互联网 qkzz.net
全刊杂志网:首页 > 女性 > 文章正文
刊社推荐

“伏安特性曲线的斜率表示电阻吗”一题引发的思考


摘 要 本文主要介绍伏安特性曲线的斜率与元件电阻的关系,并根据电阻的定义分别从线性元件和非线性元件两个方面来阐述伏安特性曲线斜率的物理意义,同时阐明了非线性元件的伏安特性曲线上某点的斜率表示动态电阻,而该点到原点的连线的斜率表示静态电阻。
  关键词 伏安特性曲线 斜率 电阻
  
  人教版普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1第二章第三节的“问题与练习”第五题如下:
  初中数学课中已经学过,正比例函数可以表示为y=kx的形式,它的图像是一条过原点的直线,k是直线的斜率。请证明:某导体伏安特性曲线的斜率等于这个导体的电阻的倒数。
  本题明显暗示学生从斜率的角度来求电阻,而在教参中以灯泡的伏安特性线(如下图2所示)的斜率逐渐变小来说明灯泡电阻逐渐变大.这是从斜率的变化来判断电阻的变化,那么又怎样根据曲线求得小灯泡在某一电压下工作时的电阻呢?
  对这个电阻的求解有的人认为应用曲线上该点对应的切线的斜率表示电阻的倒数,有的人认为应用该点到原点的直线的斜率来表示该电压时的电阻倒数。哪种表示方法更合理呢?我们从电阻的定义出发,对于线性元件通过它的电流和它两端的电压成正比,比值R称为电阻,即R=U/I,它的伏安特性曲线是过坐标原点、斜率为1/R的直线。如图1所示
  图1中斜率的求法为任意两点横坐标之差与纵坐标之差的比值,即 大
  小表示线性元件的阻值倒数,或用A点的横坐标与纵坐标的比值也可表示该元件的电阻。而图2中C点斜率的大小与C点到原点的连线的斜率大小并不相同,即tanα≠tanβ,也就是说这两种表示方法所表达的电阻值不相同。
  我们知道某些电阻元件,如半导体二极管、隧道二极管,它们不遵循欧姆定律,伏安特性曲线是一条曲线,这种电阻叫做非线性电阻。它的阻值随工作点的变化而变化。而钨丝灯泡就是一种最简单的非线性电学元件,其正常工作是在非线性区,从图2可见灯泡的电阻不是恒定值,且随着电压的增大,曲线的斜率不断变小,表明电阻不断变大,即随着温度的升高,灯泡电阻是单调递增的。
  实际使用的非线性电阻有静态电阻和动态电阻两个参数。图2中由原点O到工作点C的直线OC的斜率的倒数,即R=U/I为工作点C的静态电阻。伏安特性曲线在工作点C的切线的斜率的倒数,即 为工作点C的动态电阻。
  静态电阻为某工作点导体(或半导体)两端的电压与通过导体(或半导体)的电流的比值,它表示导体(或半导体)对电流的阻碍作用。动态电阻表示导体(或半导体)两端的电压随电流变化的快慢或趋势。动态电阻可以为正值,表示电流随电压的增大而增大;也可以为负值,表示电流随电压的增大而减小。例如图3中隧道二极管在伏安特性曲线的AB段内工作时,动态电阻为负值。
  研究某一工作点的电阻一般用该点的静态电阻,即R=U/I。而研究电阻的变化时,一般用动态电阻来讨论,即 ......
很抱歉,暂无全文,若需要阅读全文或喜欢本刊物请联系《科教新报·教育科研》杂志社购买。
欢迎作者提供全文,请点击编辑
分享:
 

了解更多资讯,请关注“木兰百花园”
分享:
 
精彩图文


关键字
支持中国杂志产业发展,请购买、订阅纸质杂志,欢迎杂志社提供过刊、样刊及电子版。
关于我们 | 网站声明 | 刊社管理 | 网站地图 | 联系方式 | 中图分类法 | RSS 2.0订阅 | IP查询
全刊杂志赏析网 2017