【正文】 流穩(wěn)壓電源，先將穩(wěn)壓電源輸出電壓旋鈕置于零位。先取點，再用光滑曲線連接各點。 表 12 非線性電阻元件實驗數(shù)據(jù) Us（ V） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 I（ mA） U（ V） R=U/I（ ?） （ 3） 根據(jù)測得的數(shù)據(jù)在下面坐標(biāo)平面上繪制出白熾燈的伏安特性曲線。 七． 實驗原理與說明 1． 在電路中任意選定一參考點，令參考點的電位為零，某一點的電位，就是這一點 與參考點間的電壓。 測量電路中任意兩點間的電壓時，先在電路中假定電壓的參考方向（或參考極性）， 將電壓表的正、負(fù)極分別與電路中假定的正、負(fù)極相連接。 在電路中電位相等的點，叫等電位點。 3． 選擇 D 點為參考點，即電位φ D=0，測量表 21 中所列各點電位和各段電壓，并 記 入該表中（測量時注意電位和電壓的正負(fù)）。再用導(dǎo)線連接 D 與 F 兩點，分別測量表 21 中所列各點電位和各段電壓值，并記入該表中。 大學(xué)物理實驗 — 03 基本儀器的使用 十二． 實驗?zāi)康? 1． 了解示波器的技術(shù)指標(biāo)、工作原理。 十三． 實驗原理與說明 陽極射線示波器簡稱示波器。如果電子開關(guān)以足夠高的速度交替接通 Y1 和 Y2 通道，由于熒光屏的余輝和人眼的視覺暫留效應(yīng)，就可在熒光屏上同時觀察到 u1和 u2兩個信號波形。如接地不可靠，屏幕上的波形會上、下移動，影響正常測量工作；如接線不正確，還可能燒毀儀器。當(dāng)旋鈕開關(guān)已處于極限位置時，切勿再用力旋動，以免損壞開關(guān)。 X 軸 Y 軸 計算 T、 Tp、 Up 掃描時間 (ms/div) 周期格數(shù) (div) 靈敏度 (V/div) 幅值格數(shù) (div) DC 檔 ┻檔 AC 檔 2． 測量 1000HZ 正弦信號波形 調(diào)節(jié)低頻信號發(fā)生器的正弦信號輸出，使其頻率為 1000HZ，幅度有效值為 1V（用交流毫表測），用 1： 1 探極將此信號送入 Y1通道，要求調(diào)出峰峰值在 5— 6 格之間的一個穩(wěn)定波形，并將波形及相應(yīng)的 Y 軸靈敏度和 X 軸掃描速率（此時靈敏度和掃描速率微調(diào)應(yīng)置于校準(zhǔn)位置 —— 即順時針旋到底），記入表中。 用交流毫表測量交流電所得的是有效值。如圖 42 所示。 變壓器副邊電壓 V2（ V） 輸出電壓 VO（ V） 估算值VO=（ V） 負(fù)載不變（ RL=1KΩ） 濾波電容不變（ C=470μ F） C=10μ F C=470μ F RL=（ 1+10） KΩ RL=∞ 表 42 3． 觀察電容濾波特性 （ 1） 保持負(fù)載不變，增大濾波電容，觀察輸出電壓數(shù)值與波形變化情況，記錄于表 42 中，繪圖于圖 43(d)中。 2. 學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源的安裝、調(diào)整和測試方法。 圖 51 本章我們討論由 7805 組成的直流穩(wěn)壓電路。 2） 測量穩(wěn)壓電源輸出范圍 調(diào)節(jié) RW，用示波器監(jiān)視輸出電壓 UO的波形，分別測出穩(wěn)壓電路的最大和最小輸出電壓，以及相應(yīng)的 U1值。然后接入 RL，測出相應(yīng)的輸出電壓，記為 UO，用下式計算 ro： ro=LOO RUU ??????? ?139。 大學(xué)物理實驗 — 06 R— C 一階電路響應(yīng)與研究 一、 實驗?zāi)康? 1． 加深理解 RC 電路過渡過程的規(guī)律及電路參數(shù)對過渡過程的理解 2． 