《物理实验报告16篇(实用优秀7篇》

在我们平凡的日常里，报告对我们来说并不陌生，多数报告都是在事情做完或发生后撰写的。其实写报告并没有想象中那么难，下面是的小编为您带来的物理实验报告16篇(实用优秀7篇，希望能够帮助到大家。

物理实验报告 篇1

一、实验目的

二、实验仪器和器材（要求标明各仪器的规格型号）

三、实验原理：简明扼要地阐述实验的理论依据、计算公式、画出电路图或光路图

四、实验步骤或内容：要求步骤或内容简单明了

五、数据记录：实验中测得的原始数据和一些简单的结果尽可能用表格形式列出，并要求正确表示有效数字和单位

六、数据处理：根据实验目的对测量结果进行计算或作图表示，并对测量结果进行评定，计算误差或不确定度。

七、实验结果：扼要地写出实验结论

八、误差分析：当实验数据的误差达到一定程度后，要求对误差进行分析，找出产生误差的原因。

九、问题讨论：讨论实验中观察到的异常现象及可能的解释，分析实验误差的主要来源，对实验仪器的选择和实验方法的改进提出建议，简述自己做实验的心得体会，回答实验思考题。

物理探究实验：影响摩擦力大小的因素

技能准备：弹簧测力计，长木板，棉布，毛巾，带钩长方体木块，砝码，刻度尺，秒表。

知识准备：

1、二力平衡的条件：作用在同一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且在同一直线上，这两个力就平衡。

2、在平衡力的作用下，静止的物体保持静止状态，运动的物体保持匀速直线运动状态。

3、两个相互接触的物体，当它们做相对运动时或有相对运动的趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫摩擦力。

4、弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动时，拉力的大小就等于摩擦力的大小，拉力的数值可从弹簧测力计上读出，这样就测出了木块与水平面之间的摩擦力。

探究导引

探究指导：

关闭发动机的列车会停下来，自由摆动的秋千会停下来，踢出去的足球会停下来，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了摩擦力。

运动物体产生摩擦力必须具备以下三个条件：1.物体间要相互接触，且挤压；2.接触面要粗糙；3.两物体间要发生相对运动或有相对运动的趋势。三个条件缺一不可。

摩擦力的作用点在接触面上，方向与物体相对运动的方向相反。由力的三要素可知：摩擦力除了有作用点、方向外，还有大小。

提出问题：摩擦力大小与什么因素有关？

猜想1：摩擦力的大小可能与接触面所受的压力有关。

猜想2：摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。

猜想3：摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两种物体间接触面积的大小有关。

探究方案：

用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿长木板滑动，从而测出木块与长木板之间的摩擦力；改变放在木块上的砝码，从而改变木块与长木板之间的压力；把棉布铺在长木板上，从而改变接触面的粗糙程度；改变木块与长木板的接触面，从而改变接触面积。

探究过程：

1、用弹簧测力计匀速拉动木块，测出此时木块与长木板之间的摩擦力：0.7N

2、在木块上加50g的砝码，测出此时木块与长木板之间的摩擦力：0.8N

3、在木块上加200g的砝码，测出此时木块与长木板之间的摩擦力：1.2N

4、在木板上铺上棉布，测出此时木块与长木板之间的摩擦力：1.1N

5、加快匀速拉动木块的速度，测出此时木块与长木板之间的摩擦力：0.7N

6、将木块翻转，使另一个面积更小的面与长木板接触，测出此时木块与长木板之间的摩擦力：0.7N

探究结论：

1、摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关，表面受到的压力越大，摩擦力就越大。

2、摩擦力的大小跟接触面粗糙程度有关，接触面越粗糙，摩擦力就越大。

3、摩擦力的大小跟物体间接触面的面积大小无关。

4、摩擦力的大小跟相对运动的速度无关。

物理实验报告 篇2

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。

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 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。

参考文献：

物理实验报告 篇3

探究凸透镜成像的规律

实验目的：

探究凸透镜成像的规律。

实验原理：

光的折射

实验器材：

凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座

实验步骤：

1、按上图组装实验装置，将烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度；

2、将凸透镜固定在光具座中间某刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v；

3、把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使f＜u＜2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v；

4、把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使u＜f，在光屏上不能得到蜡烛的像，此时成虚像，应从光屏这侧向透镜里观察蜡烛的像，观察虚像的

