大学物理课件

大学物理课件 篇1

1,引言

热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件，其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此，热敏电阻一般可以分为:

Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTC)的热敏电阻元件

常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的，近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离，即载流子浓度基本上与温度无关，因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系，随着温度的升高，迁移率增加，电阻率下降。大多应用于测温控温技术，还可以制成流量计、功率计等。

Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTC)的热敏电阻元件

常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺，高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加，载流子数目越多，电阻率越小。应用广泛，除测温、控温，在电子线路中作温度补偿外，还制成各类加热器，如电吹风等。

【实验装置】

FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥，FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器)，连接线若干。

【实验原理】

根据半导体理论，一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为

(1—1)

式中a与b对于同一种半导体材料为常量，其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为

(1—2)

式中 为两电极间距离， 为热敏电阻的'横截面， 。

对某一特定电阻而言， 与b均为常数，用实验方法可以测定。为了便于数据处理，将上式两边取对数，则有

(1—3)

上式表明 与 呈线性关系，在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值，

以 为横坐标， 为纵坐标作图，则得到的图线应为直线，可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。

热敏电阻的电阻温度系数 下式给出

(1—4)

从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4)，就可以算出室温时的电阻温度系数。

热敏电阻 在不同温度时的电阻值，可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示，B、D之间为一负载电阻 ，只要测出 ，就可以得到 值。

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当负载电阻 → ，即电桥输出处于开

路状态时， =0，仅有电压输出，用 表示，当 时，电桥输出=0，即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性，在测量之前，电桥必须预调平衡，这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。

若R1、R2、R3固定，R4为待测电阻，R4 = R_，则当R4→R4+△R时，因电桥不平衡而产生的电压输出为:

(1—5)

在测量MF51型热敏电阻时，非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 ， ，且 ，则

(1—6)

式中R和 均为预调平衡后的电阻值，测得电压输出后，通过式(1—6)运算可得△R，从而求的 =R4+△R。

3、热敏电阻的电阻温度特性研究

根据表一中MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻~温度特性研究桥式电路，并设计各臂电阻R和 的值，以确保电压输出不会溢出(本实验=1000.0Ω， =4323.0Ω)。

根据桥式，预调平衡，将“功能转换”开关旋至“电压“位置，按下G、B开关，打开实验加热装置升温，每隔2℃测1个值，并将测量数据列表(表二)。

表一 MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻～温度特性

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

电阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

表二 非平衡电桥电压输出形式(立式)测量MF51型热敏电阻的数据

i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

温度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4

热力学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

根据表二所得的数据作出 ～ 图，如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为，即MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)的电阻～温度特性的数学表达式为 。

4、实验结果误差

通过实验所得的MF51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻～温度特性的测量值，与表一所给出的参考值有较好的一致性，如下表所示：

表三 实验结果比较

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

参考值RT Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

测量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823

相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00

从上述结果来看，基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现，随着温度的升高，电阻值变小，但是相对误差却在变大，这主要是由内热效应而引起的。

5、内热效应的影响

在实验过程中，由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过，热敏电阻的电阻值大，体积小，热容量小，因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升，这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时，必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。

6、实验小结

通过实验，我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的，而且随着温度上升，其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器，可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出，特别适于高精度测量。又由于元件的体积小，形状和封装材料选择性广，特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器，可应用与各种生产作业，开发潜力非常大。

大学物理课件 篇2

初中物理是学生望而生畏的学科，对于普通初中的学生来说它更是“老大难”。

作为一名普通学校的初中教师，更感教学中困难重重。有来自教学条件方面的，更多的是来自学生自身素质方面的。那么，如何完成初中物理教学任务，使学生的各种能力得到提高？我结合着自己的教学总结了以下几点，与同行们共勉。

1、做好初中物理知识衔接，化解学习难点

刚从初一升上初二的学生普遍不能一下子适应过来，如何搞好初中物理教学的衔接，降低初二年级物理学习台阶；如何使学生尽快适应初中物理教学特点，渡过学习物理的难关，就要求我们老师注意新旧知识的同化与顺应。教学中应明确初中物理知识的结合部分，以小学自然课基础为平台由浅入深、潜移默化。

