大學物理基礎實驗Ⅰ授課老師:伍老師1大學物理基礎實驗Ⅰ授課老師:伍老師1請安靜實驗項目5、實驗23——霍爾效應4、實驗17——空氣中聲速的測定1、實驗13——揚氏模量的測定（伸長法）2、實驗15——冰的溶解熱的測定3、實驗16——空氣比熱容比的測定6、實驗1——基本測量7、實驗2——電子元件伏安法特性的測定8、實驗3——示波器的使用9、實驗10——萬用表的使用2請安靜實驗項目5、實驗23——霍爾效應4、實驗17——空氣中實驗16——空氣比熱容比的測定【實驗目的】1、學習用絕熱膨脹法測定空氣的比熱容比；2觀察和分析熱力學過程中狀態(tài)的變化；3、了解氣體壓力傳感器和電流型集成溫度傳感器的原理并掌握其使用方法。3實驗16——空氣比熱容比的測定【實驗目的】3【實驗儀器】空氣比熱容比測定儀（一套）（1）密封貯氣瓶；（2）溫度、氣壓傳感器；（3）溫度、氣壓測定儀【實驗原理】1、比熱容比2、實驗操作過程：4【實驗儀器】【實驗原理】1、比熱容比2、實驗操作過程：4（1）充氣：C1開C2閉，用氣球把大氣打入瓶內(nèi)，氣體從狀態(tài)I0（P0、T0、V0）I′（P′、T′、V1）；（2）關閉C1，讓氣體從狀態(tài)

I′（P′、T′、V1）I（P1、T0、V1）；

P1——瓶內(nèi)氣體壓強，由數(shù)字壓強計讀出其值。T0——周圍大氣溫度，由數(shù)字溫度計讀出其值。V1——下一過程選定留在瓶內(nèi)的那一部分氣體（熱力學系統(tǒng)）在狀態(tài)I時所占瓶內(nèi)的一部分體積（非瓶的體積）。

絕熱壓縮過程等容放熱過程5（1）充氣：C1開C2閉，用氣球把大氣打入瓶內(nèi)，氣體從狀態(tài)絕

（3）打開C2，使瓶內(nèi)氣體與大氣相通，迅速從瓶內(nèi)沖出；在放氣聲音消失瞬間，立刻關閉C2，這時留在瓶內(nèi)的氣體達到狀態(tài)Ⅱ（P0、T2、V2），氣體從狀態(tài)

I（P1、T0、V1）Ⅱ（P0、T2、V2）于是有V2=V（瓶體積）

①

或

②（4）關閉C2后，讓氣體從狀態(tài)Ⅱ（P0、T2、V2）Ⅲ（P2、T0、V2）絕熱膨脹過程等容吸熱過程6（3）打開C2，使瓶內(nèi)氣體與大氣相通，迅速從瓶內(nèi)沖出；在（I、Ⅲ狀態(tài)）③或（Ⅱ、Ⅲ狀態(tài)）④（5）有①、③或②、④式，可得取對數(shù)整理得：實驗中，利用壓強測試儀測出各壓強值后，代入上式便可算出空氣的比熱容比。其中P0是當?shù)氐拇髿鈮褐?，?.01485E+5（Pa）

實驗注意：在放氣時，當聽到放氣聲音結束應立刻關閉活塞C2，提前或推遲關閉活塞C2都影響實驗結果。7（I、Ⅲ狀態(tài)）③或（Ⅱ實驗15——冰的熔解熱測定【實驗目的】1、掌握熱學實驗中的基本測量方法——混合量熱法；2、學會通過參量調整選擇進行散熱修正的方法；3、掌握物理天平和電子秒表的使用。8實驗15——冰的熔解熱測定【實驗目的】8【實驗儀器】【實驗原理】量熱器、物理天平、溫度計、秒表。1、混合量熱法

實驗內(nèi)容是應用混合量熱法測定冰的熔解熱?；旌狭繜崴罁?jù)的原理是，在絕熱系統(tǒng)中，某部分所放出的熱量等于另一部分所吸收的熱量：實驗中近似的絕熱系統(tǒng)：由冰M、水m、量熱器的內(nèi)筒m1、攪拌器m2、溫度計m3組成。（熱平衡原理）結構上是如何減小與外界熱交換的？9【實驗儀器】量熱器、物理天平、溫度計、秒表。1、混合量熱法根據(jù)混合量熱法所依據(jù)的原理，可以列出下面的式子：C0=4.18×103J/kg·oC(水的比熱容)C1=C2=C3=C銅=0.378×103J/kg·oC。(C1、C2、C3分別是內(nèi)筒、攪拌器、溫度計的比熱容)T1——放入冰前一刻水的溫度。T2——放入冰后系統(tǒng)溫度下降到最低的溫度。實驗中用物理天平稱出質量M、m、m1、m2、m3，用溫度計量出T1和T2，便可以由上式計算出冰的熔解熱L。10根據(jù)混合量熱法所依據(jù)的原理，可以列出下面的式子：C2、系統(tǒng)散熱的粗略修正（1）修正依據(jù)——牛頓冷卻定律設實驗中，量熱器內(nèi)的水溫隨時間的變化曲線大致如下圖所示。T1t1T0t0T2t2SASBABCDETt