學(xué)會測定 RC 電路的時間常數(shù)的方法 3． 觀測 RC 充放電電路中電流 和電容電壓的波形圖 二、 實驗原理與說明 1． RC 電路的充電過程 在圖 61 電路中，設(shè)電容器上的初始電壓為零，當(dāng)開關(guān) S 向“ 2”閉合瞬間，由于電容電壓 cu 不能躍變，電路中的電流為最大， Rui s? ，此后，電容電壓隨時間逐漸升高，直至 cu = Us；電流隨時間逐漸減小，最后 0?i ；充電過程結(jié)束，充電過程中的電壓 cu 和電流 i 均隨時間按指數(shù)規(guī)律變化。 理論上要無限長的時間電容器充電才能完成，實際上當(dāng) t = 5RC 時， cu 已達(dá)到 % Us，充電過程已近似結(jié)束。對充電而言，時間常數(shù)τ是電容電壓 cu 從零增長到 % Us 所需的時間；對放電而言，τ是電容電壓 cu 從 Us 下降到 %Us 所需的時間。 當(dāng)電源方波電壓的周期 Tτ時，電容器充放電 圖 65 速度很慢，又若 cu Ru ， Ru ≈ u ，在電阻兩端的電壓 cu = ?idtC1 = ? dtRUC R1 ≈ ?udtRC1，這就是說電容兩端的輸出電壓 cu 與輸入電壓 u 的積分近似成正比，此電路稱為積分電路， cu 波形如圖 65(e)所示。 （ 3） 根據(jù)表 61，和表 62 所測得的數(shù)據(jù)，以 cu 為縱坐標(biāo)，時間 t 為橫坐標(biāo)，畫 RC 電路中電容電壓充放電曲線 cu = f(t)。 表 63 RC 充電過程中電流 I 變化數(shù)據(jù)記錄 充電時間 (s) 0 5 10 15 20 25 30 40 45 R=1 kΩ C=470μ F R=10 kΩ C=470μ F （ 3） 根據(jù)表 63 中所列的數(shù)據(jù)，以充電電流 I 為縱坐標(biāo)，充電時間為橫坐標(biāo)，繪制 RC 電路充電電流曲線 I= f(t)。觀測電容充電過程中電流變化情況，試用時間常數(shù)的概念，比較說明 R、 C 對充放電過程的影響與作用。 5． 觀測微分和積分電路輸出電壓的波形 按圖 64 接線，取 R=1 kΩ， C=10μ F（τ = RC = 10ms），電源方波電壓 u 的頻率為 1kHz，幅值為 1V（ T=1/1000=1 ms τ ） ，在電容兩端的電壓 cu 即為積分輸出電壓，將方波電壓 u 輸入示波器的 YB通道， cu 輸入示波器的 YA 通道，觀察并描繪 u 和 cu 的波形圖。 3． 秒表計時和電壓 /電流表讀數(shù)要互相配合，盡量做到同步。 2． 通過實驗說明 RC 串聯(lián)電路在什么條件下構(gòu)成微分電路，積分電路。 3． 掌握觀察動態(tài)電路 狀態(tài)軌跡的方法 二． 實驗原理與說明 1． 用二階微分方程來描述的電路稱為二階方程。這里是二階方程。 （ 1） 當(dāng)電路中的電阻過大了： R2CL時，稱為過阻尼狀態(tài)。圖 72（ b）中所示的狀態(tài)軌跡，就是伏安特性。ω 0 = LC1是在 R=0 的情況下的振蕩頻率，稱為無阻尼振蕩電路的固有角頻率。 uc(v) i (A) i (A) uc0 uc 0 uc(v) 0 t(s) i （ a）電壓、電流波形 （ b）狀態(tài)軌跡 圖 73 欠阻尼狀態(tài) R、 L、 C 串聯(lián)電路電壓、電流波形及其狀態(tài)軌跡 從圖 73（ a）中可見，有反方向的電壓和電流，這是因為電阻較小 ，當(dāng)過零后，有反充電的現(xiàn)象。 三． 實驗設(shè)備 名稱 數(shù)量 型號 1．函數(shù)信號發(fā)生器 1 臺 2．示波器 1 臺 3．電阻 5 只 10Ω *1 51Ω *1 200Ω *1 1kΩ *1 2kΩ *1 4. 