如在《电荷》的教学中，自然教材有过一定的研究，在教学中应注意利用这一基础，这样既能加深知识的理解，又能培养学生的兴趣。即：知道初一学生学过哪些知识，掌握到什么水平以及获取这些知识的途径，在此基础上根据初中物理教材和学生状况分析、研究初二教学难点。知识和新的方法来调整、替代原有的认知结构。其次是加强直观教学，确保学生听懂、能学。

2、设置合理的教学层次、实施适当的教学方法

为保护学生物理学习的积极性，使学生树立起学好物理的信心。我们应经常钻研如何降低“台阶”，改进教学方法，激发学生的创造性思维，是新课改势在必行的原因。教师的首要任务在于营造生动活泼的'教学气氛，使学生形成探求创新的心理愿望和性格特征，教师在备课时首先要考虑为学生创设与教材内容有关的探索情境，要精心设计物理概念和规律的形成过程和应用过程，形成“参与——体验——内化——外延”的“科学探究”物理课堂教学模式。

大学物理课件 篇3

通过一天的听课以及培训，让我这个新进的青年教师对物理学科的核心素养有了一个初步的认识，感觉自身需要提高的还很多很多，需要专家们的进一步指导和培训，以便提高自己的专业能力。

物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，也是学生科学素养的关键成分。

物理核心素养主要包括：物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任。物理核心素养的四个方面是相互联系、共同发展的。

一、注重全体学生的发展，改变学科本位的观念。

由“精英教育”改变为“大众教育”。义务教育阶段的物理教学目的是培养全体学生的科学素养，所以该阶段基础物理课程应该满足所有学生发展的需要，提升我国公民的科学素质。同时，课程的设置应主要以学生的发展为主，而非学科体系自身的完备。

在教学中，教师要观注全体学生，而不能只盯着几位尖子生。无论上课提问、辅导，还是课外活动等教师都要关心弱势学生。耐心地帮助他们提高学习，发展能力。同时，要优选教学内容，使教学内容能促进学生的能力提高，为他们的终身发展打下良好基础，而不要顾及学科的自身体系是否完备。

二、从生活走向物理，从物理走向社会。

课程设置应贴近学生的生活，让学生从身边熟悉的生活现象中去探究并认识物理规律，同时应将学生认识到的物理知识及科学研究方法与社会实践及其应用结合起来，让学生体会到物理在生活与生产中的实际应用。这不仅可以增强学生学习物理的兴趣，还可以培养学生良好的思维习惯和科学探究的能力。

在物理教学中，不仅要学生学到一定的物理基础知识，更要学生明白生活中的哪些现象可用什么物理知识来解释；同时会用物理知识指导生活、为社会生活服务。

三、注重科学探究，提倡学习方式多样化。

物理学习的主要目的不仅是学习物理知识，更重要的是让学生通过学习物理知识，学会学习，学会探究，形成正确的价值观。

在教学中，教师要注重科学探究的教学。要引导学生在探究中学习物理的研究方法，掌握一定的实验技巧和用数学处理物理问题的能力。同时养成正确的科学观和价值观。

科学探究不是唯一的课堂教学方式，教师可根据具体内容灵活地选用不同的教学方式。

四、注意学科渗透，关心科技发展。

随着认识的深入，人类把关于周围世界的知识分成不同的学科。这种人为的划分具有更方便地描述事物不同类别性质的优点，但也丧失了对于自然界的整体把握。然而，近代科学的进一步发展，特别是本世纪以来的科学进步，逐步揭示了物质的不同存在形式和运动形式之间存在着的内在本质联系，发现了原来被分割开的各门学科之间的`联系和共性，以及各门学科共有的最基本、最本质的概念。在这种综合中，自然界的本质进一步得以显示。因此，为了培养符合时代发展需要的理想人才，为了使学生全面发展，要让学生整体地了解科学的发展及其与社会科学的相互渗透等。

科学技术的发展为人类带来了福音，但也带来了一些负面影响。

让学生认识科学技术整体的社会功能及必要的社会控制策略。

在教学中，教师能以先进的教学理念进行教学，将是事半功倍的。这不仅让学生学到了科学知识，也学到了科学研究的方法，增强了科学能力，养成了正确的科学情感，态度和价值观。同时也能正确认识科学、技术与社会的'关系，这将大大地提高学生的科学素养。

