流表;测量电压时，应选用内阻尽可能大的电压表。 5、 正确接线。测量电流时，电流表应与被测电路串联;测量电压时，电压表应与被测电路并联。测量直流电流和电压时，必须注意仪表的极性，应使仪表的极性与被测量的极性一致。 6、 高电压、大电流的测量。测量高电压或大电流时，必须采用电压互感器或电流互感器。电压表和电流表的量程应与互感器二次的额定值相符。一般电压为100V，电流为5A。 7、 量程的扩大。当电路中的被测量超过仪表的量程时，可采用外附分流器或分压器，但应注意其准确度等级应与仪表的准确度等级相符。 另外，还应注意仪表的使用环境要符合要求，要远离外磁场。 注意事项 使用电压表时应注意以下几点 1(测电压时，必须把电压表并联在被测电路的两端 2(“+”“-”接线柱不能接反 3(正确选择量程。被测电压不要超过电压表的量程使用时接一正一负，并联在电路中。 (3)多用电表 多用电表用途 测量交流/直流电压、交流/直流电流、电阻阻值、电容器容量、电感量、音频电平、频率、晶体管NPN或PNP电流放大倍数β值等。 使用说明 使用时要注意量程，不用时要将选择开关旋转到OFF挡或交流电压最高挡，严禁把开关置于欧姆档。 开始测量前需进行机械调零，用螺丝刀旋动表面旋钮，使指针指向零刻度位置 多用表的原理 多用电表是一种多用仪表，一般可用来测量直流和交流电流，直流和交流电压以及电阻等，并且每种测量都有几个量程。 (1)测量直流电流、直流电压的原理和直流电流表、直流电压表的原理相同。 (2)测量电阻:内部电路原理如右图所示 其原理是根据闭合回路的欧姆定律测量，即 。式中 均为定值电阻，不同的rx 对应不同的电流i(当然电流i和被测电阻rx不是正比的关系，所以电阻值的刻度是不均匀的)。如果在刻度盘直接标出与电流i对应的电阻rx值，可以从刻度盘上直接读出被测量电阻的阻值。 (3)“调零”原理:当两表笔接触时，rx=0，此时电流调到满偏值 (最大值)，对应电阻值为零。 (4)中值电阻: 是多用表电阻档的内阻，当被测电阻rx=Rg+R+r 时，通过表头的电流 ，即通过表头的电流为满偏电流的一半，此时指针指在刻度盘的中央，所以一般叫电阻档的内阻称为中值电阻。 多用表的使用方法 (1)测量电流时，跟电流表一样，应把多用表串联在被测电路中，对于直流电，必须使电流从红表笔流进多用表从黑表笔流出来。 (2)测量电压时，跟电压表一样，应把多用表并联在在被测电路两端，对于直流电，必须用红表笔接电势较高的点，用黑表笔接电势较低的点。 (3)测量电阻时，在选择好档位后，要先把两表笔相接触，调整电阻档的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位置，然后再把两表笔分别与待测电阻的两端相连。应当注意:换用欧姆档的另一个量程时，需要重新调整电阻档的调零旋钮，才能进行测量。 在测电阻前，必须将待测电阻与电源断开，否则相当于在欧姆档内又加了一个电源，这不仅会影响测量结果，还可能损坏表头。 (当多用电表为电压档或电流档的时候表量程最左端为零刻线，当为欧姆档的时候表量程最右端为零刻线) 多用表的读数方法 (1)测电阻: 万用表刻度盘面上一般标有3~4组刻度线，一般最上面的是欧姆档的， 欧姆档的刻度线不是从左到右读得，而是从右到左0、1、2、3、4、5、10……无穷大(这是倍率)。 选好档位， 用表笔分别连接电阻的两端，等指针不动了读倍率，用档位乘以倍率，就可以得到阻值了。 (2)测电流: 如用“直流10mA档测量电流”中的10mA 去除以250mA(电流最大那个标250MM的)乘以图中所表示的数字 (用“直流1mA档测量电流”档看(0—250)“直流100mA档测量电流”的看中间的，“直流10mA档测量电流”的看最下的) 测电压也一样。 (3)注意事项: 所有电表的使用，还有一个要求:选择合理的档次，致使指针停留在表盘刻度的“1\3---2\3”之间。这不是一个严格要求，但确必须考虑这个“原则”。 4.