常職院物理實驗教案

物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段1§1.1物理實驗的地位和作用驗是物理學(xué)中的重要研究方法。觀察就是對自然界中發(fā)生的某種現(xiàn)象，在驗、抽象、假說等研究方法，并通過實驗的檢驗而建立起來的。不僅在物理學(xué)的發(fā)展中占有重要的地位，而且在推動其它自然學(xué)科。工程是很大的啟迪。他說：“我是在舊中國長大的，因此想借此機會向發(fā)展中國家的青年強調(diào)的。驗課的任務(wù)是：解。物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段2確的使用方法?！?.2物理實驗課的基本程序?qū)嶒炃暗念A(yù)習(xí)需查閱有關(guān)參考資料實驗中涉及的儀器，不少是從未見過的，在預(yù)習(xí)時就需認(rèn)真閱讀物?；A(chǔ)上，寫好預(yù)習(xí)報告，其內(nèi)容包括實驗名稱、實驗?zāi)康?、實驗原理和?shù)的繪圖工具、計算器等。操作初學(xué)者易犯的毛病，應(yīng)予糾正。實驗測量應(yīng)遵循“先定性、后定量”的原則。即先定性地觀察實驗全過程，確認(rèn)整個細(xì)物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段3。、原始數(shù)據(jù)及有關(guān)現(xiàn)象。工作。三、實驗報告的書寫1．必須有簡明扼要的語言文字?jǐn)⑹觥Ｍǔ＝滩目赡苓^于詳細(xì)，目的是便于學(xué)生閱物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段4(根據(jù)實驗時實際情況如實記錄，沒有用到的不寫，更不能照抄教材)；在科學(xué)實驗中往往還要記錄儀器的生產(chǎn)廠家、出廠日期和出廠編號，以便在干效注明實驗或測量條件。驗固體密度的測量據(jù)：(1)用游標(biāo)卡尺測量銅環(huán)內(nèi)、外徑，用螺旋測微計測量厚度。0.003(mm)n1234567.96.94.98.94.96.92.96厚h(2)用礦山天平測量銅環(huán)質(zhì)量W=53.97g讀數(shù)S1S2S3S4S5物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段5(1)對于需要進行數(shù)值計算而得出實驗結(jié)果的，測量所得的原始數(shù)據(jù)必須如實代入(2)對結(jié)果需進行不確定度分析(個別不確定度估算較為困難的實驗除外)；測量值、不確定度、單位及置信度，置信度為0.95時)，實驗結(jié)果的有效數(shù)字必須正確；物理量有標(biāo)準(zhǔn)值或標(biāo)稱值，則應(yīng)與實驗結(jié)果比較，求相對誤差。(5)需要作圖時，需附在報告中。(1)首先應(yīng)對實驗結(jié)果作出合理判斷。正確的。如果被測物理量有標(biāo)準(zhǔn)值(理論值、標(biāo)稱值、公認(rèn)值或前人已有的測量結(jié)果)，應(yīng)與(2)分析實驗中出現(xiàn)的奇異現(xiàn)象。物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段6離時，主要考慮實驗環(huán)境的突變、儀器接觸不良、操作者失誤等。何尺寸不均等)。中有所創(chuàng)新。但要切實做到“肯定有據(jù)、否定有理”。(3)對思考題作出回答?！?.3物理實驗的種類與方法一、物理實驗的種類的。光物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段7量子理論?；皞惽偕渚€(X光)通過晶體空間點陣時所引起的干涉現(xiàn)象。這種實驗對于倫琴射線的波動性。確是“有”或者“沒有”、“是”或物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段8驗項目都是定量實驗。二、物理實驗的基本測量方法個方面。研究的能力。儀器直接或間接地進行比較，測出其量值。膨物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段9測放大等。50格，鼓輪每轉(zhuǎn)一圈，恰使測量尺面移動0.5mm，那么鼓輪轉(zhuǎn)動一小格，尺面移動了0.01mm。若鼓輪外徑為16mm，則周長約為50mm，鼓輪上每一格弧長相當(dāng)于1mm的放大了100倍，測量精度也就提高了100倍。所用機械秒表的儀器誤差為0.1s，某單擺周期約為2s，則測量單個周期時間間隔的相為在有些測量裝置中則利用電子學(xué)原理來實現(xiàn)被測量的放大，如測量微弱電信號(電易換物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段10量E，是以應(yīng)變與應(yīng)力成線性變化的規(guī)律，將E的測量轉(zhuǎn)換成對應(yīng)力F/S和應(yīng)變DL/L得到E=。 