當系統(tǒng)與外界溫度差不超過10～15oC時，系統(tǒng)溫度的變化率與溫度差成正比，即112、系統(tǒng)散熱的粗略修正T1t1T0t0T2t2SASBAB因為所以牛頓冷卻定律也可以寫為：

根據(jù)牛頓冷卻定律，實驗過程中，系統(tǒng)溫度T從T1下降到T2這段時間（t1至t2）內(nèi)系統(tǒng)散熱為：為散熱系數(shù)。前一項（T-T0）>0,系統(tǒng)散熱；后一項（T-T0）<0，系統(tǒng)吸熱。只要使SA≈SB，系統(tǒng)對外界的吸熱和散熱就可以相互抵消。12因為所以牛頓冷卻定律也可以寫為：根（2）如何進行散熱修正？下表是某同學實驗根據(jù)測量數(shù)據(jù)描出的T～t圖線冰熔解熱的實驗測定T~t圖線15.0016.0017.0018.0019.0020.0021.0022.0023.0024.0025.0026.0027.0028.0029.0030.0031.000123456789101112時間t（min）系統(tǒng)溫度T（oC）S1S2T0=22.50oC

★S1<S2即Q吸<Q散做第二次測量應如何調整？13（2）如何進行散熱修正？下表是某同學實驗根據(jù)測量數(shù)據(jù)描出的T具體調整三個參量：●水的質量m。水量一般取內(nèi)筒體積的2/3；●放入冰前一刻，水的初始溫度T1。要求T1比室溫高10～15oC?！癖馁|量M。是放一塊、兩塊還是三塊冰，要根據(jù)情況來選定。以上三個量的改變都會影響末溫T2。只有經(jīng)過多次反復調整這三個量的實驗，才能使SA≈SB。從T~t圖線可看到，在放入冰后開始的BC這一段，溫度下降的很急劇，所以在實驗中為了在這一段多測些數(shù)據(jù)，應該在放入冰后10s（甚至是5s）記錄一個數(shù)據(jù)。14具體調整三個參量：14【實驗內(nèi)容和步驟】具體看指導書。要注意的事項是：1、放冰塊是輕而快地放入，不是投，以免把水濺出來！2、實驗中要不斷地輕輕攪拌，測量溫度要準。3、要做到冰塊表面不能有水。為什么？冰表面有水回對測量結果有什么影響？15【實驗內(nèi)容和步驟】具體看指導書。為什么？冰表面有水回對測量結【數(shù)據(jù)記錄與處理】

1．

使用儀器的規(guī)格，技術指標天平：稱量

級別

分度值

允差

；砝碼：級別

允差

；數(shù)字溫度計：測溫范圍：

分度值

允差

；2．

理論常量水的比熱容：C0=4.18×103J/（kg.oC）銅的比熱容：C1=C2=C3=0.378×103J/（kg.oC）16【數(shù)據(jù)記錄與處理】1．

使用儀器的規(guī)格，技術指標16

3．測量數(shù)據(jù)記錄m1（內(nèi)筒）m2（攪拌器）m3（溫度計）m1+m（內(nèi)筒+水）m1+m+M（內(nèi)筒+水+冰）表1用物理天平稱衡個質量（單位：×10-3kg）173．測量數(shù)據(jù)記錄m1m2m3m1+mm1+m+M表1放冰前（每隔0.5min測溫一次）

n（序）

T（oC）

放冰后到最低溫度T2（每隔10s測溫一次）放冰時刻：

。n（序）T（oC）達最低溫度后（每隔0.5min測溫一次）

n（序）T（oC）表2放冰前后水溫T隨時間t變化的數(shù)據(jù)室溫：18放冰前（每隔0.5min測溫一次）n（序）T（oC）放

4．根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出T～t圖線（要用坐標紙作圖線），也可以用Excel作出圖線后打印出來；5．計算測量結果及作出不確定度評價；（1）T1=