物理实验报告 篇4

摘要：热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻，具有许多独特的优点和用途，在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性，加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。关键词：热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性

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℃253035404550556065电阻ω2700222518701573134111601000868748

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i12345678910温度t℃10.412.414.416.418.420.422.424.426.428.4热力学tk283.4285.4287.4289.4291.4293.4295.4297.4299.4301.40.0-12.5-27.0-42.5-58.4-74.8-91.6-107.8-126.4-144.40.0-259.2-529.9-789-1027.2-124.8-1451.9-1630.1-1815.4-1977.94323.04063.83793.13534.03295.83074.92871.12692.92507.62345.1

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℃253035404550556065参考值rtω2700222518701573134111601000868748测量值rtω2720223819001587140812321074939823相对误差%0.740.581.600.894.996.207.408.1810.00

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。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。

物理实验报告 篇5

1、学会用bet法测定活性碳的比表面的方法。

2、了解bet多分子层吸附理论的基本假设和bet法测定固体比表面积的基本原理。

3、掌握bet法固体比表面的测定方法及掌握比表面测定仪的工作原理和相关测定软件的操作。

气相色谱法是建立在bet多分子层吸附理论基础上的一种测定多孔物质比表面的方式，常用bet公式为：)-1+p(c-1)/p0vmc上式表述恒温条件下，吸附量与吸附质相对压力之间的关系。式中v是平衡压力为p时的吸附量，p0为实验温度时的气体饱和蒸汽压，vm是第一层盖满时的吸附量，c为常数。因此式包含vm和c两个常数，也称bet二常数方程。它将欲求量vm与可测量的参数c，p联系起来。上式是一个一般的直线方程，如果服从这一方程，则以p/[v(p0-p)]对p/p0作图应得一条直线，而由直线得斜率(c-1)/vmc和直线在纵轴上得截据1/vmc就可求得vm.则待测样品得比表面积为：s=vmnaσa/(22400m)其中na为阿伏加德罗常数。m为样品质量(单位：g)。σm为每一个被吸附分子在吸附剂表面上所占有得面积，σm的值可以从在液态是的密堆积(每1分子有12个紧邻分子)计算得到。计算时假定在表面上被吸附的分子以六方密堆积的方式排列，对整个吸附层空间来说，其重复单位为正六面体，据此计算出常用的吸附质n2的σm=0.162nm2.现在在液氮温度下测定氮气的吸附量的方法是最普遍的方法，国际公认的σm的值是0.162nm2.本实验通过计算机控制色谱法测出待测样品所具有的表面积。

比表面测定仪，液氮，高纯氮，氢气。皂膜流量计，保温杯。

(一)准备工作

1、按逆时针方向将比表面测定仪面板上氮气稳压阀和氢气稳压阀旋至放松位置(此时气路处于关闭状态)。

2、将氮气钢瓶上的减压阀按逆时针方向旋至放松位置(此时处于关闭状态)，打开钢瓶主阀，然后按顺时针方向缓慢打开减压阀至减压表压力为0.2mpa，同法打开氢气钢瓶(注意钢瓶表头的正面不许站人，以免万一表盘冲出伤人)。

3、按顺时针方向缓慢打开比表面仪面板上氮气稳压阀和氢气稳压阀至气体压力为0.1mpa。

4、将皂膜流量计与仪器面板上放空1口连接，将氮气阻力阀下方的1号拉杆拉出，测量氮气的流速，用氮气阻力阀调节氮气的流速为9ml/min，然后将1号拉杆推入。

5、将皂膜流量计与仪器面板上放空2口连接，将氢气阻力阀下方的2号拉杆拉出，测量氢气的流速，用氢气阻力阀调节氢气的流速为36ml/min，然后将2号拉杆推入。

6、打开比表面测定仪主机面板上的电源开关，调节电流调节旋钮至桥路电流为120ma，启电脑，双击桌面上pioneer图标启动软件。观察基线。

(二)测量工作

1、将液氮从液氮钢瓶中到入保温杯中(液面距杯口约2cm，并严格注意安全)，待样品管冷却后，用装有液氮的保温杯套上样品管，并将保温杯固定好。观察基线走势，当出现吸附峰，然后记录曲线返回基线后，击调零按钮和测量按钮，然后将保温杯从样品管上取下，观察脱附曲线。当桌面弹出报告时，选择与之比较的标准参数，然后记录(打印)结果(若不能自动弹出报告，则击手切按钮，在然后在谱图上选取积分区间，得到报告结果).重复该步骤平行测量三次，取平均值为样品的比表面积。

