【正文】 。 三十九． 實驗設備 名稱 數(shù)量 型號 1． 直流穩(wěn)壓電源 1 臺 2． 集成運放 1 塊 TL082 3． 集成塊座 1 只 雙運放座 4． 電容 2 只 22nF*1， F*1 5． 電位器 2 只 220?*1， 1K?*1 6． 電阻 6 只 100?*2， 1K?*1， 2K?*1， 10K?*2 7． 線圈 1 只 1000 圈 8． 短接橋和連接導線 若干 P81 和 50148 9． 實驗用 9 孔插件方板 1 塊 297mm 300mm 四十． 實驗步驟 1． 按圖 111 連接電路，調(diào)節(jié) R R8，用雙蹤示波器從 CH CH2 處接入，觀察電路混沌效應。*? ，其中 Rs 為電橋第一次平衡時比較臂的值； R’S為 Rx 與 Rs 互易后，電橋第二次平衡比較臂的值。 Rs R’s sRRsRx 39。 2．取 RX=200?，重復上述 1 中步驟，測量 RS值，記錄表 101 中。 （ 2） 改變 RS值調(diào)節(jié)電橋平衡，記錄 RS值。測量時用萬用表估計被測電阻的大小。 RS為電阻箱， RX為待測電阻， R1 和 R2 為一滑線變阻器。 三十五． 實驗設備 名稱 數(shù)量 型號 1． 直流穩(wěn)壓電源 1 臺 0~30V可調(diào) 2． 檢流計 1 只 3． 萬用表 1 只 4． 電阻箱 1 臺 5． 電阻 3 只 200?*1 1K?*1 1M?*1 6． 滑線變阻器 1 臺 7． 開關(guān) 1 只 8． 短接橋和連接導線 若干 P81 和 50148 9． 實驗用 9 孔插件方板 1 塊 297mm 300mm 三十六． 實驗步驟 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。為了消除上述原因造成的誤差，可在保持 R1/R2比值不變的條件下，將 RS和 RX交換位置，調(diào)節(jié) RS為 RS’，使電橋重新平衡，則 sRRsRx 39。所以用直流電橋測量電阻 RX，其實質(zhì)就是在電橋平衡條件下，把待測電阻 RX按已知比率關(guān)系 R1/R2直接與標準電阻進行比較，故電橋法可稱“平衡比較法”。適當選擇 R R2 的值，調(diào)節(jié)標準電阻 RS，使 B、 D 兩點的電位相等，使檢流計指零，此時稱電橋達到平衡。 大學物理實驗 — 10 電橋法測定電阻 三十三． 實驗目的 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． 學習用交換法消除自搭電橋的系統(tǒng)誤差 三十四． 實驗原理與說明 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。 標度值 UX 20 40 60 80 100 US1 US2 US Δ U= UxUs 表 92 三十二． 分析和討論 1． 試設計測量內(nèi)阻的幾種方法。 （ 2） 校正擴大量程表上有標度值的點，應使電壓增加和減少各校正一次，并將測得數(shù)據(jù)記錄 92 表中。將標準表的兩次讀數(shù)的平均值做為 IS，計算各校正點的△ I 值。 2． 將表頭改裝成量程為 10mA 的電流表 （ 1） 計算分流電阻 RA，用電阻箱作 RA，按圖 94 接線， RA= 。此時 R0 替代了表頭內(nèi)阻 Rg， R0 為電阻箱，可直接讀得表頭內(nèi)阻。記錄此時萬用表顯示值 U= 。校正點應選在電表滿偏轉(zhuǎn)范圍內(nèi)各個標度值的位置上，確定各校正點的△ I=IxIs(△ U=UxUs)值。 校正電表的方法可使用比較法。 圖92 圖 93 4． 改裝表的校正 電表在擴大量程或改裝后需要進行校正。串聯(lián)不同大小的 RV可以得到不同量程的電壓表。 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。 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。 圖 91 2． 將表頭改裝（擴大量程）為電流表 將表頭改裝成電流表的方法是， 在表頭兩端并聯(lián)一低電阻 RA，如圖 92 所示。 Ig 可在表頭的面板刻度上獲得，而 Rg 需實測。表頭內(nèi)線圈的電阻 Rg 稱為表頭的內(nèi)阻。 大學物理實驗 — 09 電表的改裝 二十八． 實驗目的 1． 掌握將表頭（擴大量程）改裝成電流表 、電壓表的原理和方法 2． 學會用替代法測定表頭的內(nèi)阻 二十九． 實驗原理與說明 1． 表頭參數(shù)和內(nèi)阻的測定 用于改裝的電流計（俗稱表頭）其指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度時所需要的電流 Ig 稱為該表頭的靈敏度。 圖 82 圖 83 項目 電阻電路 電容電路 被測量 U I R U I 結(jié)論 單位 數(shù)值 表 82 直流電路中的 R、 C 元件 二十七． 分析和討論 1． 比較電阻和電容在不同電路中的伏安特性。 3． 