【正文】 10V t(s) 0 5 10 15 20 25 30 40 60 80 90 120 150 165 cu (V)充電 cu (V)放電 uc(V) uc(V) 0 t(s) 0 t(s) （ R=1kΩ） （ R=10 kΩ） 2． 測定 RC 電路充電過程中電流的變化規(guī)律 （ 1） 實(shí)驗(yàn)線路如圖 67，電阻 R 取 1 kΩ，電容 C 取 470μ F ，直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓取 10V，萬用表置電流 mA 檔，將萬用表串聯(lián)于實(shí)驗(yàn)線路中。 4． 觀測 RC 電路充放電時(shí)電流 i 和電容電壓 uc的變化波形 實(shí)驗(yàn)線路如圖 64，阻值為 10 kΩ， C 取 10μ F，電源信號(hào)為頻率 f=1000Hz，幅度為 1V的方波電壓（也可以利用示波器本身輸出的較正方波電壓）。 4． 電解電容器由正負(fù)極性，使用時(shí)切勿接錯(cuò)。如圖 71 所示的 R、 L、 C 串聯(lián)電路 就是典型的二階電路。響 應(yīng)中的電壓，電流呈現(xiàn)出非周期性變化的特點(diǎn)。在 R≠ 0 時(shí)， R、 L、 C 串聯(lián)電路的固有振蕩角頻率 ω39。 圖 74 二階電路實(shí)驗(yàn)接線圖 并進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算， 求出衰減系數(shù)δ、振蕩頻率 ? ，并用示波器測量其電容上電壓的波形將波形及數(shù)據(jù)處理，結(jié)果填入下表 71。 （ 2） 電容器在低頻下可以看作純電容。 （ 2）取 R 的值為 200?，進(jìn)行上述步驟的測量，記錄相應(yīng)讀數(shù)于表 81 中。表頭內(nèi)線圈的電阻 Rg 稱為表頭的內(nèi)阻。 3． 將表頭改裝為電壓表 表頭雖然也可以用 來測量電壓，但其量程（ Ig*Rg）很小，為了測量較大的電壓，可在表頭上串聯(lián)一高阻 RV，如圖 93 所示。校正點(diǎn)應(yīng)選在電表滿偏轉(zhuǎn)范圍內(nèi)各個(gè)標(biāo)度值的位置上，確定各校正點(diǎn)的△ I=IxIs(△ U=UxUs)值。將標(biāo)準(zhǔn)表的兩次讀數(shù)的平均值做為 IS，計(jì)算各校正點(diǎn)的△ I 值。適當(dāng)選擇 R R2 的值，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)電阻 RS，使 B、 D 兩點(diǎn)的電位相等，使檢流計(jì)指零，此時(shí)稱電橋達(dá)到平衡。 RS為電阻箱， RX為待測電阻， R1 和 R2 為一滑線變阻器。 Rs R’s sRRsRx 39。 。 2．取 RX=200?，重復(fù)上述 1 中步驟，測量 RS值，記錄表 101 中。 三十五． 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 名稱 數(shù)量 型號(hào) 1． 直流穩(wěn)壓電源 1 臺(tái) 0~30V可調(diào) 2． 檢流計(jì) 1 只 3． 萬用表 1 只 4． 電阻箱 1 臺(tái) 5． 電阻 3 只 200?*1 1K?*1 1M?*1 6． 滑線變阻器 1 臺(tái) 7． 開關(guān) 1 只 8． 短接橋和連接導(dǎo)線 若干 P81 和 50148 9． 實(shí)驗(yàn)用 9 孔插件方板 1 塊 297mm 300mm 三十六． 實(shí)驗(yàn)步驟 1． 用自搭電橋測電阻 RX 按圖 102 連線，這是圖 101 的變形，其作用是相同的。 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) — 10 電橋法測定電阻 三十三． 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1． 理解并掌握用電橋法測定電阻的原理和方法 2． 掌握自搭電橋測定電阻的原理和方法 3． 學(xué)習(xí)用交換法消除自搭電橋的系統(tǒng)誤差 三十四． 實(shí)驗(yàn)原理與說明 1． 工作原理 單臂電橋（又稱惠斯登電橋）的基本電路如圖 101 所示。 2． 將表頭改裝成量程為 10mA 的電流表 （ 1） 計(jì)算分流電阻 RA，用電阻箱作 RA，按圖 94 接線， RA= 。 