，T2=

；=[代入數(shù)據(jù)]=

（

）（2）測量值與公認標準值比較，求相對誤差=[代入數(shù)據(jù)]=

（

）194．根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出T～t圖線（要用坐標紙作圖線），也實驗13——揚氏模量的測量（伸長法）

【實驗目的】1、了解楊氏模量的物理意義以及靜態(tài)拉伸測量法；2、掌握用光杠桿測量微小長度的原理；3、學會用逐差法和作圖法處理實驗數(shù)據(jù)；4、學會從諸多直接測量中分析實驗結果的主要誤差來源。20實驗13——揚氏模量的測量（伸長法）【實驗目的】20【實驗儀器】【實驗原理】

揚氏模量測量儀一套（包括光杠桿、砝碼、鏡尺組）、米尺、螺旋測微計等。1、虎克定律

比例系數(shù)E稱為揚氏模量，它僅與材料的性質有關。

在彈性限度內(nèi)，彈性體的正應力（F/S）和應變（ΔL/L）成正比。實驗用一根長為L，橫截面積為S的鋼絲，在外力F(砝碼重力)的作用下伸長了ΔL，則有①21【實驗儀器】揚氏模量測量儀一套（包括光杠桿、砝碼、鏡

設鋼絲的直徑為d，則，代入上式整理得：F=Mg——給出；L——用米尺測量；D——用螺旋測微計測量；ΔL——要借助光杠桿裝置放大后測量。2、光杠桿測量長度微小變化原理光杠桿屬于光放大技術。光路原理圖②22設鋼絲的直徑為d，則，代入上式整ααααΔLRDrro直尺望遠鏡r砝碼反射鏡測量鋼絲23ααααΔLRDrro直尺望遠鏡r砝碼反射鏡測量鋼絲23上兩式合并整理得：光杠桿的放大倍數(shù)為3、揚氏模量實驗測量公式把③式代入②式，最后可得：式中F=mg，m為砝碼得的質量。實驗中，分別用米尺測量D、R和L、用螺旋測微計測量d、用光杠桿測量（ri-r0），便可用上式計算出揚氏模量E。③24上兩式合并整理得：③24●鋼絲假伸長帶來的誤差●鋼絲伸長滯后效應帶來的誤差●揚氏模量儀以及光杠桿放大系統(tǒng)調整不當引起的誤差●鋼絲銹蝕或金屬疲勞引起的誤差●砝碼不準引起的誤差●其他測量量的誤差估計4、系統(tǒng)誤差分析與消減方法25●鋼絲假伸長帶來的誤差4、系統(tǒng)誤差分析與消減方法251、揚氏模量測量儀與光杠桿光路調整2、測量（1）ri測量：逐次增加1kg砝碼到7kg，讀出相應的8個數(shù)據(jù)r0、r1、…、r7，然后又逐次減小1kg，相應又讀出r`0、r`1、…、r`7，再求出相應的平均值再用逐差法處理數(shù)據(jù)求出【實驗內(nèi)容與步驟】261、揚氏模量測量儀與光杠桿光路調整【實驗內(nèi)容與步驟】26（2）L、R、D測量：用米尺各測量一次，其中D用鋼直尺測量。（3）d測量：用千分尺在鋼絲上、中、下三個測試點的前后、左右方向各測量一次，共測量6次取平均1、按逐差法處理數(shù)據(jù)要求，設計數(shù)據(jù)記錄表格；2、用逐差法處理數(shù)據(jù)，計算計算結果；3、用作圖法處理數(shù)據(jù)，由圖線求出揚氏模量E。【數(shù)據(jù)處理】27（2）L、R、D測量：用米尺各測量一次，其中D用鋼直尺測量（1）數(shù)據(jù)記錄L=

（cm），

（cm）R=

（cm），

cm）D=

（cm），

（cm）序號123456平均

d（cm）測鋼絲直徑d，28（1）數(shù)據(jù)記錄序號123456平均d（cm）測鋼絲直徑d砝碼（mg）（逐次加1kg）ri（cm）（逐次減1kg）ri`（cm）平均值隔4逐差δr=ri+4—rimm+1.00kgm+2.00kgm+3.00kgm+4.00kgm+5.00kgm+6.00kgm+7.00kg加減砝碼后標尺的讀數(shù)記錄δr=ri+4—ri是對應加4公斤砝碼，鋼絲的伸長量。29砝碼（mg）（逐次加1kg）（逐次減1kg）平均值隔4逐差m（2）用逐差法計算揚氏模量E