得到E=。DL/L(2)能量轉(zhuǎn)測法是利用物理學(xué)中的能量守恒定律以及能量形式上的相互轉(zhuǎn)換規(guī)律所在。的溫差電動勢的測量，它屬于熱電換測法。此外，實驗中還常用到壓電換測法(壓力和電勢間的變換，如話筒和揚聲器)、光電換測法(光信號轉(zhuǎn)換為電信號，如光電管、光電倍增管、光電池、光敏二極管等器件)及磁電換測法(磁學(xué)量與電學(xué)量的轉(zhuǎn)換，如霍爾元抽。法分為物理模擬和數(shù)學(xué)模擬兩大類：(1)物理模擬人為制造的“模型”與實際“原型”有相似的物理過程和相似的幾何形行靠的實驗數(shù)據(jù)的目的。段11三、物理實驗中的基本調(diào)整與操作技術(shù)來源于實踐。位讀數(shù)”，以便在測量結(jié)果中加以修正。、鉛直調(diào)整狀態(tài)應(yīng)首先調(diào)它的底座螺釘至天平水平，又如福廷式氣壓計應(yīng)在鉛直狀態(tài)下讀數(shù)才正物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段12足上述條件，其測量結(jié)果才在誤差范圍內(nèi)。并可通過仔細(xì)調(diào)節(jié)目鏡(連同叉絲)因此存在視差。物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段13軸，可減小視覺判斷的誤差。圍直至最后調(diào)到平衡點。例如，調(diào)整電橋平衡時，若待測電阻Rx與其它橋臂上的已知度，而R0=3000W時，右偏3個分度，據(jù)此可知平衡值應(yīng)在2000~3000W之間。再調(diào)整R0為2500W時，左偏2個分度，R0=2600W時右偏1個分度，則R0的平衡值應(yīng)在2500~2600W之間。如此逐次逼近，可迅速找到平衡點?，F(xiàn)問題或錯誤，不得不返工。然而，一個訓(xùn)練有素的實驗工作者，則是采用“先定性、后定量”的原則進行實驗，即在定量測量前，先對實驗變化的全過程進行定性觀察，對測幾個點，這樣作圖就比較合理?！?.4測量誤差及數(shù)據(jù)處理物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段14不做詳細(xì)的證明和探討。量與誤差量方法。變，測得一組數(shù)據(jù)x1,x2,x3…xn。盡管各次測量結(jié)果并不完全相格不量程精密度準(zhǔn)確度所以必須對儀器的量程、精密度、準(zhǔn)確度、讀數(shù)規(guī)物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段15度值越小，儀器的精密度越高。如螺旋測微計(千分尺)的最小分度值為0.01mm，即其mm的精密度為100刻度/mm。a用時，其示值x的最大絕對誤差為D=±量程×準(zhǔn)確度等級%DV=±3￥0.5%=±0.015V的等級較高的儀器。也可估讀1/5或1/2分度。若儀器的示數(shù)不是連續(xù)變化而是以一定的最小步長跳躍變化的物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段16的三個內(nèi)角之和等于180o等；同樣電流時為1.802A，則可將后者視為前者的相對真值。果的準(zhǔn)確程度。測量值x與真值x0之差稱為誤差，用Dx表示Dxxx(1-1-2)誤差Dx反映了測量值偏離真值的大小和方向(正負(fù))。測量誤差有時常用相對誤差E表示E(1-1-3)系統(tǒng)誤差是指在多次測量同一物理量的過程中,保持不變或以可預(yù)知方式變化的測的分量。系統(tǒng)誤差主要來源有以下幾方面：物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段17(2)實驗理論近似性或?qū)嶒灧椒ú煌晟?。如用伏安法測電阻沒有考慮電表內(nèi)阻的影響，用單擺測重力加速度時取sinqaq帶來的誤差等；(3)環(huán)境的影響或沒有按規(guī)定的條件使用儀器。例如標(biāo)準(zhǔn)電池是以20℃時的電動勢心理或生理特點造成的誤差。如計時的滯后，習(xí)慣于斜視讀數(shù)等。誤差共同影響使測量結(jié)果圍繞測量的平均值發(fā)生漲落變化，這一變化量就是二、測量不確定度及其估算物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段182.1不確定度的基本概念量結(jié)果應(yīng)給出被測量的量值X，同時還要標(biāo)出測量的總不確定度U，寫成x=X±U的形XUX+U)的范圍之外的可能性(或概率)很小。顯然，作為廣泛采用的約定概率，當(dāng)取P=0.95時，可不必注明。與誤差表示方法一樣，引入相對不確定度Ex，即不確定度的相對值Ex(1-2-1)2.2不確定度的簡化估算方法類分量UA；用其它非統(tǒng)計方法評定的B類分量UB?？偛淮_定度由A類分量和B類分合成，即UUU(1-2-2)而是服從稱之為t分布(又稱學(xué)生分布)的規(guī)律。