校正電表的方法可使用比較法。 RA 稱為分流電阻，并聯(lián)不同大小的 RA，可以得到不同量程的電流表。 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) — 09 電表的改裝 二十八． 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1． 掌握將表頭（擴(kuò)大量程）改裝成電流表 、電壓表的原理和方法 2． 學(xué)會(huì)用替代法測定表頭的內(nèi)阻 二十九． 實(shí)驗(yàn)原理與說明 1． 表頭參數(shù)和內(nèi)阻的測定 用于改裝的電流計(jì)（俗稱表頭）其指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度時(shí)所需要的電流 Ig 稱為該表頭的靈敏度。電容是貯能元件，它們?cè)谥绷麟娐分械奶匦耘c在交流電路中完全不同；電容元件在直流穩(wěn)態(tài)下相當(dāng)于開路，這些都可以通過實(shí)驗(yàn)來比較和觀察。在如圖 81 所示的電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向下， 電阻中的電流 IR與電壓 U同相位，其有效值 IR=U/R。= 220 ??W =0，暫態(tài)過程界于非周期與振蕩之間，其本質(zhì)屬于非周期暫態(tài)過程。響應(yīng)中的電壓，電流具有衰減振蕩的特點(diǎn)，此時(shí)衰減系數(shù) LR2?? 。 2． 由 R、 L、 C 串聯(lián)形成的二階電路在選擇了不同的參數(shù)以后，會(huì)產(chǎn)生三種不同的響應(yīng)，即過尼狀態(tài)，欠阻尼（衰減振蕩）和臨界阻尼三種情況。利用響應(yīng)波形， 計(jì)算二階電路暫態(tài)過程的有關(guān)參數(shù)。 2． 當(dāng)使用萬用表測量變化中的電容電壓時(shí)，不要換檔，以保證電路的電阻值不變。 （ 2） 實(shí)驗(yàn)線路見圖 67， R 取 10kΩ，電容 C 取 10μ F，實(shí)驗(yàn)方法同步驟 2。 （ 2） 將圖 66 電路中的電阻 R 換為 10 kΩ，重復(fù)上述測量，測量結(jié)果記入表 62 中。 3． RC 電路的時(shí)間常數(shù) RC 電路的時(shí)間常數(shù)用τ表示，τ =RC， τ的大小決定了電路充放電時(shí)間的快慢。 3. 簡要敘述實(shí)驗(yàn)中所發(fā)生的故障及排除方法。 1）接線 按圖 52 連接電路，電路接好后在 A 點(diǎn)處斷開，測量并記錄的 U1波形（即 UA的波形），然后接通 A點(diǎn)后面的電路，觀察 UO的波形，如有振蕩應(yīng)消除，調(diào)節(jié) RW，輸出電壓若有變化，則電路的工作基本正常。 2． 分析表 42 測試記錄與響應(yīng)的波形，可得到什么結(jié)論？ 3． 在圖 41(c)整流電路中，若觀察到輸出電壓波形為半波，電路中可能存在什么故 障？ 4． 在圖 42 整流、濾波電路中，若觀察到輸出電壓波形為全波，電路中可能存在什么 故障？ 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) — 05 穩(wěn)壓電路 一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 掌握穩(wěn)壓電路工作原理及各元件在電路中的作用。 半波整流的輸出電壓為 V0= 全波整流的輸出電壓為 V0= 橋式整流的輸出電壓流為 V0= 其中為 V0平均值， V2為有效值 圖 41(a) 圖 41(b) 圖 41(c) 2． 濾波電路 在小功率的電子設(shè)備中，常用的是電容濾波電路。進(jìn)行計(jì)算后，看頻率和幅度是否正常，若不正常，請(qǐng)老師校準(zhǔn)。由于示波器的機(jī)殼是一個(gè)輸入端點(diǎn)（另一個(gè)端點(diǎn)是電纜芯線），所以在大多數(shù)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)把示 波器的機(jī)殼、其他設(shè)備的機(jī)殼和線路上的參考電位點(diǎn)聯(lián)接在一起，稱“共地”，即設(shè)公共點(diǎn)電位為零。 4． 