關於此實驗
將樣品插入測試器夾子之間，閉合電路，並將測得的電阻與燈的反應進行比較。控制樣品長度、橫截面積、溫度和接觸品質，以區分材料屬性與電路的其他部分。
學習目標
- 將樣品電阻與電阻率、長度和面積聯繫起來。
- 解釋為什麼接觸電阻會讓導電性良好的導體看起來導電性很差。
- 區分燈光昏暗、電流極小和電流恰好為零這三種情況。
使用方法
- 1選擇銅，閉合測試器電路，並記錄電流和燈的功率。
- 2在不改變幾何形狀的情況下，將銅分別替換為石墨、鎳鉻合金和乾燥玻璃。
- 3對一個樣品，將長度或橫截面積加倍，並比較電阻比。
- 4啟用接觸不良，並在相同電壓下將電流與接觸良好時的試驗結果進行比較。
模型
假設
- 電池的內阻為 0.5 Ω，燈的固定電阻為 20 Ω，接點的電阻為 0.2 Ω 或 50 Ω。
- 材料電阻率採用示例性參考值和室溫下的線性溫度係數。加熱不會自動回饋影響溫度。
- 乾燥玻璃和橡膠的電阻率很高，但仍為有限值。1 µA 的檢測閾值是人為設定的顯示標準，並非導體與絕緣體之間的普遍界限。
- 該模型未考慮水分、介電擊穿、半導體接面以及白熾燈絲的非線性電阻。樣品形狀和燈的亮度均為示意性表示。
在課堂上試試這個實驗
- Q1燈光昏暗能告訴你是樣品還是接點的電阻較高嗎？
- Q2為什麼面積加倍與長度加倍的效果不同？
- Q3在該模型中，絕緣樣品的電流是精確為零嗎？
常見問題
為什麼玻璃會顯示出微小的電流？
該模型使用非常大的有限電阻率。其電流遠低於所選的顯示閾值，這不同於假設電阻為無窮大。
電流流過時，樣品溫度會升高嗎？
不會。溫度是獨立控制的測試條件。該模型不對熱能或溫度變化進行積分。