時(shí)間:2022-08-07 11:35:13
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1、引言
熱敏電阻是根據(jù)半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率與溫度有很強(qiáng)的依賴關(guān)系而制成的一種器件,其電阻溫度系數(shù)一般為(-0.003~+0.6)℃-1。因此,熱敏電阻一般可以分為:
Ⅰ、負(fù)電阻溫度系數(shù)(簡(jiǎn)稱NTC)的熱敏電阻元件
常由一些過渡金屬氧化物(主要用銅、鎳、鈷、鎘等氧化物)在一定的燒結(jié)條件下形成的半導(dǎo)體金屬氧化物作為基本材料制成的,近年還有單晶半導(dǎo)體等材料制成。國(guó)產(chǎn)的主要是指MF91~MF96型半導(dǎo)體熱敏電阻。由于組成這類熱敏電阻的上述過渡金屬氧化物在室溫范圍內(nèi)基本已全部電離,即載流子濃度基本上與溫度無關(guān),因此這類熱敏電阻的電阻率隨溫度變化主要考慮遷移率與溫度的關(guān)系,隨著溫度的升高,遷移率增加,電阻率下降。大多應(yīng)用于測(cè)溫控溫技術(shù),還可以制成流量計(jì)、功率計(jì)等。
Ⅱ、正電阻溫度系數(shù)(簡(jiǎn)稱PTC)的熱敏電阻元件
常用鈦酸鋇材料添加微量的鈦、鋇等或稀土元素采用陶瓷工藝,高溫?zé)贫伞_@類熱敏電阻的電阻率隨溫度變化主要依賴于載流子濃度,而遷移率隨溫度的變化相對(duì)可以忽略。載流子數(shù)目隨溫度的升高呈指數(shù)增加,載流子數(shù)目越多,電阻率越小。應(yīng)用廣泛,除測(cè)溫、控溫,在電子線路中作溫度補(bǔ)償外,還制成各類加熱器,如電吹風(fēng)等。
2、實(shí)驗(yàn)裝置及原理
【實(shí)驗(yàn)裝置】
FQJ—Ⅱ型教學(xué)用非平衡直流電橋,F(xiàn)QJ非平衡電橋加熱實(shí)驗(yàn)裝置(加熱爐內(nèi)置MF51型半導(dǎo)體熱敏電阻(2.7kΩ)以及控溫用的溫度傳感器),連接線若干。
【實(shí)驗(yàn)原理】
根據(jù)半導(dǎo)體理論,一般半導(dǎo)體材料的電阻率 和絕對(duì)溫度 之間的關(guān)系為
(1—1)
式中a與b對(duì)于同一種半導(dǎo)體材料為常量,其數(shù)值與材料的物理性質(zhì)有關(guān)。因而熱敏電阻的電阻值 可以根據(jù)電阻定律寫為
(1—2)
式中 為兩電極間距離, 為熱敏電阻的橫截面, 。
對(duì)某一特定電阻而言, 與b均為常數(shù),用實(shí)驗(yàn)方法可以測(cè)定。為了便于數(shù)據(jù)處理,將上式兩邊取對(duì)數(shù),則有
(1—3)
上式表明 與 呈線性關(guān)系,在實(shí)驗(yàn)中只要測(cè)得各個(gè)溫度 以及對(duì)應(yīng)的電阻 的值,
以 為橫坐標(biāo), 為縱坐標(biāo)作圖,則得到的圖線應(yīng)為直線,可用圖解法、計(jì)算法或最小二乘法求出參數(shù) a、b的值。
熱敏電阻的電阻溫度系數(shù) 下式給出
(1—4)
從上述方法求得的b值和室溫代入式(1—4),就可以算出室溫時(shí)的電阻溫度系數(shù)。
熱敏電阻 在不同溫度時(shí)的電阻值,可由非平衡直流電橋測(cè)得。非平衡直流電橋原理圖如右圖所示,B、D之間為一負(fù)載電阻 ,只要測(cè)出 ,就可以得到 值。
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當(dāng)負(fù)載電阻 ,即電橋輸出處于開
路狀態(tài)時(shí), =0,僅有電壓輸出,用 表示,當(dāng) 時(shí),電橋輸出 =0,即電橋處于平衡狀態(tài)。為了測(cè)量的準(zhǔn)確性,在測(cè)量之前,電橋必須預(yù)調(diào)平衡,這樣可使輸出電壓只與某一臂的電阻變化有關(guān)。
若R1、R2、R3固定,R4為待測(cè)電阻,R4 = RX,則當(dāng)R4R4+R時(shí),因電橋不平衡而產(chǎn)生的電壓輸出為:
(1—5)
在測(cè)量MF51型熱敏電阻時(shí),非平衡直流電橋所采用的是立式電橋 , ,且 ,則
(1—6)
式中R和 均為預(yù)調(diào)平衡后的電阻值,測(cè)得電壓輸出后,通過式(1—6)運(yùn)算可得R,從而求的 =R4+R。
3、熱敏電阻的電阻溫度特性研究
根據(jù)表一中MF51型半導(dǎo)體熱敏電阻(2.7kΩ)之電阻~溫度特性研究橋式電路,并設(shè)計(jì)各臂電阻R和 的值,以確保電壓輸出不會(huì)溢出(本實(shí)驗(yàn) =1000.0Ω, =4323.0Ω)。
根據(jù)橋式,預(yù)調(diào)平衡,將“功能轉(zhuǎn)換”開關(guān)旋至“電壓“位置,按下G、B開關(guān),打開實(shí)驗(yàn)加熱裝置升溫,每隔2℃測(cè)1個(gè)值,并將測(cè)量數(shù)據(jù)列表(表二)。
表一 MF51型半導(dǎo)體熱敏電阻(2.7kΩ)之電阻~溫度特性
溫度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
電阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
表二 非平衡電橋電壓輸出形式(立式)測(cè)量MF51型熱敏電阻的數(shù)據(jù)
i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
溫度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4
熱力學(xué)T K 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4
0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4
0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9
4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.1 2692.9 2507.6 2345.1
根據(jù)表二所得的數(shù)據(jù)作出 ~ 圖,如右圖所示。運(yùn)用最小二乘法計(jì)算所得的線性方程為 ,即MF51型半導(dǎo)體熱敏電阻(2.7kΩ)的電阻~溫度特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 。
4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差
通過實(shí)驗(yàn)所得的MF51型半導(dǎo)體熱敏電阻的電阻—溫度特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 。根據(jù)所得表達(dá)式計(jì)算出熱敏電阻的電阻~溫度特性的測(cè)量值,與表一所給出的參考值有較好的一致性,如下表所示:
表三 實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較
溫度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
參考值RT Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
測(cè)量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823
相對(duì)誤差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00