在這種情況下，對測量誤差的估計，就只計算總不確定度U的A類分量UA，那么它等于測量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差Sx乘以一因子物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段19UA=Sx(1-2-3)tPn量次數(shù)n、置信概率P有關(guān)的量，置信概率P及測量次數(shù)n確定后，tPnP時，tP(n-1)/的部分測量次數(shù)n2345678948UA=Sx(1-2-4)當(dāng)6￡n￡8時，取UA=Sx已足以保證被測量的真值落在x±Sx范圍內(nèi)的概率接近或Sx確定度的A類分量UA。當(dāng)作為基礎(chǔ)訓(xùn)練，在物理實驗中一般只考慮儀器誤差所帶來的總不確定度的B類分在正確使用儀器的條件下，測量結(jié)果與真值之間可能產(chǎn)生的最大誤差，用D儀表示。儀D不確定度中用非統(tǒng)計方法估計的B類分量UB，即UB=D儀(1-2-5)儀器名稱量程準(zhǔn)確度等級)儀器誤差尺0~300mmU物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段20U尺0~1000mm卡尺0~300mmm一級)0~100mm0.01mmTGA礦山天平計C顯微鏡0.01mm器的一個單位明了估算電表3．總不確定度的合成由式(1-2-2)、(1-2-3)和(1-2-5)知，總不確定度為U=Sx2+D當(dāng)取置信概率P=0.95，測量次數(shù)n=6~8時估算公式，希望大家能記住。SxDUA對實驗的最后結(jié)果影響甚小，或因條件限制而要用用物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段21i1234567Hi(mm)求H的算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和不確定度，寫出測量結(jié)果。==0.0018(mm)U=SU=S2+D2=0.00182+0.0042=0.005mmm對于間接測量N=f(x,y,z…)，設(shè)各直接測量結(jié)果為x=x±Ux，y=y±Uy，z=z±Uz，…，則間接測量的結(jié)果N=f(x,y,z…)，不確定度UN可套用標(biāo)準(zhǔn)誤差傳遞公式進行估算，即UN=(1-2-8)如果我們先對間接測量量N=f(x,y,z…)函數(shù)式兩邊取自然對數(shù)，再求全微分可得到計算相對不確定度的公式如下=(1-2-9)現(xiàn)時，一般采用式(1-2-8)；而函數(shù)形式主要以積、商或乘方、開出現(xiàn)時，用式(1-2-9)會使計算過程較為簡便?！纠?】已知某銅環(huán)的外徑D=2.995±0.006cm，內(nèi)徑d=0.997±0.003cm，高度H=0.9516±0.0005cm，試求該銅環(huán)的體積及其不確定度，并寫出測量結(jié)果表達(dá)式。【解】V=(D2-d2)H=(2.9952-0.9972)￥0.9516=5.961cm3lnV=lnp+ln(D2-d2)+lnH9lnV42D9lnV2d9lnV12物理學(xué)提供最多、最基本的科學(xué)研究手段2?2.9952?2.9952-0.9972ˉ?2.9952-0.9972ˉ?0.9516ˉ通常約定不確定度最多用兩位數(shù)字表示，且僅當(dāng)首位為1或2時保留兩位。尾數(shù)采【引言】【實驗?zāi)康摹?、三種測量儀器(游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、物理天平)的正確地使用差和有效數(shù)字的概念，并能正確地表示測量結(jié)果【實驗原理】p=4【實驗儀器】(一)、游標(biāo)卡尺mm度相等，則每一游標(biāo)分度的長度b為b=nab=a-=ab=a-=nn之間,再看下方游標(biāo)刻度線(0---10)上哪一根刻度線跟主尺上的刻度線重合,我們發(fā)現(xiàn)(二)、螺旋測微器螺旋測微器又稱千分尺，它是比游標(biāo)卡尺更精密的測長儀器，其分度值可在主尺上有一條橫線(稱為讀數(shù)準(zhǔn)線)，橫線上方刻有表示毫米數(shù)的刻線，橫線下方刻有表示因此測微螺桿旋轉(zhuǎn)一周時，它沿軸線方向前進(或后退)0.01mm。由此可見，該螺旋測微分，從微分筒上讀取余下尾數(shù)部分(估計到最小分度的十分之一，即1/1000mm)，然后兩查微(三)、物理天平種等臂杠桿，用來稱衡物體的質(zhì)量。物理結(jié)構(gòu)如圖1－5所示。它的主要技術(shù)指標(biāo)l最大稱量是指允許稱衡的最大質(zhì)量。1．安裝從盒中取出橫梁后，辨別橫梁左邊和右邊的標(biāo)記，通常左邊標(biāo)有“l(fā)”，右邊標(biāo)擊。。DG字)之和。。3．硅碼應(yīng)用鑷子取放，請勿用手，用完隨即放回硅碼盒內(nèi)。不同精度級別的天平配用不【實驗步驟】h次。d種方法稱為交換法(Sm儀由實驗室給出)?！