學(xué)習(xí)使用低頻信號(hào)發(fā)生器，交流毫伏表。選擇 E 點(diǎn)為參考點(diǎn)，把電壓表至于 D 與 F 之間，調(diào)節(jié)可變電阻器 的滑動(dòng)觸點(diǎn) F， 使電壓表指示為零值（或 D 與 F 間接入電流表，使電流為零值）， D 與 F 兩點(diǎn)即為等電位點(diǎn)。當(dāng)電壓表的正極接被測點(diǎn)，負(fù)極接參考點(diǎn)，電壓表正向偏轉(zhuǎn)，該點(diǎn)的電位為正值；若電壓表反向偏轉(zhuǎn)，立即交換電壓表兩表筆的接觸位置，讀取讀數(shù)，該點(diǎn)的電位即為負(fù)值。 3． 深入理解電路中等電位點(diǎn)的概念。 表 11 線性電阻元件實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) Us（ v） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I（ mA） U（ v） R=U/I （ ?） 圖14 線性電阻元件的實(shí)驗(yàn)線路 圖 15 非線性電阻元件的實(shí)驗(yàn)線路 （ 3） 根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，在下面坐標(biāo)平面上繪制出 RL= 100?電阻的伏安特性曲線。 （ 2） 線性電阻元件 線性電阻元件的伏安特性滿足歐姆定律。把電阻元件上的電壓取為縱（或橫）坐標(biāo)，電流取為橫（或縱）坐標(biāo)，根據(jù)測量所得數(shù)據(jù)，畫出電壓和電流的關(guān)系曲線，稱為該電阻元件的伏安特性曲線。然后斷開電源，穩(wěn)壓電源輸出電壓旋鈕置于零位。 2． 學(xué)會(huì)測量電路中的電位和電壓，并確定其正負(fù)號(hào)。 測量電路中的電位時(shí)，首先在電路中選定一參考點(diǎn)，將電壓表跨接在被測點(diǎn)與參考點(diǎn)之間，電壓表的讀數(shù)就是該點(diǎn)的電位值。 圖 21 表 21 參考點(diǎn) 電流 電位 電壓 I φA φ B φ C φ D φ E UAB UBC UCD UDE UEA D點(diǎn)為參考點(diǎn) E點(diǎn)為參考點(diǎn) E點(diǎn)為參考點(diǎn)，且 φ F=φ D，D 與 F 相連 5． 測定等電位點(diǎn)。 3． 用示波器測量脈沖信號(hào)的脈寬、周期，測量正弦信號(hào)的幅值、頻率和兩個(gè)同頻率 正弦信號(hào)的相位關(guān)系。 一般雙蹤示波器的最高靈敏度為 5（ 10） mV/div，外界電磁波的雜散干擾容易進(jìn)入示波器，所以必須正確選用屏蔽線和接地點(diǎn)。 用 1： 1 探極將示波器的校準(zhǔn)信號(hào)接至 Y1或 Y2輸入端，將 Y 軸輸入耦合開關(guān)分別置于“ DC”、“┻”、“ AC”檔，觀察校準(zhǔn)信號(hào)的波形（注意觀察過程中不要移動(dòng)基線位置，同時(shí)靈敏度和掃描微調(diào)應(yīng)置于校準(zhǔn)位置 —— 即順時(shí)針旋到底），注意 3 種耦合方式的區(qū)別，并將觀察到的波形及有關(guān)參數(shù)記錄表中。 t U 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) — 04 整流濾波電路 十八． 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1． 熟悉單相整流、濾波電路的連接方法 2． 學(xué)習(xí)單相整流、濾波電路的測試方法 3． 加深理解整流、濾波電路的作用和特性 十九． 實(shí)驗(yàn)原理與說明 1． 整流電路 有半波、全波和橋式整流三種電路，分別如圖 41(a)、圖 41(b)和圖 41(c)所示。 圖 43(a) 圖 43(b) 圖 43(c) 圖 43(d) 圖 43(e) 圖 43(f) 二十二． 分析和討論 1． 分析表 41 中 ，估算值與測量值產(chǎn)生誤差的原因。 圖 52 三．實(shí)驗(yàn)設(shè)備 名稱 數(shù)量 型號(hào) 1． 交流電源 1臺(tái) AC 18V/12V/6V/0V 2． 通用示波器 1臺(tái) 3． 交流毫伏表 1只 4． 萬用表 1只 500 型 /MF47 型 5． 直流電流表 1只 6． 穩(wěn)壓塊 1只 7805*1 7． 二極管