從上述結(jié)果來看,基本在實(shí)驗(yàn)誤差范圍之內(nèi)。但我們可以清楚的發(fā)現(xiàn),隨著溫度的升高,電阻值變小,但是相對(duì)誤差卻在變大,這主要是由內(nèi)熱效應(yīng)而引起的。
5、內(nèi)熱效應(yīng)的影響
在實(shí)驗(yàn)過程中,由于利用非平衡電橋測(cè)量熱敏電阻時(shí)總有一定的工作電流通過,熱敏電阻的電阻值大,體積小,熱容量小,因此焦耳熱將迅速使熱敏電阻產(chǎn)生穩(wěn)定的高于外界溫度的附加內(nèi)熱溫升,這就是所謂的內(nèi)熱效應(yīng)。在準(zhǔn)確測(cè)量熱敏電阻的溫度特性時(shí),必須考慮內(nèi)熱效應(yīng)的影響。本實(shí)驗(yàn)不作進(jìn)一步的研究和探討。
6、實(shí)驗(yàn)小結(jié)
通過實(shí)驗(yàn),我們很明顯的可以發(fā)現(xiàn)熱敏電阻的阻值對(duì)溫度的變化是非常敏感的,而且隨著溫度上升,其電阻值呈指數(shù)關(guān)系下降。因而可以利用電阻—溫度特性制成各類傳感器,可使微小的溫度變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮璧淖兓纬纱蟮男盘?hào)輸出,特別適于高精度測(cè)量。又由于元件的體積小,形狀和封裝材料選擇性廣,特別適于高溫、高濕、振動(dòng)及熱沖擊等環(huán)境下作溫濕度傳感器,可應(yīng)用與各種生產(chǎn)作業(yè),開發(fā)潛力非常大。
參考文獻(xiàn):
[1] 竺江峰,蘆立娟,魯曉東。 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)[M]
1、在教學(xué)過程中,我盡量把每一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)演示,在演示材料不很完全的條件下,經(jīng)常自制一些教具或取得另外相近或相似的教具來完成演示實(shí)驗(yàn),讓每個(gè)學(xué)生能夠有觀察的機(jī)會(huì),從而,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,以達(dá)到認(rèn)識(shí)理論的目的。
2、對(duì)于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),學(xué)期初,我們物理教師首先對(duì)學(xué)生分成學(xué)習(xí)小組,有學(xué)習(xí)小組長(zhǎng),小組長(zhǎng)在學(xué)習(xí)上和動(dòng)手能力上都是比較強(qiáng)的學(xué)生,在小組中起到模范帶頭作用,對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn),每個(gè)學(xué)生都能認(rèn)真、規(guī)范、積極動(dòng)手,認(rèn)真觀察思考,得出正確的結(jié)論,通過一學(xué)期的訓(xùn)練和操作,學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)操作能力得到了大幅度的提高。
在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)教師對(duì)學(xué)生認(rèn)真輔導(dǎo),還注意巡視學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的情況,發(fā)現(xiàn)操作不規(guī)范的不認(rèn)真的,教師認(rèn)真輔導(dǎo)指正,并且作其思想工作,對(duì)認(rèn)真規(guī)范的同學(xué),并提出表?yè)P(yáng),增強(qiáng)學(xué)生的成功感。通過演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)的操作,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)的興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)操作技能。從而使學(xué)生學(xué)會(huì)了許多科學(xué)研究的基本方法,激發(fā)了學(xué)生的探究精神。
可見,當(dāng)物體與容器底部緊密接觸時(shí),兩個(gè)接觸面間就沒有液體滲入,物體的下表面不再受液體對(duì)它向上的壓強(qiáng),液體對(duì)它就失去了向上托的力,浮力當(dāng)然隨之消失了。
現(xiàn)在,你能提出為潛艇擺脫困境的措施了嗎?
“浮力是怎樣產(chǎn)生的”,學(xué)生對(duì)“浮力就是液體對(duì)物體向上的壓力和向下的壓力之差”這一結(jié)論是可以理解的,但卻難以相信,因此做好浮力消失的實(shí)驗(yàn)是攻克這一難點(diǎn)的關(guān)鍵,下面介紹兩種簡(jiǎn)便方法。
[方法1]
器材:大小適當(dāng)?shù)牟A┒?化學(xué)實(shí)驗(yàn)室有)一個(gè)、乒乓球一只、紅水一杯。
步驟:
(1)將乒乓球有意撳入水中,松手后乒乓球很快浮起。
(2)用手托住漏斗(喇叭口朝上,漏斗柄夾在中指和無名指之間),將乒乓球放入其中,以大拇指按住乒乓球,將水倒入漏斗中,松開拇指,可見乒乓球不浮起,(這時(shí)漏斗柄下口有水向下流,這是因?yàn)槠古仪蚺c漏斗間不太密合)。
(3)用手指堵住出水口,可見漏斗柄中水面逐漸上升,當(dāng)水面升至乒乓球時(shí),乒乓球迅即上浮。(若漏斗柄下口出水過快,可在乒乓球與漏斗接觸處墊一圈棉花,這樣可以從容地觀察水在漏斗柄中上升的情況。)
[方法2]
器材:透明平底塑料桶(深度10cm左右,口徑宜大些,便于操作)一只、底面基本平整的木塊(如象棋子、積木、保溫瓶塞等)一個(gè)、筷子一根、水一杯。
制作小孔桶:取一鐵扦在酒精燈上燒紅,在塑料桶底面中央穿一小孔、孔徑1cm左右,用砂紙將孔邊磨平即成一小孔桶。
步驟:
(1)將木塊有意撳入水中,松手后木塊很快浮起。
課改以后的初中物理課本圖文并茂,生動(dòng)有趣,與實(shí)際聯(lián)系緊密,強(qiáng)調(diào)了物理源于生活。所以,在課前預(yù)習(xí)時(shí),對(duì)生活細(xì)心觀察是進(jìn)行互動(dòng)式教學(xué)的前提。
1.要求學(xué)生上新課之前先看課本預(yù)習(xí),學(xué)生通過自學(xué)進(jìn)行知識(shí)結(jié)構(gòu)上的“熱身”。對(duì)于學(xué)生看書就能理解的物理知識(shí),教師可以酌情不講或者少講,這樣,在課堂上就有充分的時(shí)間,可以突出重點(diǎn),突破難點(diǎn),有針對(duì)性地授課。
2.學(xué)生課前預(yù)習(xí)要力求仔細(xì),教師對(duì)課前預(yù)習(xí)要做有針對(duì)性的輔導(dǎo),每節(jié)課設(shè)置好下節(jié)課的預(yù)習(xí)問題,讓學(xué)生帶著問題預(yù)習(xí),這樣才能達(dá)到預(yù)習(xí)的目的。例如,在學(xué)習(xí)吸放熱公式:Q=Cmt時(shí),可以讓學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中歸納吸熱和放熱兩種情況下t計(jì)算方法的不同。因?yàn)樵谶@個(gè)公式中的各個(gè)量必須采用合適的單位,才能使等式成立。而在初中范圍內(nèi),公式Q=Cmt對(duì)應(yīng)著吸熱和放熱兩種變化,吸熱時(shí)t=t2-t1,放熱時(shí)t=t1-t2,t1是始溫度,t2是末溫度。學(xué)生往往會(huì)記混,一旦記錯(cuò)了,溫度差就出現(xiàn)了負(fù)值,求出的熱量就是錯(cuò)的。在這種情況下,以學(xué)生為主體的準(zhǔn)備活動(dòng)與教師預(yù)習(xí)輔導(dǎo)的互動(dòng)就顯得尤為重要。