咀⒁馐马棥縧數(shù)的正負(fù)，不要弄錯?！緦嶒?zāi)康摹坑?xùn)練用回路接線法看圖接線。能夠熟練聯(lián)接電路?！緦嶒瀮x器】源，開關(guān)。(一)、直流電壓表由表頭和一高電阻串聯(lián)而成，用于測量電路中兩點間電壓的大小．它的主電壓表分伏特表、毫伏表等，一般為多量數(shù)都相同，所以電壓表的內(nèi)阻一般用Ω/V統(tǒng)一表示。各量程的內(nèi)阻可用下式計算(二)、直流電流表由表頭和一低電阻并聯(lián)而成。用于測量電路中電流的大小。它的主要技術(shù)使指針指零。2．選擇量程根據(jù)待測電流(或電壓)的大小，選擇合適量程的電流表(或電壓表)進行測量。如果選擇的量程小于電路中的電流(或電壓)值，會使電表損壞；如果選擇量程太大的表，指針偏轉(zhuǎn)角度太小，讀數(shù)就不準(zhǔn)確。若測量值的范圍不知，應(yīng)先選用大量程的表試中；電壓表必須與被測電壓的兩端并聯(lián)。4．電表的極性直流電壓表和電流表在接線時必須讓電流從表的“＋”極流入，從“－”極的刻度才是電表的準(zhǔn)確讀數(shù)。ImVm)按下式計算DI=I￥kmm100或DV=V￥kmm100DI=150￥0.5=0.75mA≈0.8mA，則用此量程測量電流時，讀數(shù)應(yīng)讀到小數(shù)點后一位。m100 (三)、滑線變阻器要技術(shù)指標(biāo)有：。路如圖2-3所示，接通電源后，UAB＝UAC＋UCB．加在負(fù)載電阻RL上的輸出電(四)、電阻箱系數(shù)較小的錳鋼絲繞制的標(biāo)準(zhǔn)電阻串ll*與0.9Ω兩接線之間的電阻值調(diào)節(jié)范圍為0~0.9Ω。*與9.9Ω兩接線柱間的電阻值凋節(jié)范圍為阻帶來的誤差影響。許通過的最大電流)。使用中為了確保示值的準(zhǔn)確性和儀器的安全，不得超過其額定功率(或額定電流)。若將一電的幾擋聯(lián)用，額定電流應(yīng)取各擋額定電流中的最小值。電阻箱的銘牌上均標(biāo)出了各擋的電流值。實驗過程中若需要改變電阻值時，注意不要使電阻箱電阻值變?yōu)榱?，以免損壞它儀表。例如將900Ω改變?yōu)?000Ω，應(yīng)先將×1000的旋鈕轉(zhuǎn)到“1”位置，再將×100準(zhǔn)確度等級電阻箱根據(jù)電阻示值相對極限誤差的大小分為若干個準(zhǔn)確度等(五)、直流穩(wěn)壓電源實驗室除用干電池作直流電源外，目前普遍采用晶體管直流穩(wěn)壓電源．這種電源穩(wěn)定性壓連續(xù)可調(diào)、使用方便．它的主要技術(shù)指標(biāo)有最大輸出電壓、最大輸出【實驗原理】。PN導(dǎo)路中有較大電流，隨著正向電壓的增加，電流也增加，但電流的大小并不隨電【實驗步驟】(一)、測繪線性電阻的伏安特性曲線滑線變阻器的滑動端位置是否恰當(dāng)(應(yīng)先放在B處)等。再經(jīng)教師檢查認(rèn)可后方能閉合開關(guān)K1中。(二)、測繪晶體二極管伏安特性曲線R表【注意事項】l電安表讀數(shù)不得超過二極管允許通過的最大正向電流值(該值由實驗室給出)。電壓值(該值由實驗室給出)?！緮?shù)據(jù)處理】mA。電壓表量程V；準(zhǔn)確度等級；內(nèi)阻。UVRL；RL=；rRE=RL-RL0￥100%rRL0mA；準(zhǔn)確度等級；內(nèi)阻。電壓表量程V；準(zhǔn)確度等級；內(nèi)阻。特性μA；準(zhǔn)確度等級；內(nèi)阻。V內(nèi)阻。向特性【概述】是一個基本實驗。該實驗可以學(xué)習(xí)和掌握基本長度驗儀。握微小位移的非電量電測新方法。將【實驗?zāi)康摹?1)熟悉霍爾位置傳感器的特性；(2)彎曲法測量黃銅的楊氏模量；(3)測黃銅楊氏模量的同時，對霍爾位置傳感器定標(biāo)；(4)用霍爾位置傳感器測量可鍛鑄鐵的楊氏模量。【實驗原理】(1)霍爾位置傳感器于磁感應(yīng)強度為B的磁場中，在垂直HHU=K.I.BH勢差變化量為：DU=K.I.dB.DZHdZd Bd上式中DZ上式中DZ為位移量，此式說明若為常數(shù)時，DUH與DZ成正比。d可能的減小邊緣效應(yīng)影響，提高測量精確度。Z霍爾電勢差與位移量之間存在一一對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)位移量較小(<2MM)，這一(2)楊氏模量Y以表示：zg附錄。感器)6.磁鐵盒7.磁鐵(N極相對放置)8.調(diào)節(jié)架9砝碼讀數(shù)顯微鏡【儀器組成】微鏡、95型(2)霍爾位置傳感器輸出信號測量儀一臺(包括直流數(shù)字電壓表)?！炯夹g(shù)指標(biāo)】(1)讀數(shù)顯微鏡數(shù)(2)砝碼(3)三位半數(shù)字面板表(4)測量儀放大倍數(shù)200.01mm0~6mm10.0g20.0g、0~200mV5倍【調(diào)試步驟】(1)將橫梁穿在砝碼銅刀口內(nèi)，安放在兩立柱刀口的正中央位置。接著裝上意杠桿上霍爾傳感器的水平位置(圓柱體有固定螺絲)。