分压限流电路 滑动变阻器在电路中可以作限流器用，也可以作分压器用。在确保安全的条件下，如何选用这两种不同的形式，是由电路中的需要来 决定 郑伟家庭教育讲座全集个人独资股东决定成立安全领导小组关于成立临时党支部关于注销分公司决定 的。 限流式 限流式 以下情况可选用限流式接法: ?待测用电器电阻接近滑动变阻器电阻(也可选用分压式接法)。 ?简化电路，节约能源。 分压式 分压式 以下情况必须使用分压式接法: ?待测用电器电阻远大于或远小于滑动变阻器电阻。 ?实验要求待测用电器电流及其两端电压可以由0开始连续变化(例如测小灯泡的伏安特性曲线)。 ?实验要求待测用电器电流及其两端电压可变范围较大。 ?采用限流式接法时，无论如何调节变阻器，电流、电压都大于对应电表的量程。 串分压公式:U1/U2=R1/R2 串分压公式推论:U1/U=R1/R串 并分流公式:I 1/I 2=R2/R1 ( I 代表 干路电流 I 1代表支路1电流 I3代表支路2电流) 并分流公式推论:I 1/ I =R2/R1+R2 即:I =(R2/R1+R2)×I 在一个并联电路中，电路的【总电阻的(倒数)】等于各支路【电阻的(倒数)之{和}】 公式为:1/R并=1/R1+1/R2+...........+1/Rn 5串联连接 电路中的元件或部件排列得使电流全部通过每一部件或元件而不分流的一种电路连接方式。 串联是连接电路元件的基本方式之一。将电路元件(如电阻、电容、电感等)逐个顺次首尾相连接。将各用电器串联起来组成的电路叫串联电路。串联电路中通过各用电器的电流都相等。 串联电路的特点 1( 串联电路电流处处相等:I总 = I1 = I2 = I3 =……= In 2( 串联电路总电压等于各处电压之和:U原=U1+U2+U3+……+Un 3( 串联电阻的等效电阻等于各电阻之和:R总=R1+R2+R3+……+Rn 4( 串联电路总功率等于各功率之和:P总=P1+P2+P3+……+Pn【推导式:P1P2/(P1+P2)】 5( 串联电容器的等效电容量的倒数等于各个电容器的电容量的倒数之和:1/C总=1/C1+1/C2+……+1/Cn 6( 串联电路中，除电流处处相等以外，其余各物理量之间均成正比(串联电路又名分压电路):(电流做的功指在通电相同时间内的大小)R1?R2=U1?U2=P1?P2=W1?W2=Q1?Q2 。 7( 开关在任何位置控制整个电路，即其作用与所在的位置无关。电流只有一条通路，经过一盏灯的电流一定经过另一盏灯。如果熄灭一盏灯，另一盏灯一定熄灭。 8. 在一个电路中，若想控制所有电路， 即可使用串联的电路。 9( 串联电路中，只要有某一处断开，整个电路就成为断路。即所相串联的电子元件不能正常工作。 6. 并联电路 把电路中的元件并列地接到电路中的两点间，电路中的电流分为几个分支，分别流经几个元件的连接方式叫并联。 即若干二端电路元件共同跨接在一对节点之间的连接方式。这样连成的总体称为并联组合。其特点是:?组合中的元件具有相同的电压;?流入组合端点的电流等于流过几个元件的电流之和;?线性时不变电阻元件并联时，并联组合等效于一个电阻元件，其电导等于各并联电阻的电导之和，称为并联组合的等效电导，其倒数称为等效电阻;?几个初始条件为零的线性时不变电容元件并联时的等效电容为;?几个初始条件为零的线性时不变电感元件并联时的等效电为;?正弦稳态下，几个复数导纳的并联组合的等效导纳为，式中Yk是并联组合中第k个导纳。 并联电路中，电阻大小的计算公式为 1/R=1/R1+1/R2+1/R3+…… (R1、R2、R3……表示各支路电阻大小) 在并联电路中，除各支路两端电压相等以外，电阻和其它物理量之间均成反比(在相同时间内)， R1:R2=I2:I1=P2:P1=W2:W1=Q2:Q1 除电阻和电压以外，其它物理量之间又成正比I1:I2=P1:P2=W1:W2=Q1:Q2 。 无论是电源还是电阻，有一个共同的特点，就是串联的时候各串联单元电流相等，电压相加，并联时各并联单元电压相等，电流相加。 