3.教師與學(xué)生為主體的互動(dòng)當(dāng)然不只局限于課本,還要指導(dǎo)學(xué)生多看一些課外書籍,多參加科普活動(dòng),將理論與實(shí)踐相結(jié)合,才能真正提高學(xué)生解決問題的能力。要鼓勵(lì)學(xué)生用已學(xué)到的物理知識(shí)來解釋生活中的物理現(xiàn)象,或者運(yùn)用物理知識(shí)進(jìn)行實(shí)際問題解決方案設(shè)計(jì)的互動(dòng)。
要使學(xué)生知道,他們身邊的物理現(xiàn)象舉不勝舉,我們周圍的世界是物理世界,我們可以嘗試性地給出一些解決問題的設(shè)想,也可以將一些現(xiàn)在解決不了的問題“懸置”起來等到以后再解決,這種嘗試或者懸置將是激勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理的巨大動(dòng)力。
二、互動(dòng)式教學(xué)的主要載體:課堂教學(xué)
1.通過互動(dòng)的實(shí)驗(yàn)課堂培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)是師生課堂互動(dòng)最重要的組成部分,學(xué)習(xí)物理知識(shí)要結(jié)合實(shí)例才能更好地深化學(xué)生的理解。俗話說“百聞不如一見,百見不如一做”,只有親自動(dòng)手,印象才深刻。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師要通過與學(xué)生進(jìn)行良性互動(dòng),引導(dǎo)他們養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)要做到操作規(guī)范,科學(xué)讀數(shù),準(zhǔn)確記數(shù)。例如,在使用電壓表與電流表的過程中,許多學(xué)生會(huì)疏忽接線柱的連接情況,造成指針反偏和讀數(shù)錯(cuò)誤。教師要通過演示、練習(xí)、檢查結(jié)果等多種方式的互動(dòng),讓學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。
實(shí)驗(yàn)課的培養(yǎng)目標(biāo)不僅包括對(duì)學(xué)生操作、觀察能力、分析能力等具體能力的培養(yǎng),更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。例如,講完“浮力”一章后,設(shè)計(jì)一個(gè)求金屬塊密度的開放性實(shí)驗(yàn)。同學(xué)們各顯神通,有的采用常規(guī)做法,用天平測(cè)其質(zhì)量m,用量筒測(cè)出體積V,代入公式ρ=m/v,即可求出金屬塊的密度。有的同學(xué)能在啟發(fā)式互動(dòng)后想出其他設(shè)計(jì)方案,如用彈簧秤測(cè)出物體的重力G,再用公式G=mg,求出質(zhì)量m,然后再求出密度;有的同學(xué)能夠采用浮力稱重法,將物體掛在彈簧秤上,放入水中完全浸沒,這時(shí)讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)F,并求出金屬塊受到的浮力F浮=G-F示。又因?yàn)槲矬w是完全浸沒于水中的,所以V排=V物,再用公式F浮=ρ水gV排,最后利用公式ρ=m/v,就求出了金屬塊的密度ρ。經(jīng)過這樣動(dòng)手、動(dòng)腦、親自操作,學(xué)生找到了多種求大于水的固體物質(zhì)密度的方法,雖然有些方法比較復(fù)雜,但卻提高了學(xué)生的發(fā)散思維能力和解決實(shí)際問題的能力。
三、互動(dòng)式教學(xué)成果的鞏固:精選練習(xí)題
解題過程是學(xué)生發(fā)展智力、提高能力的重要途徑。題要精選精練,選題和解題要注意以下幾點(diǎn):
1.選題要有代表性:習(xí)題所包含的內(nèi)容和解法都要具有代表性,盡量能融會(huì)貫通所學(xué)物理概念、原理和定律,鞏固所學(xué)物理知識(shí),并能從中總結(jié)出解題規(guī)律和技巧。
2.選題要有目的性:對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題和薄弱點(diǎn),要及時(shí)糾正和輔導(dǎo),而且要出一些針對(duì)性強(qiáng)的題目讓學(xué)生練習(xí),使之在訓(xùn)練中弄清問題,強(qiáng)化知識(shí),并不斷提高解題速度和質(zhì)量。
3.解題要有擴(kuò)展性:教師講解習(xí)題時(shí)也要注意和學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)式討論,以激發(fā)他們的發(fā)散思維能力。要先進(jìn)行一題多解,再避繁就簡(jiǎn),選出最佳解題方法,同時(shí),還要多進(jìn)行一題多變,使知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化,從而深化學(xué)生對(duì)網(wǎng)節(jié)知識(shí)點(diǎn)的理解。
然后將物體沿水平面切割,取下,用天平測(cè)量水下部分的質(zhì)量。
通過公式計(jì)算其密度。
然后總體測(cè)量整塊物體的質(zhì)量
通過v=m/p
計(jì)算得出全部體積。
取一量杯,水面與杯面平齊,想辦法將物體全部浸入水中(如用細(xì)針將其按入水中),稱量溢出水的體積即可。
如果容器是個(gè)圓柱形,把里面放滿水,然后把物體放入水中,在把物體取出.容器中空的部分就是這個(gè)物體的體積.
圓柱的面積=底面積×高
如果物體不下沉,就把物體上系一個(gè)鐵塊放入水中,測(cè)出鐵塊和物體的體積,然后再測(cè)出鐵塊的體積,接著用它們的總體積減去鐵塊的體積就得出物體的體積.
姓名_________ 實(shí)驗(yàn)日期____年__月__日
實(shí)驗(yàn)名稱 探究平面鏡成像的特點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察平面鏡成像的情況,找出成像的特點(diǎn)。
實(shí)驗(yàn)器材 同樣大小的蠟燭一對(duì)、平板玻璃一塊、白紙一張、三角板一對(duì)、刻度尺一把
實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)步驟
平面鏡成像有什么特點(diǎn)?
2.猜想與假設(shè):
平面鏡成的像到平面鏡的距離物體到平面鏡的距離,像與物的大小可能。
3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
(1)檢查器材。
(2)在桌上鋪上白紙,在白紙上豎直的放上平板玻璃,在紙上記錄玻璃板的位置。
(3)把點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板前。
(4
(5)觀察兩根蠟燭的位置并記錄。
(6)找出平面鏡成像的特點(diǎn)及像的位置跟物體和平面鏡的位置的關(guān)系。
(7)整理器材、擺放整齊。
物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
____級(jí)__班__號(hào)
姓名_________ 實(shí)驗(yàn)日期____年__月__日
實(shí)驗(yàn)名稱探究凸透鏡的成像特點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究凸透鏡成放大和縮小實(shí)像的條件
實(shí)驗(yàn)器材標(biāo)明焦距的凸透鏡、光屏、蠟燭、火柴、粉筆 實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)步驟
1.提出問題:
凸透鏡成縮小實(shí)像需要什么條件?