(2)將銅杠桿上的三眼插座插在立柱的三眼插針上，用儀器電纜一端連接測(3)調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡目鏡，直到眼睛觀察鏡內(nèi)的十字線和數(shù)字清晰，然后移【實驗過程及數(shù)據(jù)處理】(1)霍爾位置傳感器的定標(biāo)關(guān)系.M/g.000.00 Z/mmU/mV(2)楊氏模量的測量別為d,b=,a=。g下產(chǎn)生的位移量DZ。算出黃銅樣品在重物作用下的位移。計算樣品的楊氏模量計算霍爾位置傳感器的靈敏度計算霍耳位置傳感器的靈敏度。HdZDUK=DZ加做實驗：鑄鐵的楊氏模量測定得可鑄鍛鐵的楊氏模量。鐵DZ=U鐵K【注意事項】 (1)梁的厚度必須測準(zhǔn)確。在用千分尺測量黃銅厚度時，將千分尺旋轉(zhuǎn)時，當(dāng)將(R(x)-y).dq-dx較大，其原因是千分尺使用不當(dāng)，將黃銅梁厚度測得偏?。?(2)讀數(shù)顯微鏡的準(zhǔn)絲對準(zhǔn)銅掛件(有刀口)的標(biāo)志刻度線時，注意要區(qū)別是黃 (3)霍爾位置傳感器定標(biāo)前，應(yīng)先將霍爾傳感器調(diào)整到零輸出位置，這時可調(diào)節(jié) (4)加砝碼時，應(yīng)該輕拿輕放，盡量減小砝碼架的晃動，這樣可以使電壓值在較(5)實驗開始前，必須檢查橫梁是否有彎曲，如有，應(yīng)矯正。變和體變?nèi)N。Dl為應(yīng)力，相對長變l為應(yīng)變。在彈性限F=Y.DlSlR(x)；(R(xR(x)；(R(x)-y).dq-dx=(R(x)-y)dx-dx=-ydxR(x)R(x)；變?yōu)椋河謊=-yRx；dFYydS=-R(x)；dS=b.dy；R(x)；R(x)；R(x)； 1y￠(x)y￠(x)=0；Mg2梁平衡時，梁在x處的轉(zhuǎn)矩應(yīng)與梁右端支撐力對x處的力矩平衡，2m(x)=Mg(d-x)根據(jù)(1)、(2)、(3)式可以得到：y￠￠(x)y；y￠(0)=0；y(x)=(x2-x3)?d2將x=代入上式，得右端點的yd2又y=DZ；【引言】?！緦嶒?zāi)康摹俊径嘤秒姳斫Y(jié)構(gòu)及其工作原理】流表多用電表的表頭是一塊直流電流表，但是由于表頭具有一定的內(nèi)阻，電流通的兩端。這時通過表頭的電流Is=V/(Rg+RD)，由于表頭內(nèi)阻Rg與分壓電阻RDABC歐姆表【多用電表測試技術(shù)】S，當(dāng)電表水平放置，(A)(B)(C)(D)為測試表筆插口，(D)為一公共插口，測量時插入黑度與符號該多用電表的直流電壓靈敏度為20KΩ／V，這是一個衡量多用電表性能的重要參v電壓靈敏度愈高，測量結(jié)果越準(zhǔn)確。4KΩ／V:表示交流電壓靈敏為每伏4KΩ。:表示該多用電表屬檢波或指針儀表，上面的符號表示動圈或直流電表，對誤差為士5％)。法將量程及項目選擇開關(guān)撥至直流電流檔，根據(jù)被測量的大約數(shù)值選擇適當(dāng)測量交流或直流電壓時，同樣首先將量程及項目開關(guān)旋至相應(yīng)位置，根據(jù)電源，如電路中有電容應(yīng)先放電。多用電表歐姆檔檢查元件質(zhì)量判斷元件極性由于多用電表的歐姆檔具有電源，電路中的電阻元件可以看成一個等效電阻姆方向偏轉(zhuǎn)并達(dá)到某一數(shù)值。隨著充電過結(jié)束，指針便逐漸返回，如果電容器中間絕緣窮大，充電過程結(jié)束后，回路中將不再返回起始點；若絕緣介質(zhì)的電阻同一個量程檔上，若指針偏轉(zhuǎn)越大，說明電容器的容量越大。若偏轉(zhuǎn)比正常PF若表針偏離了∞位置，則說明此電容漏電。因此對于小容量的電容器，用多查大容量電容器是否有短路，開路及漏電現(xiàn)象是行之有效的，尤其是對電解電容器的檢查。由于電解電容器是有極性的，因此檢查時要注意用用歐姆檔檢查電感器時，只能判別它是否有開路故障，以及測量其電阻值的姆以下，硅管的正向電阻較大，在1K~幾K左右。一只二極管的正反向電阻相差不一樣的。如果事先不知道二極管的正負(fù)極，則可用歐姆檔來確定。在二極管的兩端分法到答案。b，且為NPN型(若為高阻值則為PNP型)，如果測量時兩次的阻值相差很大，可一個管腳假定為基極，直到符合上述條件為止。【實驗內(nèi)容與要求】否是RR=常數(shù)無用交流電流表測輸入相應(yīng)元件之信號頻率變化時流否是RR=常數(shù)無用交流電流表測輸入相應(yīng)元件之信號頻率變化時流用伏特表檢測各接線柱間的UU?有無有(1)首先必須判斷箱內(nèi)有無電源。判斷的方法是用電壓表去測量，只有在確認(rèn)不柱的兩端，必須交換表筆，可能的結(jié)果有圖中所示的幾種。通的參數(shù)。(4)對電池參數(shù)的測量，可以應(yīng)用閉合電路歐姆定律。。有一個元件的簡單情況。的使用方法是很好的。的位置呢？有兩種方法：①比較充電現(xiàn)象的差別。當(dāng)用歐姆表表筆接在充電電路的兩端時，可見電流表指。這反圖3-7最大電流比較小，而且充電的時間比較長，則電容在B小；電流越小，充到一定電壓的時間就會越長。②用那么，電容就必在導(dǎo)線短接的那兩端之間。