7.安培表的内外接法 电压表和电流表连入电路可以有两种方法:一种是如图所示的 电路叫做电流表外接电路(简你“外接法”);一种是如图所示电 路叫做电流表内接电路(简称“内接去”)(由于电流表、电压表 内阻的影响，不管采用电流表内接还是外接都将会引起误差(外接法的测量误差是由于电压表的分流作用而产生，由并联电路中电流分配与电阻成反比可知当时，电压表的分流作用可忽略不计，此时，可见对于小电阻的测量宜采用外接法电路(内按法产生的误差是电流表的分压作用，由串联电路的电压分配与电阻成正比可知，当 时，电流表的分压作用很小，可忽略不计，此时，所以对大电阻应采用内接法电路(那么如何确定R 值是较大还是较小呢,根据以上分析可知，当被测电阻与电压表内阻的关系满足即时应采用“外接法”较准确;当被测电阻与电流表的内阻相比满足即时，采用“内接法”测量误差较小(若当 时，电压表的分流作用和电流表的分压作用对测量结果的影响是相同的，此时既可选择“内接法”也可选择“外接法”(，此时的,我们常称为临界电阻(当 时，电流表的分压作用较电压表的分流作用明显，应采用外接电路，当时，电压表的分流作用较电流表的分压作用明显，应采用内接电路( 例2 有一小灯泡上标有“6V0(6,”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的图线，已知所用器材有:是电流表(0,0(3,，内阻1);电压表 (0,15,，内阻20k);滑动变阻器(0,30，2,);学生 电源(直流9,);开关一只、导线若干(为使实验误差尽量减 小，画出合理的实验电路图( 分析与解因为电压表内阻远大于灯泡的最大阻值60，因此选 择电流表外接法(电路如图所示( 例,用伏安法测量阻值约为几十欧的线圈的电阻,，己知所用电流表的量程为(0,0(6,)，内阻0.125，电压表的量程为(0,15,)，内阻为15k，蓄电池组电压为12,，问应采用哪一种连接电路, 分析与解因为，而题目给出的被测电阻阻值约为几十欧，可能大于43，也可能小于43，因此内接法、外接法两种电路均可采用。 在具体的实验中若、均不知的情况下，可用试触法判定，即通过改变电表的连接方式看电流表、电压表指针变化大小来确定( 8.电源电动势和内阻测量 1(利用电流表和电压表来测量 电路图:有两种连接方式，如图1所示电流表 内接法和如图2所示的电流表外接法。 原理:闭合电路欧姆定律，改变外 电阻R，就能测得U、I的数据，利用两组数据代入 公式可求得E、r的数值，但误差较大，通常利用多 组数据作出U—I图象来求解。 误差:利用如图1所示的电路测量时，E测,E真，r测,r真;利用如图2所示的电路测量时，E测=E真，r测,r真。 2(利用一只电流表和电阻箱来测量 电路图:如图6所示。 原理:由闭合电路欧姆定律。改变电阻箱的阻值R就 能得到R、I数据，利用两组数据就能求得E、r，或利用多组数据作图 象来求解。 误差:E测=E真，r测,r真 特殊测量方法 1(利用辅助电源测量 电路图:如图18所示。 原理:调节滑动变阻器R和R’，使电流表G的示数 为0，此时A(B两点的电势φA(φB的关系是φA=φB， 读出电流表A和电压表V的示数I和U，则， 利用两组数据可求得E、r的数值。 误差:此方法无系统误差，精确程度取决于电流表G的灵敏程度。 2(利用电桥平衡测量 电路图:如图19所示。 原理:调节变阻器R1和R2使电流表G的读数为0， 此时电流表A1和A2的示数之和就是流过电源的电流(即I 干路电流)，电压表V1和V2的示数之和就是电源的路端 电压U，则，两次调节R1和R2，使电流表G 的示数变为0，读出四个电表的读数，便可求出电源电动 势和内阻。假设第一次两电流表示数之和为I1，两电压表示数之和为U1，则;第二次两电流表示数之和为I2，两电压表示数之和为U2，则，联立可得，。 误差:此方法同样无系统误差，并且不必考虑电表带来的误差，因为此时电表相当于电源的外电路电阻，精确程度取决于电流表G的灵敏程度。 