2.猜想與假設(shè):
(1)凸透鏡成縮小實(shí)像時(shí),物距u_______2f。(“大于”、“小于”或“等于”)
(2)凸透鏡成放大實(shí)像時(shí),物距u_______2f。(“大于”、“小于”或“等于”)
3.設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
(1)檢查器材,了解凸透鏡焦距,并記錄。
(2)安裝光具座,調(diào)節(jié)凸透鏡、光屏、蠟燭高度一致。
(3)找出2倍焦距點(diǎn),移動(dòng)物體到2倍焦距以外某處,再移動(dòng)光屏直到屏幕上成倒立縮小的清晰實(shí)像的為止,記下此時(shí)對(duì)應(yīng)的物距。
(4)找出2倍焦距點(diǎn),移動(dòng)物體到2倍焦距以內(nèi)某處,再移動(dòng)光屏直到屏幕上成倒立放大的清晰實(shí)像的為止,記下此時(shí)對(duì)應(yīng)的物距。
(5)整理器材。
實(shí)驗(yàn)日期 年 月 日 同組人 姓名
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模壕毩?xí)正確使用毫米刻度尺測(cè)長(zhǎng)度,停表測(cè)量時(shí)間,正確記錄測(cè)量結(jié)果;練習(xí)估測(cè)到分度值的下一位。
二、實(shí)驗(yàn)器材:毫米刻度尺,停表,三角板(2塊),課本,硬幣,約30cm長(zhǎng)細(xì)銅絲,鉛筆。
三、操作要求:1.檢查器材。2.用毫米刻度尺測(cè)課本的長(zhǎng)和寬,數(shù)據(jù)記錄要求估讀到分度值的下一位。3.用毫米刻度尺和三角板測(cè)硬幣的直徑,數(shù)據(jù)記錄要求同上。4.測(cè)細(xì)銅絲直徑,數(shù)據(jù)記錄要求同上。5.用停表測(cè)量心率數(shù)據(jù)記錄要求同上。6整理器材。 四、實(shí)驗(yàn)記錄
1.刻度尺的量程為cm,分度值是,零刻線是否磨損: 。 2.記錄數(shù)據(jù):
課本長(zhǎng) ,寬 。硬幣的直徑 。細(xì)銅絲的線圈長(zhǎng)度 ,線圈圈數(shù) ,細(xì)銅絲的直徑 。
3.用停表測(cè)出你脈搏跳動(dòng)10次的時(shí)間 五、反思與拓展
測(cè)細(xì)銅絲直徑時(shí),如果繞線時(shí)沒有緊密繞線,則測(cè)量結(jié)果比真實(shí)值(填“偏大”、“偏小”)
測(cè)量平均速度實(shí)驗(yàn)報(bào)告
學(xué)校姓名 實(shí)驗(yàn)日期 年 月 日 同組人姓名一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)會(huì)使用秒表和刻度尺正確測(cè)量時(shí)間、距離,并求平均速度 二、實(shí)驗(yàn)器材:刻度尺,停表,盒尺,勻速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器,鉛筆。
三、操作要求: 1、檢查器材,并將器材按裝置圖放置,把木板和木塊組裝成斜面(傾角控制在20度以內(nèi)),小車放于斜面頂端A點(diǎn),彈簧片固定在斜面下端C點(diǎn),測(cè)出AC段的距離s1記錄于表格中;讓小車從斜面頂端自由滑下的同時(shí)開始計(jì)時(shí);小車到達(dá)斜面底端停止計(jì)時(shí),讀出時(shí)間為t1 ,同樣記錄于表格中,利用公式v1=s1/t1計(jì)算出v1記于表格。
2、將金屬片放于B處固定,重復(fù)步驟上述過程,進(jìn)行第二次測(cè)量,同時(shí)將AB之間的s2、t2和計(jì)算出的v2記于表格。
3、利用s1-s2=s3,t1-t2=t3,算出BC之間的s3、t3,再用v3=s3/t3算出v3記于表格。
4、比較v1、v2、v3的大小從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 5、收拾整理器材。
五、記錄和結(jié)論:記錄:
六、反思與拓展
兩次測(cè)量所取的路程相同或不同,小車的平均速度相同嗎?
探究平面鏡成像的特點(diǎn)
學(xué)校姓名 實(shí)驗(yàn)日期 年 月 日 同組人姓名
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河^察平面鏡成像的情況,找出成像的特點(diǎn)。
二、實(shí)驗(yàn)器材:同樣大小的蠟燭一對(duì)、平板玻璃一塊、白紙一張、三角板一對(duì)、刻度尺一把。
三、實(shí)驗(yàn)操作要求
1.提出問題:平面鏡成像有什么特點(diǎn)?
2.猜想與假設(shè):平面鏡成的像到平面鏡的距離物體到平面鏡的距離,像與物的大小可能。
3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn):(1)檢查器材。(2)在桌上鋪上白紙,在白紙中間畫出兩條互相垂直的直線后豎直地放上平板玻璃,在紙上記錄玻璃板的位置。(3)把點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板前。(4)移動(dòng)未點(diǎn)燃的蠟燭,在玻璃板后讓它跟點(diǎn)燃的蠟燭的像重合。(5)觀察兩根蠟燭的位置并記錄。(6)改變點(diǎn)燃蠟燭在玻璃板前的位置,重復(fù)步驟(3)(4)(5)。(7)找出平面鏡成像的特點(diǎn)及像和物體跟平面鏡的位置關(guān)系。(8)整理器材、擺放整齊。
四、記錄和結(jié)論
(2)像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離 。
五、反思與拓展:此實(shí)驗(yàn)為什么要用玻璃板作為反射鏡? 。
探究平面鏡成像的特點(diǎn)
學(xué)校姓名 實(shí)驗(yàn)日期 年 月 日 同組人姓名
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河^察平面鏡成像的情況,找出成像的特點(diǎn)。
二、實(shí)驗(yàn)器材:同樣大小的蠟燭一對(duì)、平板玻璃一塊、白紙一張、三角板一對(duì)、刻度尺一把。
三、實(shí)驗(yàn)操作要求
1.提出問題:平面鏡成像有什么特點(diǎn)?
2.猜想與假設(shè):平面鏡成的像到平面鏡的距離物體到平面鏡的距離,像與物的大小可能。
3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn):(1)檢查器材。(2)在桌上鋪上白紙,在白紙中間畫出兩條互相垂直的直線后豎直地放上平板玻璃,在紙上記錄玻璃板的位置。(3)把點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板前。(4)移動(dòng)未點(diǎn)燃的蠟燭,在玻璃板后讓它跟點(diǎn)燃的蠟燭的像重合。(5)觀察兩根蠟燭的位置并記錄。(6)改變點(diǎn)燃蠟燭在玻璃板前的位置,重復(fù)步驟(3)(4)(5)。(7)找出平面鏡成像的特點(diǎn)及像和物體跟平面鏡的位置關(guān)系。(8)整理器材、擺放整齊。
四、記錄和結(jié)論
2.結(jié)論:(1)平面鏡成像的大小與物體的大小
(2)像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離 。
五、反思與拓展:此實(shí)驗(yàn)為什么要用玻璃板作為反射鏡? 。
探究凸透鏡的成像特點(diǎn)
學(xué)校姓名
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄客雇哥R成放大和縮小實(shí)像的條件。
二、實(shí)驗(yàn)器材:光具座,標(biāo)明焦距的凸透鏡、光屏、蠟燭、火柴、粉筆。 三、實(shí)驗(yàn)操作要求:
1.提出問題:凸透鏡成縮小和放大實(shí)像需要什么條件? 2.猜想與假設(shè):(1)凸透鏡成縮小實(shí)像時(shí),物距uf。(“大于”、“小于”或“等于”)
(2)凸透鏡成放大實(shí)像時(shí),物距uf。(“大于”、“小于”或“等于”)
3.設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn):(1)檢查器材,觀察凸透鏡焦距,并記錄。(2)安裝光具座,調(diào)節(jié)凸透鏡、光屏、燭焰中心高度大致一致。(3)找出2倍焦距點(diǎn),移動(dòng)物體到2倍焦距以外某處,再移動(dòng)光屏直到屏幕上成倒立縮小的清晰實(shí)像為止,記下此時(shí)對(duì)應(yīng)的物距范圍。(4)找出2倍焦距點(diǎn),移動(dòng)物體到2倍焦距以內(nèi)某處,再移動(dòng)光屏直到屏幕上成倒立放大的清晰實(shí)像為止,記下此時(shí)對(duì)應(yīng)的物距范圍。(5
)整理器材。 四、實(shí)驗(yàn)記錄和結(jié)論:
1.凸透鏡的焦距cm。 當(dāng)物距u=2f和u?f時(shí)凸透鏡成像分別有什么特點(diǎn)? 。
學(xué)校姓名
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄客雇哥R成放大和縮小實(shí)像的條件。
二、實(shí)驗(yàn)器材:光具座,標(biāo)明焦距的凸透鏡、光屏、蠟燭、火柴、粉筆。 三、實(shí)驗(yàn)操作要求:
1.提出問題:凸透鏡成縮小和放大實(shí)像需要什么條件? 2.猜想與假設(shè):(1)凸透鏡成縮小實(shí)像時(shí),物距uf。(“大于”、“小于”或“等
于”)
(2)凸透鏡成放大實(shí)像時(shí),物距uf。(“大于”、“小于”或“等于”)
3.設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn):(1)檢查器材,觀察凸透鏡焦距,并記錄。(2)安裝光具座,調(diào)節(jié)凸透鏡、光屏、燭焰中心高度大致一致。(3)找出2倍焦距點(diǎn),移動(dòng)物體到2倍焦距以外某處,再移動(dòng)光屏直到屏幕上成倒立縮小的清晰實(shí)像為止,記下此時(shí)對(duì)應(yīng)的物距范圍。(4)找出2倍焦距點(diǎn),移動(dòng)物體到2倍焦距以內(nèi)某處,再移動(dòng)光屏直到屏幕上成倒立放大的清晰實(shí)像為止,記下此時(shí)對(duì)應(yīng)的物距范圍。(5)整理器材。 四、實(shí)驗(yàn)記錄和結(jié)論:
1.凸透鏡的焦距cm。
當(dāng)物距u=2f和u?f時(shí)凸透鏡成像分別有什么特點(diǎn)? 。
用溫度計(jì)測(cè)量水的溫度
學(xué)校姓名一、.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海壕毩?xí)使用溫度計(jì),用溫度計(jì)測(cè)水的溫度。 二、實(shí)驗(yàn)器材:溫度計(jì)(量程0℃~100℃,最小刻度值1℃),分別裝有熱水和冷水的2個(gè)燒杯,毛巾。 三、操作要求:
1.檢查器材。2.估測(cè)熱水的溫度。3.用溫度計(jì)測(cè)熱水的溫度,操作正確。4.估測(cè)冷水溫度。
5.用溫度計(jì)測(cè)冷水的溫度,操作正確。6.整理器材。
四.實(shí)驗(yàn)記錄:
1.觀察器材:溫度計(jì)的量程 2.記錄數(shù)據(jù):
為什么不能用體溫計(jì)測(cè)量溫水的溫度?
用溫度計(jì)測(cè)量水的溫度
學(xué)校 姓名 一、.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海壕毩?xí)使用溫度計(jì),用溫度計(jì)測(cè)水的溫度。 二、實(shí)驗(yàn)器材:溫度計(jì)(量程0℃~100℃,最小刻度值1℃),分別裝有熱水和冷水的2個(gè)燒杯,毛巾。 三、操作要求:
1.檢查器材。2.估測(cè)熱水的溫度。3.用溫度計(jì)測(cè)熱水的溫度,操作正確。4.估測(cè)冷水溫度。
5.用溫度計(jì)測(cè)冷水的溫度,操作正確。6.整理器材。
四.實(shí)驗(yàn)記錄:
1.觀察器材:溫度計(jì)的量程 2.記錄數(shù)據(jù):
為什么不能用體溫計(jì)測(cè)量溫水的溫度?
用天平和量筒測(cè)定液體的密度
學(xué)校姓名
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河锰炱胶土客矞y(cè)液體的密度。
二、實(shí)驗(yàn)器材:托盤天平、砝碼、鑷子、量筒、燒杯、鹽水、滴管、標(biāo)簽(標(biāo)明燒杯和鹽水的總質(zhì)量)(托盤天平要先調(diào)平,待用。) 三、實(shí)驗(yàn)操作要求:
1.檢查器材。2.記錄總質(zhì)量。3.測(cè)鹽水的體積。4.用天平稱燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量。5.計(jì)算鹽水的密度。6.整理器材。 四、實(shí)驗(yàn)記錄:
1. 觀察器材:天平的最大稱量值 克,游碼標(biāo)尺的最小刻度值 克。量筒的最大刻度值 毫升,最小刻度值 毫升。
為什么本實(shí)驗(yàn)要用測(cè)兩次燒杯和鹽水的總質(zhì)量之差來測(cè)量量筒中的鹽水的質(zhì)量? 。
用天平和量筒測(cè)定液體的密度
學(xué)校姓名
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河锰炱胶土客矞y(cè)液體的密度。
二、實(shí)驗(yàn)器材:托盤天平、砝碼、鑷子、量筒、燒杯、鹽水、滴管、標(biāo)簽(標(biāo)明燒杯和鹽水的總質(zhì)量)(托盤天平要先調(diào)平,待用。) 三、實(shí)驗(yàn)操作要求:
1.檢查器材。2.記錄總質(zhì)量。3.測(cè)鹽水的體積。4.用天平稱燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量。5.計(jì)算鹽水的密度。6.整理器材。 四、實(shí)驗(yàn)記錄:
1. 觀察器材:天平的最大稱量值 克,游碼標(biāo)尺的最小刻度值 克。量筒的最大刻度值 毫升,最小刻度值 毫升。
為什么本實(shí)驗(yàn)要用測(cè)兩次燒杯和鹽水的總質(zhì)量之差來測(cè)量量筒中的鹽水的質(zhì)量? 。
篇二:初中物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
初中物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 〔實(shí)驗(yàn)名稱〕
〔實(shí)驗(yàn)日期〕
〔實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
〔實(shí)驗(yàn)儀器和藥品〕
〔實(shí)驗(yàn)步驟〕
〔實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象〕
〔實(shí)驗(yàn)解釋及結(jié)論〕
〔實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)與討論〕
篇三:初中物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告1
篇四:八年級(jí)下冊(cè)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告單
初中物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告單
年級(jí) :八年級(jí) 姓名: 日期 :3月6日 實(shí)驗(yàn)名稱:用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量力的大小 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.練習(xí)使用彈簧測(cè)力計(jì)。
2.正確使用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量力的大小。
二、實(shí)驗(yàn)儀器和器材(要求標(biāo)明各儀器的規(guī)格型號(hào))
彈簧測(cè)力計(jì)2個(gè)(規(guī)格相同),鉤碼2個(gè),鐵架臺(tái)。 三、實(shí)驗(yàn)步驟或內(nèi)容:
1.檢查實(shí)驗(yàn)器材。 2.測(cè)量手的拉力。 3.測(cè)量鉤碼所受的重力。
4.測(cè)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)相互作用的拉力。 5.整理器材。
五、實(shí)驗(yàn)記錄與結(jié)論
1.彈簧測(cè)力計(jì)的量程 0-5N ,分度值 0.2N ,指針是否指零刻線 是 。 2.記錄數(shù)據(jù):
初中物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告單
年級(jí) :八年級(jí) 姓名: 日期 : 實(shí)驗(yàn)名稱:探究重力的大小與質(zhì)量的關(guān)系。 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
探究重力的大小與質(zhì)量的關(guān)系。
二、實(shí)驗(yàn)儀器和器材(要求標(biāo)明各儀器的規(guī)格型號(hào)) 彈簧測(cè)力計(jì),鐵架臺(tái),相同的鉤碼5個(gè)(質(zhì)量已知),鉛筆,刻度尺。
三、實(shí)驗(yàn)步驟或內(nèi)容:要求步驟或內(nèi)容簡(jiǎn)單明了