以上兩種能顯圖3-8位；另種是用導(dǎo)線短接排除法。這里不再贅述。在比較于分別測量的電阻之和，這是由于二極管伏安特性的非線性造成的，兩就不相同。用【實驗?zāi)康摹俊緦嶒炘怼砍谭Q為聚焦。X斷重復(fù)這一過程。我們把電子射線沿X軸方向從左到右作勻速的移動過程稱為掃個或整數(shù)個完整的正弦波波形。由此可見，在X偏轉(zhuǎn)板上加一鋸齒波電壓的情況Y偏轉(zhuǎn)板上的待測信號的波形，這就器顯示波形的基本原理。中的波形。fYNXfXfXNYfXfYXY號電壓的頻率；NX、NY分XY。利用李薩如圖形的這一特征，就可用已知信號電壓的頻率(如fY〕測量未知信號電壓的頻率(如fX)。【實驗儀器】(1)示波器功率函數(shù)信號發(fā)生器說明范圍選擇開關(guān)，其中由5．0HZ~500KHZ分11檔調(diào)節(jié)頻率AZ率檔，和0~9dB細(xì)調(diào)。(a)“”為方波輸出接口。(b)“/V”為三角波輸出接口。(c)“”為正弦波輸出接口。(d)“”輸出接地端。接到該端子。s指示出被測信號的頻率，開關(guān)板向“10s”時這樣可以將測量頻率的分辨率提高到Fuse旋開，更換保險管時使用，注意換保V?！静僮鞣椒ā?一)調(diào)節(jié)2、面板一般功能的檢查(l)將有關(guān)控制件位置表3－2位置(2)接通電源，電源指示燈亮、稍等預(yù)熱，屏幕中出現(xiàn)光跡，分別調(diào)節(jié)亮度和聚(3)通過連接電纜將本機校準(zhǔn)信號輸入至CH1通道。(4)調(diào)節(jié)電平旋鈕使波形穩(wěn)定，分別調(diào)節(jié)垂直移位和水平移位，使波形與圖4-3(5)將連接電纜換至CH2通道插座，垂直方式置“CH2”，重復(fù)(4)操作。高亮度的顯示用于觀察一些低重復(fù)頻率信號的快速顯示。4、垂直系統(tǒng)的操作(1)垂直方式的選擇。當(dāng)只需觀察一路信號時，將“MODE”開關(guān)按人‘CH1”或“CH2”，此時被選中的測信號可從通道端口輸入；當(dāng)需要同時觀察兩路信號時，將“MODE”關(guān)置連續(xù)“CHOP”位置；當(dāng)需要觀察兩路信號的代數(shù)和時，將“MODE”開關(guān)置“ADD”位置，在選擇該方式時，兩個通道的衰減設(shè)置必須一致。(2)輸入耦合選擇直流(DC)耦合：適用于觀察包含直流成份的被測信號，如信號的邏輯電平交流(AC)耦合：信號中的直流成份被隔斷，用于觀察信號的交流成份，如高直流電平中的小信號。接地(GND)：通道輸入端接地(輸入信號斷開)用于確定輸入為零時光跡所統(tǒng)的操作(1)掃描方式的選擇(SWEEPMODE)自動(AUTO)：當(dāng)無觸發(fā)信號輸入時，屏幕上顯示掃描光跡，一旦有觸發(fā)信常態(tài)(N0RM)：無信號輸入時，屏幕上無光這顯示，有信號輸入時，觸發(fā)電(2)觸發(fā)源的選擇(TRIGGERSOURCE)時《3》極性的選擇(SLOPE)(4)電平的設(shè)置(LEVEI。)節(jié)被測信號在某一合適的電平上起動掃描。(1)探極操作本示波器附件中有2根衰減比為10：1和1：1可轉(zhuǎn)換的探極，為了減少對會產(chǎn)生較大的誤差。(2)探極的調(diào)整由于示波器輸入特性的差異，在使用探極(10：1)測量以前，應(yīng)首先對探極行檢查或調(diào)整。(二)測量光跡旋轉(zhuǎn)(TRACEROTAT10N)原因造成誤差，可按下列步驟檢查或調(diào)整。(1)預(yù)置儀器控制件，使屏幕獲得一個掃描基線。(2)調(diào)節(jié)垂直移位使掃描基線與水平刻度平行，如不平行，用起子調(diào)整前面板探頭的調(diào)整用于補償由于示波器輸入特性的差異而產(chǎn)生的誤差。調(diào)整方法如(1)按表3-2設(shè)置面板控制件，并獲得一掃描基線。(2)設(shè)置“VOLTS／DIV”為“0．IV”(10XPROBE檔)。(4)按第三章內(nèi)容操作有關(guān)控制件，使屏幕獲得圖4－4波形。(5)觀察波形補償是否適中，否則，調(diào)探頭補償元件。見下圖幅值的測量峰一峰電壓的測量：CHCH用的通道。(2)設(shè)置電壓衰減器并觀察波形，使被顯示的波形幅度5格左右，將衰振微調(diào)(3)調(diào)整觸發(fā)電平，使波形穩(wěn)定。(4)調(diào)整掃速控制器，使屏幕顯示至少一個波形周期。(5)調(diào)整垂直移位，使波形的底部在屏幕中某一水平座標(biāo)上。(6)調(diào)整水平移位，使波形頂部在屏幕中央的垂直座標(biāo)上。(7)測量垂直方向A－B兩點的格數(shù)。(8)按下面公式計算被測信號的峰一峰電壓值(VP一P)。VPP×垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)Vpp6×5＝23(V)直流電壓的測量(1)設(shè)置面板控制器，使屏幕顯示一掃描基線。(2)設(shè)置被選用通道的耦合方式為“GND’！(3)調(diào)節(jié)垂直移位，使掃描基線在某一水平座標(biāo)上，定義此時的電壓為零。