【正文】 30V 2．萬用表 1 臺 3．信號發(fā)生器 1 臺 4．示波器 1 臺 5．電阻 3 只 51Ω *1 1kΩ *1 10kΩ *1 6．電容 3 只 22nF*1 10μ F*1 470μ F*1 7．單刀單向開關(guān) 1 只 8. 秒表 1 只 8．短接橋和連接導(dǎo)線 若干 9．實驗用 9孔插件方板 1 塊 297mm 300mm 四、 實驗 步驟 1． 測定 RC 電路充電和放電過程中電容電壓的變化規(guī)律 （ 1） 實驗線路如圖 66 所示，電阻 R 取 10kΩ，電容 C 取 470μ F，直流穩(wěn)壓電源 Us 輸出電壓取 10V，萬用表置直流電壓 10V檔，將萬用表并接在電容 C 的兩端，首先用導(dǎo)線將電容C 短接放電，以保證電容的初始電壓為零，然后，將開關(guān) S 打向位置“ 1”，電容器開始充電，同時立即用秒表計時，讀取不同時刻的電容電壓 cu ，直至?xí)r間 t = 5τ時結(jié)束，將 t 和 cu (t)記入表 61 中。 2 R i(mA) uc(V) S + 1 + Us Us C Uc(t) Us/R uc～ t ? ? Us i～ t 0 τ t(s) 圖 61 一階 RC 電路 圖 62 RC 充電時電壓和電流的變化曲線 2． RC 電路的放電過程 在圖 61 電路中，若電容 C 已充有電壓 Us，將開關(guān) S 向“ 1”閉合，電容器立即對電阻R 進(jìn) 行放電，放電開始時的電流為 RUS ，放電電流的實際方向與充電時相反，放電時的電流 i與電容電壓 uc 隨時間均按指數(shù)規(guī)律衰減為零，電流和電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： ? ? RCteUtu sc ?? 式（ 62） RCts ei RU ???? 式中， Us 為電容器的初始電壓。 五．分析與討論 1. 列表整理所測的實驗數(shù)據(jù)，繪出所觀測到的各部分波形。 線性集成穩(wěn)壓電路組成的穩(wěn)壓電源如圖 52 所示，圖中各電容的作用分別為： C1：濾波電容，電容量和負(fù)載電流 IO之間經(jīng)驗公式為 C1=（ 1500～ 2020）μ F IO（ A） C2：抑制穩(wěn)壓器自激振蕩 C3：抑制高頻噪聲。 （ 2） 保持濾波電容不變，改變負(fù)載電阻，觀察輸出電壓數(shù)值和波形變化情況，記錄于表 42與圖 43(e)、 (f)中。 十七． 分析和討論 根據(jù)實驗內(nèi)容 1 描繪的波形和旋鈕檔位，計算信號的 Upp、 Um、 U、 T 及 f,并將 f 值與信號源的頻率值對照，將算得的 U值與交流毫伏表測得的值對照，兩者是否一致？若相差甚大，試說明原因。 十四． 實驗設(shè)備 名稱 數(shù)量 型號 1． 雙蹤示波器 1 臺 2． 低頻信號發(fā)生器 1 臺 3． 交流毫伏表 1 只 4． 二極管 1 只 4007 5． 電阻 1 只 1KΩ 6． 短接橋和連接導(dǎo)線 若干 P81 和 50148 7． 實驗用 9 孔插件方板 1 塊 297mm 300mm 十五． 實驗步驟 1． 示波器的校準(zhǔn) 將有關(guān)旋鈕置于適當(dāng)位置，接通電源，適當(dāng)調(diào)節(jié)亮度、聚焦、位移等旋鈕，使掃描線清晰居中。 當(dāng)要同時觀察兩個信號波形時，將 Y 軸工作方式開關(guān)置“交替”或“斷續(xù)”位置，置“交替”位置時，信號頻率應(yīng)為幾百赫茲以上；若需觀察幾十赫茲以下信號時，應(yīng)置“斷續(xù)”位置。 2． 熟 悉示波器面板上的各旋鈕作用及正確使用方法。 4． 選擇 E 點(diǎn)為參考點(diǎn)，即電位φ E=0，重復(fù)上述測量，數(shù)據(jù)記入表 21。若電壓表正向偏轉(zhuǎn)（實際極性與參考極性相同），則該電壓記作正值；若電壓表反向偏轉(zhuǎn)，立即將電 壓表的兩表筆相互交換接觸位置，再讀取讀數(shù)（實際極性與參考極性相反），則該電壓記作負(fù)值。 I(mA) 0 U(V) 五． 分析和討論 1． 比較 100?電阻與白熾燈的伏安特性曲線，得出什么結(jié)論？ 2． 根據(jù)不同的伏安特性曲線的性質(zhì)分別稱它們?yōu)槭裁措娮瑁? 3． 從伏安特性曲線看歐姆定律，它對哪些元件成立？哪些元件不成立？ 大學(xué)物理實驗 — 02 基本電路的測量 六． 實驗?zāi)康? 1． 通過實驗，進(jìn)一步理解電路中的電位和電壓的概念。 （ 2） 調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出電壓旋鈕，使電壓 Us 分別為 0V、 1V、 2V、 3V、 4V、 5V、 6V、 7V、8V、 9V、 10V，并測量對應(yīng)的電流值和負(fù)載 R L兩端電壓 U，數(shù)據(jù)記入表 11。通過測量得到元件伏安特性的方法稱為伏安測量法（簡稱伏安法）。在關(guān)聯(lián)參考方向下，可表示為： U=IR，其中 R為常量，稱為電阻的阻值，它不隨其電壓或電流改變而改變，其伏安特性曲線是一條過坐 標(biāo)原點(diǎn)的直線，具有雙向性。先取點(diǎn)，再用光滑曲線連接各點(diǎn)。 七． 實驗原理與說明 1． 在電路中任意選定一參考點(diǎn)，令參考點(diǎn)的電位為零，某一點(diǎn)的電位，就是這一點(diǎn) 與參考點(diǎn)間的電壓。 在電路中電位相等的點(diǎn)，叫等電位點(diǎn)。再用導(dǎo)線連接 D 與 F 兩點(diǎn)，分別測量表 21 中所列各點(diǎn)電位和各段電壓值，并記入該表中。 十三． 實驗原理與說明 陽極射線示波器簡稱示波器。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。 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。如圖 42 所示。 2. 學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源的安裝、調(diào)整和測試方法。 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。 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。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。 （ 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)。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。 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。 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。 （ 1） 當(dāng)電路中的電阻過大了： R2CL時，稱為過阻尼狀態(tài)。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。 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。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。 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。 Ig 越小，表頭的靈敏度就越高。 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。電路如圖 94 和圖 95 所示。 （ 2） 校正擴(kuò)大量程表上有標(biāo)度值的點(diǎn)，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。 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。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)。 3．取 RX=1K?，重復(fù)上述 1 中步驟，測量 RS值，記錄表 10