(1)檢查器材:觀察彈簧測(cè)力計(jì)的量程、分度值,指針是否指到零刻度線。
(2)將彈簧測(cè)力計(jì)懸掛在支架上。
(3)將鉤碼逐個(gè)加掛在彈簧測(cè)力計(jì)上。 (4)將5次的測(cè)量結(jié)果記錄在表格中。 (5)整理器材。 四、實(shí)驗(yàn)記錄與結(jié)論
1.觀察彈簧測(cè)力計(jì)的量程為 0-5N N,分度值為 0.2N。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
重力的大小跟物體的質(zhì)量的關(guān)系是 物體所受重力與物體質(zhì)量成正比。
年級(jí) :八年級(jí) 姓名: 日期 : 實(shí)驗(yàn)名稱:探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
探究壓力的大小和接觸面的粗糙程度對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響。 二、實(shí)驗(yàn)儀器和器材(要求標(biāo)明各儀器的規(guī)格型號(hào))
木塊,砝碼,彈簧測(cè)力計(jì),毛巾。
三、實(shí)驗(yàn)步驟或內(nèi)容:要求步驟或內(nèi)容簡(jiǎn)單明了
(1)檢查器材:觀察彈簧測(cè)力計(jì)的量程和分度值,指針是否指在零刻線處。 (2)當(dāng)木塊在水平桌面上運(yùn)動(dòng),測(cè)出壓力F=G木塊時(shí)木塊受到的滑動(dòng)摩擦力。 (3)改變壓力,將砝碼放在木塊上,測(cè)出木塊壓力F>G摩擦力。
(4)改變接觸面的粗糙程度,將毛巾平鋪在水平桌面上,測(cè)出壓力F=G木塊時(shí)木塊受到的滑動(dòng)摩擦力。 (5)整理器材。
木塊
時(shí)木塊受到的滑動(dòng)
五、實(shí)驗(yàn)記錄與結(jié)論
(1)彈簧測(cè)力計(jì)的量程為0-5N,分度值為0.2N。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
在接觸面相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;在壓力相等的情況下,接觸表面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
年級(jí) :八年級(jí) 姓名: 日期 :地點(diǎn):物理實(shí)驗(yàn)室 實(shí)驗(yàn)名稱:探究杠桿的平衡條件 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 探究杠桿的平衡條件。
二、實(shí)驗(yàn)儀器和器材(要求標(biāo)明各儀器的規(guī)格型號(hào))
帶刻度的杠桿和支架,2個(gè)細(xì)鐵絲環(huán),鉤碼(6-8個(gè),每個(gè)鉤碼質(zhì)量相等并標(biāo)明質(zhì)量大小)。
三、實(shí)驗(yàn)原理:簡(jiǎn)明扼要地闡述實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)、計(jì)算公式、畫出電路圖或光路圖
動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂(F1×L1=F2×L2) 四、實(shí)驗(yàn)步驟或內(nèi)容:要求步驟或內(nèi)容簡(jiǎn)單明了
(1)檢查器材。 (2)調(diào)節(jié)杠桿平衡。
(3)杠桿兩邊掛不同數(shù)量鉤碼,杠桿平衡后測(cè)出動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。 (4)改變鉤碼數(shù)量和位置,杠桿平衡后再次測(cè)出動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。 (5)整理器材。
五、實(shí)驗(yàn)記錄與結(jié)論
(1)杠桿標(biāo)尺上的分度值是 cm,每一個(gè)鉤碼的重力是 N。 (2)數(shù)據(jù)記錄:
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
歸納出杠桿的平衡條件:。
年級(jí) :八年級(jí) 姓名: 日期 :地點(diǎn):物理實(shí)驗(yàn)室 實(shí)驗(yàn)名稱:測(cè)量斜面的機(jī)械效率。
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?斜面的機(jī)械效率與斜面傾斜程度是否有關(guān)? 二、實(shí)驗(yàn)儀器和器材(要求標(biāo)明各儀器的規(guī)格型號(hào))
毫米刻度尺,長(zhǎng)木板,木塊(附掛鉤),彈簧測(cè)力計(jì),細(xì)線、木墊(或塑料墊)。
三、實(shí)驗(yàn)原理:簡(jiǎn)明扼要地闡述實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)、計(jì)算公式、畫出電路圖或光路圖
η=W有/w總
四、實(shí)驗(yàn)步驟或內(nèi)容:要求步驟或內(nèi)容簡(jiǎn)單明了
1.檢查器材:觀察彈簧測(cè)力計(jì)的量程、分度值、指針是否指到零刻度線。 2.測(cè)出木塊所受重力。 3.組裝斜面。
4.用彈簧測(cè)力計(jì)將木塊從斜面底端勻速拉到頂端,記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F。 5.測(cè)出木塊上升的高度h和木塊沿斜面移動(dòng)的距離s。 6.計(jì)算有關(guān)物理量的數(shù)值,并得出結(jié)論。 7.整理器材。
五、實(shí)驗(yàn)記錄與結(jié)論
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:斜面的機(jī)械效率與斜面傾斜程度 有 關(guān)。
探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)
時(shí)間:
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?知道動(dòng)能大小與什么因素有關(guān) 實(shí)驗(yàn)器材: 斜槽、木塊、鐵球、 實(shí)驗(yàn)方法: 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
(1)探究物體動(dòng)能大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系
用同一鐵球從斜槽上不同的高度滾下,觀察從斜槽上滾下的鐵球在水平槽上運(yùn)動(dòng)的速度有何不同?(越高鐵球滾下的速度越快)
在靠近斜槽下端的水平槽上放一木塊,用同一鐵球從斜槽上不同的高度滾下,觀察鐵球碰上木塊后,將木塊撞出的距離。木塊被撞得越遠(yuǎn),表明鐵球運(yùn)動(dòng) 越塊 ,具有的做功本領(lǐng) 越強(qiáng) ,動(dòng)能 越大 。 (2)探究物體動(dòng)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系
關(guān)鍵詞:熱敏電阻、非平衡直流電橋、電阻溫度特性
1、引言
熱敏電阻是根據(jù)半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率與溫度有很強(qiáng)的依賴關(guān)系而制成的一種器件,其電阻溫度系數(shù)一般為(-0.003~+0.6)℃-1。因此,熱敏電阻一般可以分為:
Ⅰ、負(fù)電阻溫度系數(shù)(簡(jiǎn)稱NTC)的熱敏電阻元件
常由一些過渡金屬氧化物(主要用銅、鎳、鈷、鎘等氧化物)在一定的燒結(jié)條件下形成的半導(dǎo)體金屬氧化物作為基本材料制成的,近年還有單晶半導(dǎo)體等材料制成。國(guó)產(chǎn)的主要是指MF91~MF96型半導(dǎo)體熱敏電阻。由于組成這類熱敏電阻的上述過渡金屬氧化物在室溫范圍內(nèi)基本已全部電離,即載流子濃度基本上與溫度無關(guān),因此這類熱敏電阻的電阻率隨溫度變化主要考慮遷移率與溫度的關(guān)系,隨著溫度的升高,遷移率增加,電阻率下降。大多應(yīng)用于測(cè)溫控溫技術(shù),還可以制成流量計(jì)、功率計(jì)等。
Ⅱ、正電阻溫度系數(shù)(簡(jiǎn)稱PTC)的熱敏電阻元件
常用鈦酸鋇材料添加微量的鈦、鋇等或稀土元素采用陶瓷工藝,高溫?zé)贫伞_@類熱敏電阻的電阻率隨溫度變化主要依賴于載流子濃度,而遷移率隨溫度的變化相對(duì)可以忽略。載流子數(shù)目隨溫度的升高呈指數(shù)增加,載流子數(shù)目越多,電阻率越小。應(yīng)用廣泛,除測(cè)溫、控溫,在電子線路中作溫度補(bǔ)償外,還制成各類加熱器,如電吹風(fēng)等。