(4)將信號饋入被選用的通道插座。(6)測量掃描線在垂直方向偏移基線的距離。(7)按下式計算被測直流電壓值：V＝垂直方向格數(shù)×垂直偏移因素×偏轉(zhuǎn)方向(十或一)V＝3.8×2(＋)＝7.6(V)幅值比較(比例)(2)調(diào)整電壓衰減器和微調(diào)控制器使屏幕顯示幅度為垂直方向5格。(3)要保持電壓衰減器和微調(diào)控制器在原位置上不變的情況下，將從參考信號換接至需比較的信號，調(diào)整垂直移位使波形底部在屏幕的0％刻度上。(4)調(diào)整水平移位使波形頂部在屏幕中央的垂直刻度線上。信號的30％。代數(shù)疊加(1)設(shè)置垂直方式為“ALT”或“CHOP”，(根據(jù)被測信號的頻率)。(2)將兩個信號分別饋入CHI和CH2插座。(3)調(diào)整電壓衰減器，使兩個信號的顯示幅度適中，調(diào)節(jié)垂直移位，使兩個信(4)將垂直方式換置“ADD”，即得到兩個信號的代數(shù)和顯示。時間間隔的測量(1)將被測信號饋入CH1或CH2插座，設(shè)置垂直方式為選用的通道。(2)調(diào)整觸發(fā)電平使波形穩(wěn)定顯示。2個信號周期。(4)分別調(diào)整垂直移位利水平移位，使波形中需測量的兩點位于屏幕中央的水度線上。(5)測量兩點間的水平距離，按下式計算出時間間隔。時間間隔(S)＝兩點間的水平距離(撿)×掃檔時間因數(shù)(時間／格)因數(shù) 16mS1周期和頻率的測量【實驗內(nèi)容】(一)檢查示波器的工作情況。(二)觀察信號的波形接地”端鈕。z穩(wěn)定的圖形。。(三)、觀察李薩如圖形的“Y軸輸入”；X(四)觀察整流波形ZL各種波使光點消失。不要經(jīng)常通斷示波器，以免縮短示波器的使用壽命。【實驗結(jié)果】M+PMM+PM采用新型的指示針加反射鏡的新型游標(biāo)尺相結(jié)合的彈簧位置讀數(shù)器，提高測量的準(zhǔn)確度，運用傳統(tǒng)上的靜態(tài)伸長法來測量彈簧的勁度系數(shù)。同時在記時方法上采用了開關(guān)型集成霍耳傳感器測量彈簧的振動周期，借助于開關(guān)型集成霍耳傳感器所測量的周期，進而求出彈簧的勁度系數(shù)。在保中的作用和應(yīng)用有進一步的認(rèn)識?！緦嶒?zāi)康摹俊绢A(yù)習(xí)思考題】嗎？【實驗原理】F=K.Dy(1)系，就可由(1)式推算出彈簧的勁度系數(shù)K。體在外力作用下(如用手下拉，或向上托)離開平衡位置少許，然后釋放，則物體就在平衡點附簡諧振動，其周期為T=2T=2p0(2)磁場控制開關(guān))通”狀態(tài)，這時處于“O”腳和“-”腳之間輸出電壓極小，近似為零，當(dāng)磁感強度小于某值加的電源電壓，利用集成霍耳開關(guān)這個特性，可以將傳感器輸出信號輸入周期測定儀，測量物體【實驗儀器】g)g)立柱鉛直)17、水平調(diào)節(jié)螺絲18、計數(shù)顯示【實驗步驟】1、用靜態(tài)伸長法研究簡諧運動的規(guī)律并測彈簧的勁度系數(shù)K。(1)調(diào)節(jié)底板的三個水平調(diào)節(jié)螺絲，使重錘尖端對準(zhǔn)重錘基準(zhǔn)的尖端。定小游標(biāo)的鎖緊螺釘，準(zhǔn)刻線在觀察者的視差已被調(diào)整好的情況下被指針擋住，通過主尺和游標(biāo)尺讀出讀數(shù)(讀數(shù)原理置(5)根據(jù)每次放入或取下砝碼時彈簧所受的重力和對應(yīng)的拉伸值，繪出外力和形變量之間的片(磁極需正確擺放，否則不能使霍耳開關(guān)傳感器導(dǎo)通)。(2)把傳感器附板夾入固定架中，固定架的另一端由一個鎖緊螺絲把傳感器附板固定在游標(biāo)傳感器固定板中的白色發(fā)光二極管是亮的，然后松開手，讓砝碼來回振動，此時發(fā)光二極管在閃13M0)3【實驗注意事項】g【數(shù)據(jù)記錄與處理】彈簧勁度系數(shù)測定伸長法動法Y(增)/cmY(減)/cmY/cm質(zhì)量+片質(zhì)量0T T=【引言】【實驗?zāi)康摹俊緦嶒炘怼縬1、q2的平行平面，在Dt秒內(nèi)，從一個平面?zhèn)鞯搅硪粋€平面的熱量△Q，滿足下yA(1)導(dǎo)性能的物理量，其數(shù)值等于二相距單位長度的平行平面上，當(dāng)溫度相差一導(dǎo)熱系數(shù)過去常用的非SI制單位是國際蒸汽表卡每秒厘米開(爾文)：cal/?！緦嶒瀮x器及組成】1伏表。儀器附件(必備附件)有：；偶(銅-康銅)二根上的三個測微螺旋頭支撐著一銅散熱盤P，在P，安放一待測的圓盤樣品B，樣品B上再安放一圓筒發(fā)熱體，圓筒發(fā)熱體A品，另一方面散熱盤P籍電扇有效穩(wěn)定地散熱，使傳入樣品的熱量不斷往樣品的下A三螺旋頭使散熱盤與熱盤相距一定的距2ABABAFPHGPHC33.000mvDEA-帶電熱板的發(fā)熱盤B-樣品C-螺旋頭D-樣品支架E-風(fēng)扇F-熱電偶G-真空保溫杯H-P-散熱盤【實驗步驟】(1)取下固定螺絲，將樣品放在加熱盤與散熱盤中間，然后固定：調(diào)節(jié)底部的瓦瓶內(nèi)的另一細(xì)管中；熱端插入加熱盤上的小插孔中；(3)插好加熱板的電源插頭；再將駝線的一端與數(shù)字電壓表相連，另一端插在(4)最后，分別接好導(dǎo)熱系數(shù)測定儀與數(shù)字電壓表的電源。