大学物理课程中电场教学研究论文简短 大学物理电场强度笔记(2篇)
- 上传日期:2022-12-29 02:44:21 |
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如何写大学物理课程中电场教学研究论文简短一
关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性
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,电阻率越校应用广泛,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。
2、实验装置及原理
【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。
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 = rx,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 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 2871.692.9 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。
参考文献:
[1] 竺江峰,芦立娟,鲁晓东。 大学物理实验[m]
[2] 杨述武,杨介信,陈国英。普通物理实验(二、电磁学部分)[m] 北京:高等教育出版社
[3] 《大学物理实验》编写组。 大学物理实验[m] 厦门:厦门大学出版社
[4] 陆申龙,曹正东。 热敏电阻的电阻温度特性实验教与学[j]
如何写大学物理课程中电场教学研究论文简短二
初三班是个毕业班,总的特点来讲,同学们不爱学习,对学习物理没有一种执着的追求;学生们的思想能力已由具体的形象思维向抽象思维过渡,由表象向内部延伸;分析问题的能力也在不断提高,他们能懂得一个问题、一种现象不单从一个方向去思索,而是多角度、多侧面去寻求答案;学科成绩也在不断的提高,由原来的平均分在50多分上升到平均分为64分多(月考情况),优秀率也在逐步提高。
一、学生基本情况
由于学生思维维能力、认识水平、学习基础等发展不平衡,导致有些学生的物理成绩很差,历次的考试都不能及格,这就给教学增加了一定的难度。然后,做为一名教师,应该要看到学习的积极的一面,对于消极的一面要扬长避短,采取有效措施努力提高整个班级的物理教学成绩。
二、指导思想
以党的“十六”的方针政策为指针,贯彻落实教育改革精神,狠抓基础教育,努力提高民族整体素质,坚持教育面向现代化,切实保证教育为发展社会主义经济服务。帮助学生掌握好物理基础知识和基本技能,提高学生应用物理知识的水平,使每一个学生真正能成为学科学、懂科学、用科学的一代新人。
三、工作目标
1.每一个学生能将教材中的所有实验进行熟练地操作,使他们基本上具有一般物理知识的操作能力。
2.学生具有一定的分析问题和解决问题的能力,对多各种类型的计算题目,能运用多种途径进行解答。
3.学生能运用所的物理知识去解答生活和生产中的实际问题的能力要得到提高。
4.学生的人平成绩达70分以上,优秀率达40%,及格率达100%以上,毕业率达100%。
5.在市级举行的素质全能赛中,要有5上以上获得市级奖励。
四、工作措施
1.认真学习教学大纲,领会本科目在教学中的具体要求。新教材是然不同于过去的要求,因为新教材其灵活性加强了,难度降底了,实践性变得更为明确了。教师必须认真领会其精神实质,对于每一项要求要落到实处,既不能拔高要求,也不能降底难度。
2.注重教材体系,加强学生的实际操作能力的培养。新教材不仅在传授文化知识,更注重于培养能力。教师要充分利用教材中已有的各类实验,做到一个一个学生过好训练关,凡是做不好一律重做,直到做到熟练为止。每一个实验都要写好实验报告,写好实验体会。并在做好实验的基础上,要求每一个学生根据已有的材料,做好有关的物理制作,保证全期至少有5件以上的作品获市级制作奖。
3.讲求教学的多样性与灵活性,努力培养学生的思维能力。教学不能默守陈规,应该要时时更新教学方法。本期我要继续实践好兴趣教学法,双向交流法,还要充分运用多媒体,进行现代化的多媒体教学,让科学进入物理课堂,让新的理念武装学生头脑。使得受教育的学生:学习的观念更新,学习的内容科学,学习的方法优秀。
4.严格要求学生,练好学生扎实功底。学生虽逐步懂得了学习的重要性,也会学习,爱学习,但终究学生的自制力不及成人。所以,教师在教学过程中,必须以学生严格要求,不能放松任何一个细节的管理。做到课前有预习,课后有复习,课堂勤学习;每课必有一练,杜绝学生不做作业、少做作业,严禁学生抄袭他人作业;教育学生养成独立思问题的能力,使每一个学生真正做到学习成为自已终身的乐趣。
5.开展好形式多样的课外活动,培养学生爱科学、用科学的兴趣。课外活动是学生获取知识,提高能力的重要途径之一。教师在狠抓课堂教学的同时,要注重利用业余时间,组织学生参加一些有意义的课外教学活动。如本期要进行野外考察、下农村进行实验调查、到工厂去进行劳动实习等。以此达到培养学生的能力,巩固学生所学的知识。
6.加强教师自身的业务进修,提高自己的教学水平。本期我在教学之余,要认真学习大学有关的物理课程,扩大自己的学识范围,学习有关教育教学理论,丰富自己的教学经验,增进教学艺术。多听课,吸取他人教学之长,全期力争听课达20节以上,还要上了一堂教学观摩课。
7.充分利用教材中的德育因素,加强对学生的政治思想教育。教材中有许多科学家、爱国人士、唯物论者,他们是学生学习的榜样,教师应该在教学过程中,因势利导对学生进行思想品德教育,使学生从小就具有高尚的道德情操,爱科学、爱祖国等优秀品质。
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