2、实验完成后，按顺序。

(1)关闭测量软件。

(2)电脑。

(3)将比表面仪面板上电流调节旋钮调节至电流为80ma后，关闭电源开关。

(4)关闭氢气钢瓶和氮气钢瓶上的主阀门(注意勿将各减压阀和稳压阀关闭)。

(5)将插线板电源关闭。

操作注意事项

1、比表面测定仪主机板上的粗调，细调和调池旋钮已固定，不要再动。

2、打开钢瓶时，表头正面不要站人，以免气体将表盘冲出伤人。

3、使用液氮时要十分小心，不可剧烈震荡保温杯，也不要将保温杯盖子盖紧。

4、将保温杯放入样品管或者取下时动作要缓慢，以免温度变化太快使样品管炸裂。

5、关闭钢瓶主阀时，不可将各减压阀关闭。

样品序号重量(mg)

表面积(m2/g)

峰面积(m2/g)

标准样品702001660630

样品170199.2411626622

样品270198.6461621763

样品均值70198.9441624192.5

样品表面积的平均值为(199.241+198.646)/2=198.944m2/g

相对误差为：(198.944-200.00)/200.00=-0.0078)

1、调零时出现问题，出峰时，基线没有从零开始，然后处理不当。

2、取出装有液氮的保温杯时，基线还未开始扫描。

3、脱附时温度较低，出现拖尾。通常认为滞后现象是由多孔结构造成，而且大多数情况下脱附的热力学平衡更完全。

1、打开钢瓶时钢瓶表头的正面不许站人，以免表盘冲出伤人。

2、液氮时要十分小心，切不可剧烈震荡保温杯也不可将保温杯盖子盖紧，注意开关阀门，旋纽的转动方向。

3、钢瓶主阀时，注意勿将各减压阀和稳压阀关闭。

4、测量时注意计算机操作：在吸附时不点测量按纽，当吸附完毕拿下液氮准备脱附时再点调零，测量，进入测量吸附量的阶段。

5、严格按照顺序关闭仪器。

6、et公式只适用于比压约在所不惜。0.05-0.35之间，这是因为在推导公式时，假定是多层的物理吸附，当比压小于0.05时，压力太小，建立不起多层物理吸附，甚至连单分子层吸附也未形成，表面的不均匀性就显得突出。在比压大于0.35时，由于毛细凝聚变得显著起来，因而破坏了多层物理吸附平衡。

物理实验报告 篇6

摘要：热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻，具有许多独特的优点和用途，在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性，加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。

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]<

物理实验报告 篇7

实验目的：见教材。实验仪器见教材。

实验结果及数据处理：例：（一）低碳钢试件

强度指标：

ps=xx22.1xxxkn屈服应力ζs= ps/a xx273.8xxxmpa p b =xx33.2xxxkn强度极限ζb= pb /a xx411.3xxxmpa

塑性指标：伸长率l1—ll100%aa1a33.24 %

面积收缩率100%

68.40 %

低碳钢拉伸图：

（二）铸铁试件

强度指标：

最大载荷pb =xx14.4xxx kn

强度极限ζb= pb / a = x177.7xx m pa

问题讨论：

1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件，材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同？

答：拉伸实验中延伸率的大小与材料有关，同时与试件的标距长度有关。试件局部变形较大的断口部分，在不同长度的标距中所占比例也不同。因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件，这样其有关性质才具可比性。

材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的（横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外）。

2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征。

答：试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性，低碳钢延伸率大表现为塑性；低碳钢具有屈服现象，铸铁无。低碳钢断口为直径缩小的杯锥状，且有450的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面，为闪光的结晶状组织。

教师签字：x xxxxxxx

日期：xxx xxxxx

实验目的：见教材。实验原理：见教材。

实验数据记录及处理：例：（一）试验记录及计算结果

问题讨论：

分析铸铁试件压缩破坏的原因。

答：铸铁试件压缩破坏，其断口与轴线成45°~50°夹角，在断口位置剪应力已达到其抵抗的最大极限值，抗剪先于抗压达到极限，因而发生斜面剪切破坏。