(5)調(diào)節(jié)數(shù)字電壓表的調(diào)零旋鈕，再將加熱開關(guān)撥至220V檔，開始加熱；(6)待穩(wěn)定后，可以將切換開關(guān)分別撥至測1和測2端，記錄此刻樣品上、下表狀態(tài)了)3(7)移去樣品，使加熱盤與散熱盤較好的接觸，再將加熱開關(guān)撥至220V檔。盤。(8)移開加熱板，在散熱盤上放置膠木板，使散熱盤自然冷卻；穩(wěn)定狀態(tài)時，品上表面的熱流量與由散熱盤向周圍環(huán)境散熱的速率相等，當(dāng)散熱盤冷卻至出熱流量。的溫度。PDQDt是散熱在q2時的散熱速率，代入式(2)得：(3)4【實驗注意事項】打在220V快速加熱檔，幾分鐘后91＝4.00mV即可將開關(guān)撥至110V慢速讀數(shù)在±0.03mV范圍內(nèi)，同時每隔2分鐘記下樣品上下圓盤A和P的溫度91和92的數(shù)值，待92的數(shù)值在10分鐘內(nèi)不變即可認(rèn)為已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，記下此時的91和92值。2、測金屬的導(dǎo)熱系數(shù)時91,92值為穩(wěn)態(tài)時金屬樣品上下兩個面的溫度，此時散熱盤P的溫度為93值。因此測量P盤的冷卻速率應(yīng)為:測93值時可在91、92達(dá)到穩(wěn)定時，將上面測91或92的熱電偶移下來進行測量。A側(cè)面和散熱盤P的側(cè)面，都有供安插熱電偶的小孔，安放發(fā)油，并插到洞孔底部，保證接觸良好。熱電偶冷端插入浸于冰水中的細(xì)af-Vdb實驗八螺線管磁場的測定af-Vdb【概述】量元件。本實驗通過用通電長直螺線管中心點磁感應(yīng)強度理論計算值作為標(biāo)準(zhǔn)值來?！緦嶒?zāi)康摹?、測量螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度，測出磁場與位置之間的關(guān)系，求得螺線管均勻磁【實驗原理】霍耳元件的作用(如右圖8-1所示)：若電流半導(dǎo)體，是電子流方向由洛倫茲力作用而發(fā)生改UH=()IB=KHBI集成霍耳傳感器(結(jié)構(gòu)示意圖如圖8-2所示)是一種高靈敏度集成霍耳傳感器，它由由于SS95A型集成霍耳傳感器，它的工作電流已設(shè)定，被稱為標(biāo)準(zhǔn)工作電流，使霍耳元件VOUT使輸出電壓為2.500V(在數(shù)字電壓表上顯示)，則傳感器就可處在標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)之霍耳元件VOUT放大器剩余電壓補償器當(dāng)螺線管內(nèi)有磁場且集成霍耳傳感器在標(biāo)準(zhǔn)工作電流時，與(1)式相似，由(1)KK【實驗儀器】FD-ICH-II新型螺線管磁場測定儀由集成霍耳傳感器探測棒、螺線管、直流穩(wěn)999V和1999.9mV二檔)；雙刀換向開關(guān)和單刀換向開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干組數(shù)字電壓表mAmV數(shù)字電壓表mAmVFD-ICH-II新型螺線管磁場測定儀—電源數(shù)字電流表+-++-電壓輸入8V~5.2V2.4V~2.68V~5.2V2.4V~2.6V科教儀器有限公司21K1KK120V_3V+成霍耳元件+1VOUT1位置讀數(shù)【技術(shù)性能】TV、電源組和數(shù)字電壓表作補償作用)：400V—2.600V(精細(xì)微調(diào))【實驗內(nèi)容】輸出端相接。集成霍耳傳感器的“V+”和“V-”分別與4.8V—5.2V可調(diào)直流電源輸出2、斷開開關(guān)K2(當(dāng)K2處于中間位置時斷開)，使集成霍耳傳感器處于零磁場VKmVV器輸出2.500V(1)改變輸入螺線管的直流電流Im，將傳感器處于螺線管的中央位置(即(2)用作圖法求出U'—Im，直線的斜率K'=。n的匝數(shù))，求出集成霍耳傳感器的靈敏度K=實驗中所用螺線管參數(shù)為： 螺線管長度L=26.0±0.1cm，N=(3000±20)匝，平均直徑D=3.5±0.1cm，而真空磁導(dǎo)率m0=4T￥10-7H/m。由于螺線管為有限長，由此必須用下式進行計N L2+D2B= L2+D2通電螺線管中的磁場分布(1)當(dāng)螺線管通恒定電流Im(例如250mA)時，測量U'—X關(guān)系。X范圍為cm位置的測量數(shù)據(jù)點密一些。圖。 B均勻區(qū)范圍(包括位置與長度)，假定DBB<1%)。并與產(chǎn)品說明書上標(biāo)有均勻(4)在圖上標(biāo)出螺線管邊界的位置坐標(biāo)(即P與P'點，一般認(rèn)為在邊界點處的磁場是中心位置的一半，即BP=BP'=B0')?！咀⒁馐马棥?、測量U'