金属线的电阻实验2c.PPT

應用：電油指示錶 單元 2.3 第 4 冊 量度鹽度 鹽度計靠量度水的電阻率來檢測水的鹹度。 電阻的定義 電阻 表示物體阻礙電荷通過的程度 導體的電阻定義為： 電阻的單位：歐姆 (?) 導體兩端的電壓為 1 V，而電流正好為 1 A 時，導體的電阻就等於 1 ?。(1 ? = 1 V A–1) (a) 燈泡兩端的電勢差 = 6 V 流過燈泡的電流 = 3 A 電阻 R = ? (b) 如果改用電阻較高的燈泡，通過燈泡的電流會 怎樣？ 進度評估 5 歐姆定律 1 連接電路。 2 調節變阻器。記錄安培計讀數 I 和伏特計讀數 V。找出 I 和 V 的關係。 考慮導體的 V–I 線圖。 (a) 在以下情況，電阻 R 是多少？ (i) V = 2 V；(ii) V = 3 V；(iii) V = 5 V (i) V = 2 V，I = 0.5 A (ii) V = 3 V，I = 1 A (iii) V = 5 V，I = 3 A 考慮導體的 V–I 線圖。 V = 2 V 時，R = 4 ? V = 3 V 時，R = 3 ? V = 5 V 時，R = 1.67 ? (b) R 怎樣隨 V 改變？ V ? ? R ? 進度評估 6 影響電阻的因素 應用歐姆定律時，須確保温度（以及其他物理條件）恆定不變。 若温度改變，導體的電阻會怎樣？ 1 把電阻線繞成一捆線圈，再將線圈連接到低壓電源及萬用電錶。 2 開啟電源，線圈會發熱並變得通紅。記錄流過線圈的電流大小。 3 用風筒向線圈吹送涼風。觀察線圈的亮度變化，以及通過線圈的電流大小，找出兩者怎樣改變。 大多數金屬： 温度 ? ? 電阻 R ? 考慮電燈鎢絲。 熄滅時： 鎢絲的 R 較小 亮着時： 温度升高 ? R 增加逾十倍 1 接駁電路。 2 滑動插頭。記錄安培計讀數 I 及伏特計讀數 V，據此計算電阻 R。 3 讓電流輪流通過兩條金屬線（物料和長度一樣、但粗幼度不同）。量度每條金屬線的電流和兩端的電勢差，計算兩條金屬線的電阻。 金屬線的電阻取決於金屬線的長度 l 和粗幼度（即截面積 A）。 若金屬線的物料和粗幼度固定不變： R ? l 若金屬線的物料和長度固定不變： 導體的電阻取決於製造物料。 如果 l、A 和 T 相同， 銅線的 R 鎳銅線的 R  ? ：電阻率（單位：? m） 電阻率： 顯示物料對電流的阻力有多大 對歐姆導體來說，? = 每單位長度及每單位截面積的均勻物料在特 定温度下的電阻 參看 。 溶解於水中的鹽，提供了導電所需的帶電粒子（載荷子）。 水愈「鹹」，就愈能導電（即有較低的電阻率）。 温度為 20 ?C 時， 海水的 ? = 0.2 ? m,純水的 ? = 2.5 ? 105 ? m 不同物料在 20 ?C 時的電阻率： 考慮鎳銅線：R = 0.75 ?，l = 30 cm， 直徑 = 0.5 mm (a) ? = ? 面積 = ?r2 考慮鎳銅線：R = 0.75 ?，l = 30 cm， 直徑 = 0.5 mm (b) 如果改用銅製做導線，R = ? 取銅的電阻率 ? 為 1.7 ? 10–8 ? m。 進度評估 7 進度評估 7 定值電阻器與可變電阻 某可變電阻：PQ 是圓弧狀的勻電阻導線。 O 是圓心，S 是滑動觸頭。 三種不同的接駁方法： 安培計量得的最小讀數 = 0.25 A 某可變電阻：PQ 是圓弧狀的勻電阻導線。 O 是圓心，S 是滑動觸頭。 (a) 試解釋這個可變電阻怎樣運作。 滑動觸頭旋轉時， ? 改變電阻線通電的長度 ? 改變電阻 (b) 描述在每個電路中 S 移向 Q 端時，安培計的讀數怎 樣改變。 電路 1： 不論 S 在甚麼位置，安培計的讀數也保持恆定。 電路 2： 隨着 S 移向 Q 端，安培計的讀數 ? 電路 3： 隨着 S 移向 Q 端，安培計的讀數 ? (c) 求這個可變電阻的 最大電阻值。 使用電路 1 的接駁方法， 可變電阻的電阻值最大。 變電阻的電流最小 (0.25 A)。 (d) 電路 3 的安培計在 ? = 216? 時燒毁。 求當時的電流大小。 由於 R ? l ? ? ，當 ? 是 216?， 志豪想探究鎳銅線的電阻率在高温時怎樣變化。以下是他所使用的儀器。 (b) 志豪在實驗中所得的數據如下。 (i) 繪出 I 對 V 的線圖。 (ii) 鎳銅線的電阻率 ? 怎樣隨温度變化？ I ? 時，鎳銅線的温度 ?。 從線圖可見， V（或 I）較大時 ? R ? ?