直流電路中的 R、 C 元件 按圖 83 接線，加上直流電源，研究直流穩(wěn)態(tài)電路中 R、 C 元件的特點。 （ 2）取 R 的值為 200?，進行上述步驟的測量，記錄相應讀數(shù)于表 81 中。電容是貯能元件，它們在直流電路中的特性與在交流電路中完全不同；電容元件在直流穩(wěn)態(tài)下相當于開路，這些都可以通過實驗來比較和觀察。使用時，電流表串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在被測電路兩端，交流電壓表、電流表沒有極性之分，但應該注意量限的合理選擇。 圖 81 通過測量 Ic 和 U，可以作出電容元件的伏安特性，并間接求取電容 C 的大小 。 （ 2） 電容器在低頻下可以看作純電容。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。實際的電阻器和電容器并非理想元件，但在一定的頻率范圍內(nèi)，忽略某些次要因 素，可以看作理想元件。 表 72 ω 0 = LC1 L=10mH C = F f0 = R1=10Ω R2=51Ω R3=200Ω LR2?? ω = 220 ??W 電路狀態(tài) 波形 五． 分析和討 論 1． R、 L、 C 串聯(lián)電路的暫態(tài)過程為什么會出現(xiàn)三種不同的工作狀態(tài)？試從能量轉(zhuǎn)換角度對其做出解釋。 圖 74 二階電路實驗接線圖 并進行數(shù)據(jù)計算， 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。= 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。 （ 3） 當電路中的電阻適中： R=2CL時，稱為臨界狀態(tài)。其電壓，電流波形如圖 73（ a）所示。在 R≠ 0 時， R、 L、 C 串聯(lián)電路的固有振蕩角頻率 ω39。響應中的電壓，電流具有衰減振蕩的特點，此時衰減系數(shù) LR2?? 。電流由最大減小到零，沒有反方向的電流和電壓，是因為經(jīng)過電阻，能量全部給電阻吸收了。 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 72 過阻尼狀態(tài) R、 L、 C 串聯(lián)電路電壓、電流波形及其狀態(tài)軌跡 從圖 72（ a）中可以看出，電流振蕩不起來。響 應中的電壓，電流呈現(xiàn)出非周期性變化的特點。 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，會產(chǎn)生三種不同的響應，即過尼狀態(tài)，欠阻尼（衰減振蕩）和臨界阻尼三種情況。 上式（ 2）中，由于電容兩端電壓 不能突變，所以電容上電壓 uc 在開關(guān)接通前后瞬間都是相等的，都等于信號電壓 us 。各項都是電容上電流 ic 的函數(shù)。如圖 71 所示的 R、 L、 C 串聯(lián)電路 就是典型的二階電路。利用響應波形， 計算二階電路暫態(tài)過程的有關(guān)參數(shù)。 3． 將方波信號轉(zhuǎn)換為尖脈沖信號，可通過什么電路來實現(xiàn)？對電路參數(shù)有什么要求？ 4． 將方波信號轉(zhuǎn)換為三角波信號，可通過什么電路來實現(xiàn)？對電路參數(shù)有什么要求？ 大學物理實驗 — 07 二階電路的響應研究 一． 實驗目的 1． 研究 R、 L、 C 串聯(lián)電路的電路參數(shù)與其暫態(tài)過程的關(guān)系。 六、 分析和討論 1． 根據(jù)實驗結(jié)果，分析 RC 電路中充放電 時間的長短與電路中 RC 元件參數(shù)的關(guān)系。 4． 電解電容器由正負極性，使用時切勿接錯。 2． 當使用萬用表測量變化中的電容電壓時，不要換檔，以保證電路的電阻值不變。再將圖 68 中u(V) 0 t(s) uc(V) 0 t(s) R和 C的位置互換，取 C=10μ F， R=51Ω（τ = RC = ），電源方波電壓 u 同上（ T=1/1000=1 ms τ），在電阻兩端的電壓 UR即為微分輸出電壓，將 u 輸入示波器的 YB通道， UR輸入示波器的 YA 通道，觀察并描繪 u 和 UR的波形圖。改變電阻阻值，使 R=1 kΩ，觀察電壓 cu 波形的變化，分析其原因。 4． 觀測 RC 電路充放電時電流 i 和電容電壓 uc的變化波形 實驗線路如圖 64，阻值為 10 kΩ， C 取 10μ F，電源信號為頻率 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）。 （ 2） 實驗線路見圖 67， R 取 10kΩ，電容 C 取 10μ F，實驗方法同步驟 2。 I(mA) I(mA) 0 t(s) 0 t(s) （ R=1 kΩ） （ R=10kΩ） 3． 時間常數(shù)的測定 （ 1） 實驗線路見圖 66， R 取 10kΩ，測量 cu 從零上升到 %Us 所需的時間，亦