3(利用电动势已知的标准电源测某电源的电动势 电路图:如图20所示。 原理:图20中E为供电电源，Es为为标准电源，Ex为 待测电源，Rp是限流电阻，r0电流表G的保护电阻。 测量时，首先闭合开关S1，电阻丝AB上有一定的电势 降落;接着将开关S2合到“1”位置，移动滑动触头C， 使G指针指零，此时AC的长度为L1，AC段电压为Es; 再将S2合到“2”位置，移动滑动触头C，使G指针再 指零，此时AC的长度为L2，AC段电压为Ex。由于电 流表G的示数为0，则两次流过AB的电流不变，故 ，得。 误差:此实验无系统误差，精确程度取决于电流表G的灵敏程度。 9. 伏安特性曲线 伏安特性曲线图常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，以此画出的I-U图像叫做导体的伏安特性曲线图。这种图像常被用来研究导体电阻的变化规律，是物理学常用的图像法之一。 二极管伏安特性曲线 导体A、B的伏安特性曲线 某一个金属导体，在温度没有显著变化时，电阻是不 变的，它的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，具有这 种伏安特性的电学元件叫做线性元件。因为温度可以决定 电阻的大小。 欧姆定律是个实验定律，实验中用的都是金属导体。这个 结论对其它导体是否适用，仍然需要实验的检验。实验表 明，除金属外，欧姆定律对电解质溶液也适用，但对气态 导体(如日光灯管、霓虹灯管中的气体)和半导体元件并不适用。也就是说，在这些情况下电流与电压不成正比，这类电学元件叫做非线性元件。 研究小灯泡伏安特性曲线 方法: 【目的和要求】 通过实验绘制小灯泡的伏安曲线，认识小灯泡的电阻和电功率与外加电压的关系。 【仪器和器材】 学生电源(J1202型或J1202,1型)，直流电压表(J0408型或J0408,1型)，直流电流表(J0407型或J0407,1型)，滑动变阻器(J2354,1型)，小灯泡(6(3伏、0(3安或6伏、3瓦)，小灯座(J2351型)，单刀开关(J2352型)，导线若干。 实验方法:伏安法 1(连接电路，开始时，滑动变阻器滑片应置于最小分压端，使灯泡上的电压为零。 2(接通开关，移动滑片C，使小灯泡两端的电压由零开始增大，记录电压表和电流表的示数。 3(在坐标纸上，以电压U为横坐标，电流强度I为纵坐标，利用数据，作出小灯泡的 伏安特性曲线。 4(由R=U/I计算小灯泡的电阻，将结果填入表中。以电阻R为纵坐标，电压U为横坐标，作出小灯泡的电阻随电压变化的曲线。 5(由P=IU计算小灯泡的电功串，将结果填入表中。以电功率P为纵坐标，电压U为横坐标，作出小灯泡电功率随电压变化的曲线。 6，分析以上曲线。 实验原理 由于小灯泡钨丝的电阻随温度而变化，因此可利用它的这种特性进行伏安特性研究。实验中小灯泡的电阻等于灯泡两端的电压与通过灯泡电流的比值。改变小灯泡两端的电压，测出相应的电流值，可以得到小灯泡的电阻、电功率与外加电压的关系。 注意事项: 1(由于小灯泡电阻为几欧,几十欧，测小灯泡的电阻宜用电流表外接法。由于实验时需要小灯泡两端的电压变化范围大，特别是需要测得在低电压下小灯泡的电流值，故应采用滑动变阻器分压接法。 2(小灯泡的电阻随温度的升高而增大，而小灯泡在电压较低时，温度随电压的变化比较明显。因此在低电压(小于灯泡的额定电压)区域内，电压、电流数值应多取几组。 3(小灯泡可以短时间地在高于额定电压下使用，一般可以超过额定电压的10%,20%，所以加在灯泡两端的电压不能过高，以免烧毁灯泡。实验时，应使灯泡两端电压由低向高逐渐增大，决不要一开始就使小灯泡在高于额定电压下工作。因为灯丝电阻随温度的升高而加大，如果灯丝由低温状态，直接超过额定电压使用，会由于灯丝冷电阻过小，瞬间电流过大而烧坏灯泡。 4. 所用的滑动变阻器的量程范围，变阻器电阻越大则每次测量的改变越大，若想得到精确的图像或所测小灯泡电阻过小则建议使用较小的变阻器，可以更精确的测量。 