電容 1 只 22nF*1 5. 電感 1 只 10mH*1 6. 橋形跨接線和連接導(dǎo)線 若干 7. 實驗用 9孔方板 一塊 297mm 300mm 四． 實驗步驟 1． 將電阻，電容，電感串聯(lián)成如圖 74 所示的接線圖， US=1V， f=2kHz 改變電阻 R，分別使電路工作在過阻尼，欠阻尼和衰減振蕩狀態(tài)，測量出輸出波形。 2． 敘述二階電路產(chǎn)生振蕩的條件，振蕩波形如何？ Cu 與電路參數(shù) R、 L、 C 有何關(guān)系？ 大學(xué)物理實驗 — 08 元件參數(shù)的測量 二十三． 實驗?zāi)康? 1． 學(xué)習(xí)測量 R、 C 元件伏安特性的方法 2． 學(xué)習(xí)使用交流電壓表、交流電流表 二十四． 實驗原理與說明 1． 電阻 R、和電容 C 是交流電路中的基本元件。通過測 量 U和 IR，可以作出電阻元件在正弦交流激勵下的伏安特性曲 線。 2． 交流電壓表、電流表測量的是正弦交流電的有效值。 二十五． 實驗設(shè)備 名稱 數(shù)量 型號 1． AC 電源 1 臺 2． 直流穩(wěn)壓電 源 1 臺 0~30V可調(diào) 3． 交流電流表 1 只 4． 交流電壓表 1 只 5． 電阻 1 只 200?*1 6． 電容 1 只 1μ F 7． 短接橋和連接導(dǎo)線 若干 P81 和 50148 8． 實驗用 9 孔插件方板 1 塊 297mm 300mm 二十六． 實驗步驟 1． 測量電阻 R 的伏安特性 （ 1） 按圖 82 接線，輸入不同的電源電壓，將電流表、電壓表的讀數(shù)分別記錄在表 81 中，計算阻 值。調(diào)節(jié)電源電 壓為 5V，分別測量各元件上的電壓、電流值，記錄表 82 中。 Ig 越小，表頭的靈敏度就越高。本實驗用替代法測量表頭的內(nèi)阻，其測量電路如圖 91 所示。 設(shè)表頭擴(kuò)大后的量程為 Im，由歐姆定律可得 （ Im— Ig） RA=IgRg RgIgRgIgIgRA *1)(Im / 1*Im ???? RgnRA *11?? 可見，將表頭的量程擴(kuò)大 n 倍，只需在表頭上并聯(lián)一個電阻值為 Rg/(n1)的分流電阻即可，其中 n=Im/Ig。 設(shè)表頭改裝后的量程為 Um，由歐姆定律可得 Um=Ig(Rg+Rv) RgIgR gU m R gRgIgUmRv ???? =(n1)*Rg 可見，要將電壓量程為 IgRg 的表頭改裝成量程為 Um的電壓表，只需在表頭上串聯(lián)一個阻值為（ n1） Rg 的分壓電阻即可，其中IgRgUmn?。電路如圖 94 和圖 95 所示。 （ 2） 先斷開 K，將 G 表位置替換成 R0，其他不變，合上 K，調(diào)節(jié) R0，使萬用表表示值不變。 （ 2） 校正擴(kuò)大量程表上有標(biāo)度值的點，應(yīng)使電流增加和減少各校正一次，并將測得數(shù)據(jù)記錄 91 表中。將標(biāo)準(zhǔn)表的兩次讀數(shù)的平均值做為 US，計算各校正點的△ U值。 圖 101 它由 4 個橋臂和“橋” —— 平衡指示器（一般為檢流計）以及工作電源 E 和開關(guān)等組成。 2． 交換測量法（互易法） 用交換 RX和 RS的測 量法可消除因 R R2引入的誤差。圖中 RM=1M?，作用是保護(hù)檢流計及便于平衡狀態(tài)的調(diào)節(jié)。 （ 1） 取電源電壓 E 為 5V，并預(yù)置 RS值。 3．取 RX=1K?，重復(fù)上述 1 中步驟，測量 RS值，記錄表 101 中。 2． 如果沒有檢流計，如何用自搭電橋來測量表頭內(nèi)阻？ 大學(xué)物理實驗 — 11 電路混沌效應(yīng) 三十八． 實驗?zāi)康? 1． 學(xué)習(xí)并觀察電路