2、實(shí)驗(yàn)裝置及原理
【實(shí)驗(yàn)裝置】
FQJ—Ⅱ型教學(xué)用非平衡直流電橋,F(xiàn)QJ非平衡電橋加熱實(shí)驗(yàn)裝置(加熱爐內(nèi)置MF51型半導(dǎo)體熱敏電阻(2.7kΩ)以及控溫用的溫度傳感器),連接線若干。
【實(shí)驗(yàn)原理】
根據(jù)半導(dǎo)體理論,一般半導(dǎo)體材料的電阻率 和絕對(duì)溫度 之間的關(guān)系為式中a與b對(duì)于同一種半導(dǎo)體材料為常量,其數(shù)值與材料的物理性質(zhì)有關(guān)。因而熱敏電阻的電阻值 可以根據(jù)電阻定律寫為式中 為兩電極間距離, 為熱敏電阻的橫截面。
對(duì)某一特定電阻而言, 與b均為常數(shù),用實(shí)驗(yàn)方法可以測(cè)定。為了便于數(shù)據(jù)處理,將上式兩邊取對(duì)數(shù),則有上式表明 與 呈線,在實(shí)驗(yàn)中只要測(cè)得各個(gè)溫度 以及對(duì)應(yīng)的電阻 的值,以 為橫坐標(biāo), 為縱坐標(biāo)作圖,則得到的圖線應(yīng)為直線,可用圖解法、計(jì)算法或最小二乘法求出參數(shù) a、b的值。熱敏電阻的電阻溫度系數(shù) 下式給出。
從上述方法求得的b值和室溫代入式(1—4),就可以算出室溫時(shí)的電阻溫度系數(shù)。
熱敏電阻 在不同溫度時(shí)的電阻值,可由非平衡直流電橋測(cè)得。非平衡直流電橋原理圖如右圖所示,B、D之間為一負(fù)載電阻 ,只要測(cè)出 ,就可以得到 值。
當(dāng)負(fù)載電阻 ,即電橋輸出處于開路狀態(tài)時(shí), =0,僅有電壓輸出,用 表示,當(dāng) 時(shí),電橋輸出 =0,即電橋處于平衡狀態(tài)。為了測(cè)量的準(zhǔn)確性,在測(cè)量之前,電橋必須預(yù)調(diào)平衡,這樣可使輸出電壓只與某一臂的電阻變化有關(guān)。
若R1、R2、R3固定,R4為待測(cè)電阻,R4 = RX,則當(dāng)R4R4+R時(shí),因電橋不平衡而產(chǎn)生的電壓輸出為:(1—5)
在測(cè)量MF51型熱敏電阻時(shí),非平衡直流電橋所采用的是立式電橋 , 且 ,則(1—6)
式中R和 均為預(yù)調(diào)平衡后的電阻值,測(cè)得電壓輸出后,通過式(1—6)運(yùn)算可得R,從而求的 =R4+R。
3、熱敏電阻的電阻溫度特性研究
根據(jù)表一中MF51型半導(dǎo)體熱敏電阻(2.7kΩ)之電阻~溫度特性研究橋式電路,并設(shè)計(jì)各臂電阻R和 的值,以確保電壓輸出不會(huì)溢出(本實(shí)驗(yàn) =1000.0Ω, =4323.0Ω)。
根據(jù)橋式,預(yù)調(diào)平衡,將“功能轉(zhuǎn)換”開關(guān)旋至“電壓“位置,按下G、B開關(guān),打開實(shí)驗(yàn)加熱裝置升溫,每隔2℃測(cè)1個(gè)值,并將測(cè)量數(shù)據(jù)列表(表二)。
MF51型半導(dǎo)體熱敏電阻(2.7kΩ)之電阻~溫度特性
溫度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
電阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
非平衡電橋電壓輸出形式(立式)測(cè)量MF51型熱敏電阻的數(shù)據(jù)
i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
溫度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4
熱力學(xué)T K 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4
0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4
0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9
4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.1 2692.9 2507.6 2345.1
根據(jù)表二所得的數(shù)據(jù)作出 ~ 圖,如右圖所示。運(yùn)用最小二乘法計(jì)算所得的線性方程為 ,即MF51型半導(dǎo)體熱敏電阻(2.7kΩ)的電阻~溫度特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 。
4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差
通過實(shí)驗(yàn)所得的MF51型半導(dǎo)體熱敏電阻的電阻—溫度特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 。根據(jù)所得表達(dá)式計(jì)算出熱敏電阻的電阻~溫度特性的測(cè)量值,與表一所給出的參考值有較好的一致性,如下表所示:
表三 實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較
溫度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
參考值RT Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
測(cè)量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823
相對(duì)誤差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00
從上述結(jié)果來看,基本在實(shí)驗(yàn)誤差范圍之內(nèi)。但我們可以清楚的發(fā)現(xiàn),隨著溫度的升高,電阻值變小,但是相對(duì)誤差卻在變大,這主要是由內(nèi)熱效應(yīng)而引起的。
5、內(nèi)熱效應(yīng)的影響
一、光纖通訊:本實(shí)驗(yàn)主要是通過對(duì)光纖的一些特性的探究(包括對(duì)光纖耦合效率的測(cè)量,光纖數(shù)值孔徑的測(cè)量以及對(duì)塑料光纖光纖損耗的測(cè)量與計(jì)算),了解光纖光學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。探究相位調(diào)制型溫度傳感器的干涉條紋隨溫度的變化的移動(dòng)情況,模擬語(yǔ)電話光通信,
了解光纖語(yǔ)音通信的基本原理和系統(tǒng)構(gòu)成。老師講的也很清楚,本試驗(yàn)在操作上并不是很困難,很易于實(shí)現(xiàn),易于成功。
二、光學(xué)多道與氫氘:本實(shí)驗(yàn)利用光學(xué)多道分析儀,從巴爾末公式出發(fā)研究氫氘光譜,了解其譜線特點(diǎn), 并學(xué)習(xí)光學(xué)多道儀的使用方法及基本的光譜學(xué)技術(shù)通過此次實(shí)驗(yàn)得出了氫原子和氘原子在巴爾末系下的光譜波長(zhǎng),并利用測(cè)得的波長(zhǎng)值計(jì)算出了氫氘的里德伯常量,得到了氫氘光譜的各光譜項(xiàng)及巴耳末系躍遷能級(jí)圖,計(jì)算得出了質(zhì)子和電子的質(zhì)量之比。個(gè)人覺得這個(gè)實(shí)驗(yàn)有點(diǎn)太智能化,建議鍛煉操作的部分能有所加強(qiáng)。對(duì)于一些儀器的原理在實(shí)驗(yàn)中沒有體現(xiàn)。如果有所體現(xiàn)會(huì)比較容易使學(xué)生深入理解。數(shù)據(jù)處理有些麻煩。不過這也正是好好提高自己的分析數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)能力的好時(shí)候、更是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁。
三、法拉第效應(yīng):本實(shí)驗(yàn)中,我們首先對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行了均勻性測(cè)定,進(jìn)一步測(cè)量了磁場(chǎng)和勵(lì)磁電流之間的關(guān)系,利用磁場(chǎng)和勵(lì)磁電流之間的線性關(guān)系,用電流表征磁場(chǎng)的大小;再利用磁光調(diào)制器和示波器,采用倍頻法找出ZF6、MR3-2樣品在不同強(qiáng)度的旋光角θ和磁場(chǎng)強(qiáng)度B的關(guān)系,并計(jì)算費(fèi)爾德常數(shù);最后利用MR3樣品和石英晶體區(qū)分自然旋光和磁致旋光,驗(yàn)證磁致旋光的非互易性。