10.导体电阻率的测定 半导体的电阻率是其电导率(Conductivity)的倒数。 电导率σ是单位电场作用下所产生的电流密度的大小，单位为1/[Ω-cm]或S/cm。电阻率ρ=1/σ，单位是[Ω-cm] 。 (1)决定电阻率的因素: 电阻率与晶向有关。对于各向异性的晶体，电导率是一个二阶张量，共有27个分量。特别，对于Si之类的具有立方对称性的晶体，电导率可以简化为一个标量的常数(其他二阶张量的物理量都是如此)。 电导率的大小决定于半导体载流子浓度n和载流子迁移率μ:σ= nqμ。对于掺杂浓度不均匀的扩散区的情况，往往采用平均电导率的概念;在不同的扩散浓度分布(例如高斯分布或余误差分布等)情况下，已经作出了平均电导率与扩散杂质表面浓度之间的关系曲线，可供查用。 (2)电导率与温度的关系: 决定电导率温度关系的主要因素是载流子浓度和迁移率。 在低温下:由于载流子浓度指数式增大(施主或受主杂质不断电离)，而迁移率也是增大的(电离杂质散射作用减弱之故)，所以这时电导率随着温度的升高是上升的(即电阻率下降)。 在室温下:由于施主或受主杂质已经完全电离，则载流子浓度不变，但迁移率将随着温度的升高而降低(晶格振动加剧，导致声子散射增强所致)，所以电导率将随着温度的升高而减小(即电阻率增大)。 在高温下:这时本征激发开始起作用，载流子浓度将指数式地很快增大，虽然这时迁移 率仍然随着温度的升高而降低(晶格振动散射散射越来越强)，但是这种迁移率降低的作用不如载流子浓度增大的强，所以总的效果是电导率随着温度的升高而上升(即电阻率下降)。 半导体开始本征激发起重要作用的温度，也就是电阻率很快降低的温度，该温度往往就是所有以pn结作为工作基础的半导体器件的最高工作温度(因为在该温度下，pn结即不再存在);该温度的高低与半导体的掺杂浓度有关，掺杂浓度越高，因为多数载流子浓度越大，则本征激发起重要作用的温度——半导体器件的最高工作温度也就越高。所以，若要求半导体器件的温度稳定性越高，其掺杂浓度就应该越大。 11.实验依据的规律 (1)欧姆定律 在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻阻值成反比，这就是欧姆定律，基本公式是I=U/R。欧姆定律由乔治?西蒙?欧姆提出，为了纪念他对电磁学的贡献，物理学界将电阻的单位命名为欧姆，以符号Ω表示。 全电路欧姆定律(闭合电路欧姆定律) 公式:I=E/(R+r)=(Ir+U)/(R+r) I-电流 安培(A) E-电动势伏特(V) R-电阻 欧姆(Ω) r-内电阻欧姆(Ω) U-电压伏特(V) 公式说明 其中E为电动势,R为外电路电阻，r为电源内阻，内电压U内=Ir,E=U内+U外 适用范围:只适用于纯电阻电路 (2)电阻定律 导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关系，这个规律就叫电阻定律(law of resistance)，公式为R=ρL/S 。其中ρ:制成电阻的材料电阻率，L:绕制成电阻的导线长度，S:绕制成电阻的导线横截面积，R:电阻值。 定律定义 公式:R=ρL/S，R=U/I ρ——制成电阻的材料电阻率，国际单位制为欧姆 ? 米(Ω ? m) ; L——绕制成电阻的导线长度，国际单位制为米(m); S ——绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制为平方米(m2) ; R ——电阻值，国际单位制为欧姆(Ω)。 U------电压值 其中: ρ叫电阻率:某种材料制成的长1米、横截面积是1平方米的导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。是描述材料性质的物理量。国际单位制中，电阻率的单位是欧姆?米，常用单位是欧姆?平方毫米/米。与导体长度L，横截面积S无关，只与物体的材料和温度有关，有些材料的电阻率随着温度的升高而增大，有些反之。 