物理博雅课堂心得体会高中报告 高中物理教学心得体会(八篇)
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有关物理博雅课堂心得体会高中报告一
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。
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。
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 。
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。
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。
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:
有关物理博雅课堂心得体会高中报告二
一、教材分析
密度这一节不仅是本章的一个重点,也是整个初中物理的重要基础知识。密度在力学中起着承上启下的作用。它是在已有知识质量和体积的基础上运用比值定义法建立的概念。课程标准要求通过实验理解密度的概念,教材首先让学生体会到体积相同的不同物质(木块、铝块、铁块)的质量不等,表明物质在这方面的性质上存在差异。然后,让学生进行“同种物质的质量和体积的关系”的探究。利用探究结果让学生思考,同种物质的质量与体积成正比,其比值是一定的。物质不同,其比值一般也不同,这反映了物质的一种性质。从而引出密度的概念:某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度。
二、目标分析:
1.知识与技能
(1)理解密度的概念,知道密度是物质自身的一种性质,了解常见物质的密度大小。
(2)学会用密度知识解决简单的问题,能解释生活中一些与密度有关的物理现象。
2.过程与方法
(1)经历物体质量跟体积关系的探究过程,从而理解密度概念的建立。
(2)初步掌握通过实验研究物理规律的方法。
3.情感态度与价值观
(1)通过教学活动,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望,培养学生实事求是的科学态度。
(2)鼓励学生积极参与探究活动。
三、【教学重、难点】
1.重点:密度概念的建立。
2.难点:密度概念与公式的理解。
四、【教学方法】
边讨论、边实验探究、边归纳总结的启发式综合教学法
教学准备:天平和砝码三套、边长为1cm的正方体木块、铁块、铝块各一个,10m3、20m3、30m3的正方体木块。
学生虽然从生活经验上对知识有一定的感知,有一定的分析和解决问题的能,但对密度的相关知识非常的陌生。本节课让学生亲自进行实验探究活动,充分发挥学生的自主性和培养学生的.实验操作能力,
教法:实验法、讲解法等
学法:合作探究法、归纳法等
第一环节:引入,提出问题
问题:体积相同的木块、铁块、铝块,它们的质量相同吗?同种物质的质量与它的体积成正比吗?
第二环节:实验探究,解决问题
1、出示天平和正方体木块、铁块、铝块各一个,并告诉学生三种物体的边长分别为2cm。请三个组的学生利用天平称出三种物质的质量。另外三个组的学生根据边长计算出这三个物体的体积。
2、引导学生根据测量结果分析得出:体积相同的不同物体,它们的质量是不相同的。
3、再出示体积为10m3、20m3、30m3的正方体木块,引导学生提出问题:如果体积增大到原来的2倍,质量也会增加到原来的2倍吗?同种物质的质量与体积成正比吗?
(1)引导学生进行猜想,
(2)设计实验:教师引导学生讨论交流,设计实验步骤。
(3)实验验证:请各个组的学生合作实验进行探究,实验中同学们要认真观察思考,及时提出实验中不足和需要注意事项,并根据实验数据,在教材坐标图上描点。
(4) 归纳分析、得出结论:根据实验数据,学生自行讨论交流,教师引导,得出结论:同种物
质的质量和体积成正比,比值是一定的。
第三环节:学习新知
1、在实验结论的基础上,教师引导学生得出:同种物质的质量和体积成正比,比值是一定的。体积相同的不同物质它们的质量是不一样的。也就是说,不同的物质它们的质量和体积的比值是不同的。这个比值的不同就是每一种物质所特有的性质,我们用密度来表示物质的这种性质。
2、教师引导学生从运用比值定义法推导出密度的定义。再根据密度的定义引导得出密度公式:=m/v 及引导学生写出变形公式:m=v 和v=m/
3、引导学生学习符号的意义及单位。单位换算:1g/m3=1×103kg/m3
4、让学生自己在密度表中找出一些常见物质的密度。比如:冰、蜡、铜、铁、煤油、酒精、水等物质的密度。并根据密度定义引导学生理解密度的物理意义,比如水的密度1.0×103kg/m3的意义是:1m3的水的质量是1.0×103千克。在说意义时着重强调:“某种物质”和“质量的单位”,学生很容易把后面的质量单位说成密度单位。并要求学生牢记水的密度,在做题时作为已知条件应用。
第四环节:课堂小结
1、在实验探究时大家应该注意什么?
2、今天我们学习了什
物理博雅课堂心得体会高中报告 高中物理教学心得体会(八篇)
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