四﹑液晶物性:本實(shí)驗(yàn)主要是通過對(duì)液晶盒的扭曲角,電光響應(yīng)曲線和響應(yīng)時(shí)間的測(cè)量,以及對(duì)液晶光柵的觀察分析,了解液晶在外電場(chǎng)的作用下的變化,以及引起的液晶盒光學(xué)性質(zhì)的變化,并掌握對(duì)液晶電光效應(yīng)測(cè)量的方法。本實(shí)驗(yàn)中我們研究了液晶的基本物理性質(zhì)
和電光效應(yīng)等。發(fā)現(xiàn)液晶的雙折射現(xiàn)象會(huì)對(duì)旋光角的大小產(chǎn)生的影響,在實(shí)驗(yàn)中通過測(cè)量液晶盒兩面錨泊方向的差值,得到液晶盒扭曲角的大小為125度;測(cè)量了液晶的響應(yīng)時(shí)間。觀察液晶光柵的衍射現(xiàn)象,在“常黑模式”和“常白模式”下分別測(cè)量了液晶升壓和降壓過程的電光響應(yīng)曲線,求得了閾值電壓、飽和電壓和閾值銳度。并且比較了升壓降壓過程中閾值銳度的差別。我們一開始做的很慢,不過老師講得很清楚,后來我們很快就做出來了,
五、非線性電路與混沌:本實(shí)驗(yàn)通過測(cè)量非線性電阻的I-U特性曲線,了解非線性電阻特性,,從而搭建出典型的非線性電路—蔡氏振蕩電路,通過改變其狀態(tài)參數(shù),觀察到混沌的產(chǎn)生,周期運(yùn)動(dòng),倍周期與分岔,點(diǎn)吸引子,雙吸引子,環(huán)吸引子,周期窗口的物理圖像,并研究其費(fèi)根鮑姆常數(shù)。最后,實(shí)驗(yàn)將兩個(gè)蔡氏電路通過一個(gè)單相耦合系統(tǒng)連接并最終研究其混東同步現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)過程還可以,數(shù)據(jù)處理有點(diǎn)難,后來慢慢思考,最終還是處理好了,
六、高溫超導(dǎo):本實(shí)驗(yàn)利用液氮?jiǎng)?chuàng)造低溫環(huán)境,測(cè)量了高溫超導(dǎo)材料樣品的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變臨界溫度為90.。88K,并在實(shí)驗(yàn)同時(shí)對(duì)溫差電偶溫度計(jì)以及硅半導(dǎo)體溫度計(jì)進(jìn)行了溫度定標(biāo),測(cè)得在實(shí)驗(yàn)的溫度范圍內(nèi),在磁懸浮實(shí)驗(yàn)上,我們分別測(cè)量了無磁場(chǎng)條件下相變(零場(chǎng)冷)的高溫超導(dǎo)體樣品的以及有磁場(chǎng)條件下相變(場(chǎng)冷)的高溫超導(dǎo)體樣品的磁懸浮力與距離的關(guān)系,認(rèn)為此超導(dǎo)體在強(qiáng)磁場(chǎng)下進(jìn)入了混合態(tài),而在場(chǎng)冷條件下的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了我們的假設(shè)。這次實(shí)驗(yàn)我們所作實(shí)驗(yàn)中最早結(jié)束的一個(gè)實(shí)驗(yàn),不過在示波器中調(diào)波形時(shí)花了點(diǎn)時(shí)間,最終還是很快就做完了。
七、塞滿效應(yīng):這個(gè)實(shí)驗(yàn)是我最后一次做的實(shí)驗(yàn),也是最晚結(jié)束的一個(gè)實(shí)驗(yàn),因?yàn)槲覀內(nèi)プ鰧?shí)驗(yàn)的時(shí)候?qū)嶒?yàn)室沒電了,于是我們等
2.掌握判斷物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng)的方法。
3.會(huì)利用紙帶測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。
4.練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
(二)實(shí)驗(yàn)原理
1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
(1)物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),若加速度為a,在各個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)發(fā)生的位移依次為x1、x2、x3、?、xn,則有:x2-x1=x3-x2=?=xn-xn-1=aT2,即任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移差相等。可以依據(jù)這個(gè)特點(diǎn),判斷一個(gè)物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。
2.由紙帶求物體加速度的方法 (1)逐差法
設(shè)相鄰相同時(shí)間T內(nèi)的位移分別為x1、x2、?、x6,則 x2-x1=x3-x2=x4-x3=?=x6-x5=aT2 x4-x1=3a1T2 x5-x2=3a2T2 x6-x3=3a3T2
得加速度a=(a1+a2+a3)/3
= (2)圖象法(421?522?623)x4?x5?x6x1?x2?x32?
33T3T3T9T
以打某計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),然后利用vn=(xn+xn+1)/2T測(cè)出打各點(diǎn)時(shí)的速 度,描點(diǎn)得v-t圖象,v-t圖象的斜率即為加速度,如圖所示。
(3)由紙帶求物體速度的方法 “平均速度法”求速度,即vn=(xn+xn+1)/2T, 如圖所示。
(三)實(shí)驗(yàn)器材
電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙片。
(四)實(shí)驗(yàn)步驟
1.把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸 出桌面;把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端; 連接好電路,再把一條細(xì)繩拴在小車上,細(xì)繩跨過滑輪, 下邊掛上合適的鉤碼;將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并把它 的一端固定在小車的后面。
2.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,接通電源后,放開小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)。換上新紙帶,重復(fù)三次。
3.從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶,舍掉開頭比較密集的點(diǎn),在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)開始點(diǎn),在選好的開始點(diǎn)下面記作0,0后面
動(dòng)的加速度。
同學(xué)們還可先畫出v-t圖象,再求小車做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度。
(五)注意事項(xiàng)
1.要在鉤碼落地處放上軟墊或砂箱,防止撞壞鉤碼。
2.要在小車到達(dá)滑輪前用手按住它或放置泡沫塑料擋板,防止撞壞小車。
3.小車的加速度宜適當(dāng)大些,可以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤差,加速度大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出7~8個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。
4.紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)盡量不要讓紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔摩擦。
5.要先接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后,再放開小車;放開小車時(shí),小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,以充分利用紙帶的長(zhǎng)度。
6.不要分段測(cè)量各段位移,應(yīng)盡可能地一次測(cè)量完畢(可先統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0之間的距離),讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。
(六)誤差分析