电阻率: 1.电阻率ρ不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。在温度变化不大的范围内，:几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即ρ=ρo(1+at)。式中t是摄氏温度，ρo是O?时的电阻率，a是电阻率温度系数。 2.由于电阻率随温度改变而改变，所以对于某些电器的电阻，必须说明它们所处的物理 状态。如一个220 V -100 W电灯灯丝的电阻，通电时是484欧姆，未通电时只有40欧姆左右。 3.电阻率和电阻是两个不同的概念。电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性，电阻是反映物体对电流阻碍作用的属性。 电阻率是一个反应材料导电性能的物理量。 电阻率数值上等于单位长度、单位截面的某种物质的电阻，其倒数为电导率。 电阻率与导体的长度、横截面积等因素无关，是导体材料本身的电学性质，由导体的材料决定，且与温度有关。 电阻率在国际单位制中的单位是Ω?m，读作欧姆米，简称欧米。常用单位为“欧姆?厘米”。 电阻率较低的物质被称为导体，常见导体主要为金属，而自然界中导电性最佳的是银。其他不易导电的物质如玻璃、橡胶等，电阻率较高，一般称为绝缘体。介于导体和绝缘体之间的物质 (如硅) 则称半导体。 几种导体材料在20?时的电阻率 材料 Ω?m 银(Ag) 1.6×10 铜(Cu) 1.7×10 铝(Al) 2.9×10 钨(W) 5.3×10 铁(Fe) 1.0×10 锰铜合金 4.4×10 镍铜合金 5.0×10 镍铬合金 1.0×10 其中锰铜合金:85%铜，12%锰;镍铜合金:54%铜，46%镍;镍铬合金:67.5%镍，15%铬，16%铁，1.5%锰。 1(浙江卷)21.?. (10分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流-电压的数据如下表所示: 电流2(7 5.4 12.4 19.5 27.8 36.4 47.1 56.1 69.6 81.7 93.2 I/mA 电压0.04 0.08 0.21 0.54 1.30 2.20 3.52 4.77 6.90 9.12 11.46 U/V (1)用上表数据描绘电压随电流的变化曲线; (2)为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图所示:请指出图丝的特征，并解释形成的原因。 答案:?.(1) (2)电阻随电流增大; 存在三个区间，电阻随电流的变化快慢不同; 第一区间电流很小时，电阻变化不大;第二区间灯丝温度升高快，电阻增大快;第三区间部分电能转化为光能，灯丝温度升高变慢，电阻增大也变慢。 2 图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头a的量程为Ig=600内阻为Rg，A是标准 电流表，要求改装后的电流表量程为I=60mA。完成下列填空。 ) 图1中分流电阻Rp的阻值为_______。 (1 (2)在电表改装成后的某次校准测量中，a表的示数如图所是，由此读出流过a电流表的 电流为__49.5_ mA。此时流过分流电阻R跑的电流为___49.0 ____mA(保留一位小数) 3 实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表内阻的电路 如图所示。供选择的仪器如下: ?待测电流表(，内阻约300Ω) ?电流表 (，内阻约100Ω) ?定值电阻(300Ω)， ?定值电阻(10Ω)， ?滑动变阻器 (Ω)， ?滑动变阻器 (Ω)， ?干电池(1.5V)， ?电键S及导线若干。 (1)定值电阻应选 ?，滑动变阻器应选? 。(在空格内填写序号) (2)用连线连接实物图。 (3)补全实验步骤: ?