大学物理课件 篇4

院系名称： 纺织与材料学院

专业班级：轻化工程11级03班

姓 名：梁优

学 号：

鱼洗

实验描述：

鱼洗是中国三大青铜器之一，在鱼洗内注入清水后摩擦其两耳，如果频率恰当，就会出现水面产生波纹，发出嗡嗡的声音并有水花跃出的现象。经验表明，湿润的双手比干燥的双手更容易引起水花飞跃。

实验原理：

鱼洗的原理应该是同时应用了波的叠加和共振。摩擦的双手相当于两个相干波源，他们产生的水波在盆中相互叠加，形成干涉图样。这与实验中观察到的现象相同。按照我的分析，如果振动的频率接近于鱼洗的固有频率，才会产生共振现象。通过摩擦输入的能量才会激起水花。

令人不解的是，事实上鱼洗是否能产生水花与双手的摩擦频率并没有关系。在场的同学试着摩擦的时候，无论是缓慢的摩擦还是快速的摩擦，都能引起水花四溅。通过查阅资料得知，鱼洗的原理其实是摩擦引起的自激振动。(就像用槌敲锣一样，敲击后锣面的振动频率并不等于敲击频率。)外界能量(双手的摩擦)输入鱼洗时，就会引起其以自己的固有频率震动。(正如在锣面上敲一下。)

为什么湿润的双手更容易引起鱼洗的振动呢?从实践的角度，可能是因为湿润的双手有更小的摩擦系数，因为摩擦起来更流畅，不会出现干燥双手可能会出现的“阻塞”情况，这只是我个人猜想，并没有发现资料有关于这方面的讨论。

离心力演示仪

实验描述：

离心力演示仪是一个圆柱形仪器，中间有一个细柱，细柱穿过一段闭合的`硬塑料带上的两个正对小孔。塑料带的一段固定，静止时，系统为一个竖直平面的圆，中间由细柱传过。当摁下仪器上的按钮时，细柱带动塑料带在水平面旋转起来。当旋转速度增大时，可以看到塑料带的自由端延细柱向下运动，整个塑料带变成旋转的椭圆形状。

实验原理：

离心力是一个惯性力，实际上是并不存在的。绕旋转中心转动的物体有脱离中心延半径方向向外运动的趋势，产生这种趋势的力即称为离心力。当启动仪器时，塑料带各部分均作水平方向的圆周运动，所需要的向心力由临近部分的塑料小段的拉力的径向分力提供。每一个塑料小段均收到来自前后两个塑料小段的拉力。由于塑料带下端是固定的，因此在塑料带的下半部分，每个塑料小段的受力均可分解成提供向心力的径向分力和竖直向下的分力。对其上半圆部分也有类似的结果，我个人认为，塑料带一段固定是这个仪器最重要的条件，这样塑料带的下半部分的受力结果才能确定，进而上半部分每个塑料小段所受的两个拉力的关系才能确定。在竖直向下的分力作用下，塑料带被压扁成为旋转的椭圆。

辉光球

实验描述：

辉光球是圆形球体，实验室中还有一个为圆盘形状。工作时会发出动感绚烂的五彩辉光，有一种魔幻效果。仔细观察辉光球，可以看到其中的气体，蓝色的一个辉光球尤为明显。当将手指放上去时，手指接触球体的部分会被辉光点亮，同时球中会有一缕气体与碰触的位置连接，十分美丽。另外观察得知，如果用笔、尺子等其他物体接触辉光球，也会出现上述现象，但强度与用手指接触相比小得多。

实验原理：

辉光球的另一个名称是电离子魔幻球，顾名思义，它的工作原理与电离有关。经查资料得知，稀薄的稀有气体在高频的强电场作用下会发生电离作用。而从生活中的霓虹灯得知，稀有气体如果电离，则会发光，具体的颜色与气体种类有关。根据查到的资料了解，在我们的实验室的辉光球中，发出红绿蓝三色辉光的圆盘可能充有He，

Ne

和_e，蓝色的辉光球中可能充有Ar。在人手触摸辉光球时，由于人体和大地相连，人触摸的位置的电势与大地的电势相等，整个辉光球的电场分布不再均匀，手指碰触的地方有更低的电势，所以会更加明亮，同时，辉光球中央的电极与人手之间的电势差会更大，因而形成的辉光弧线会一直跟随人的手指。