按电路图连接电路，将滑动触头移至最左端; ?闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录，的读数，; ?多次移动滑动触头，记录相应的，读数; ?以为纵坐标，为横坐标，作出相应图线，如图所示。 (4)根据图线的斜率及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式 。 4 某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx，现备有下列器材: A(电流表(量程100 μA，内阻约为2 kΩ); B(电流表(量程500 μA，内阻约为300 Ω); C(电压表(量程15 V，内阻约为100 kΩ); D(电流表(量程50 V，内阻约为500 kΩ); E(直流电源(20 V，允许最大电流1 A); F(滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，额定功率1 W); G(电键和导线若干。 电流表应选? ，电压表应选? 。(填字母代 号) 该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保 证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实 验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题: ?电流表应采用内接的方法;?滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。 【解析】:电学实验选择仪器的一般步骤如下:? 根据量程选择电流表和电压表，不能超过表的量程，不能量程太大导致表的读数偏小;? 根据题中关键语句，如精确测量，从零开始连续可调等等选择分压电路亦或是限流电路;分压电路滑动变阻器选择小阻值，限流电路滑动变阻器选择大阻值;? 选择电流表的内外接法，一般的原则是“大内偏大，小外偏小”;也可以根据与之间的关系来判断，当>时，采用电流表的外接法，反之选择电流表内接法。 (1)本题中，待测电阻Rx的阻值约为25kΩ，直流电源电动势为20V，经粗略计算电路中最大的电流约为，所以电流表选择B;虽然电压表C的量程不足，但是相比起来电压表D的量程超过太多，读数偏小，所以电压表选择C表。 (2)根据本题解析的第?、?两条原则可知电路图的问题为:?电流表应采用内接的方法; ?滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。 5 使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般 为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测 量多用电表内电池的电动势，给定的器材有:待测多用电表，量程为60 mA的电流 表，电阻箱，导线若干。实验时，将多用电表调至×1 Ω挡，调好零点;电阻箱置于适 当数值。完成下列填空: (1)仪器连线如图l所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作，则表 笔a为 黑 (填“红”或“黑”)色; (2)若适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2 (a)，(b)，(c)所示，则多用电表的读数为14.0Ω(电流表的读数为_53.0_mA，电 阻箱的读数为_4.6____Ω: (3)将图l中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为__102_mA; (保留3位有效数字) (4)计算得到多用电表内电池的电动势为__1.54___V。(保留3位有效数字)