（cm）=

（cm）

（cm）取標尺的最小分度一半作為Δ標尺（=0.05cm）。30（2）用逐差法計算揚氏模量E（cm）=

（N/m2）=[代入數(shù)據(jù)]=

（N/m2）砝碼質量1kg，視為準確值。測量結果：E±uE=

（N/m2）（P=68%）

。31（N/m2）=[代入數(shù)據(jù)]=實驗17——空氣中聲速的測量實驗17——空氣中聲速的測量【實驗目的】1、學習駐波共振法和行波相位比較法測量聲速原理和方法；2、了解壓電換能器的功能和工作原理。【實驗儀器】聲速測量儀信號發(fā)生器示波器等。32實驗17——空氣中聲速的測量實驗17——空氣中聲速的測量【實3333二、實驗原理1、壓電換能器功能原理1、超聲波產(chǎn)生和接收●發(fā)射和接收超聲波的器件：壓電陶瓷?！駢弘娞沾删哂姓龎弘娦湍鎵弘娦！裨诎l(fā)射壓電陶瓷上加交變電壓，則產(chǎn)生縱向機械振動，產(chǎn)生超聲波（逆壓電效應）.●接收壓電陶瓷接收到超聲波后，產(chǎn)生電信號。（正壓電效應）?！駢弘娞沾捎幸粋€諧振頻率f0（約40KHz）當輸入電信號的頻率等于諧振頻率f0時，壓電陶瓷產(chǎn)生振動或信號最大?！癯暡▎紊院?，方向性強，波長較短，故用超聲波作聲源，聲速測量精確度較高?！緦嶒炘怼?4二、實驗原理1、超聲波產(chǎn)生和接收【實驗原理】342、聲速、頻率、波長的關系式3、振幅極大值法、駐波法測聲速2、聲速、頻率、波長的關系式：實驗中，只要能測出頻率和波長，便可利用上式算出聲速。3、超聲波波長的測量方法——駐波振幅極值法和相位比較法（1）駐波振幅極值法（按下頁圖連線）●使f=f0，S2接收的聲壓信號最強；●使S1∥

S2，超聲波來回反射，相遇疊加干涉；●當ln

=n·（λ/2），形成駐波。(n=1、2、…）352、聲速、頻率、波長的關系式2、聲速、頻率、波長的關系式：實36363737實驗時，移動接收頭S2，當示波器顯示的波形幅度達到極大就把接收頭的位置讀數(shù)記下來，然后沿同一方向繼續(xù)移動接收頭，記下波形幅度又達到極大時接收頭的位置讀數(shù)，前后兩個讀數(shù)相減就是半個波長λ/2。38實驗時，移動接收頭S2，當示波器顯示的波形幅度達到極大就把接（2）相位比較法測量聲速（按下頁圖連線）波是振動狀態(tài)的傳播，也就是相位的傳播?！裣辔槐容^法就是通過比較入射波在聲源S1處和接收器S2處的相位來測定聲速?！裼蒘1發(fā)出的入射波y=Acos[ωt-（2πl(wèi)/λ）]，通過空氣媒質傳播到S2處時，振動相位落后了●當l=nλ（n=0、1、2、…）時，φ=2nπ，S1與S2處聲振動同相，相鄰兩同相點之間的距離是一個λ。表明可以通過比較同相位點（例如觀察李薩如圖）的辦法來測定波長。

39（2）相位比較法測量聲速（按下頁圖連線）●當l=實驗上把示波器改為x—y接法（下圖），在示波器里，兩個同頻率、振動方向互相垂直的振動，合成后的軌跡是一個橢圓。橢圓的形狀由兩個振動的相位差有關。l示波器發(fā)射頭接收頭函數(shù)發(fā)生器39.98kHzyx40實驗上把示波器改為x—y接法（下圖），在示波器里，兩個同頻率4141當Φ=0時，

Φ=π/2時，Φ=π時，42當Φ=0時，42所以實驗中，通過移動接收頭從示波器觀察利薩如圖形的變化情況來判斷相位φ的改變（相位差圖）。如下圖示：經(jīng)過一系列的橢圓圖形的改變，回到相位φ改變一個2π，接收頭移動了一個波長43所以實驗中，通過移動接收頭從示波器觀察利薩如圖形的變化情況來4.空氣中聲速理論計算

●聲波在理想氣體中的傳播過程，可以認為是絕熱過程.●若同時考慮大氣壓和空氣中水蒸氣的影響，聲速可用下式計算：V0=331.45m/s（00C時的聲速）；。P為大氣壓；PW為空氣中水蒸汽的分壓強，它等于室溫t下水蒸汽的飽和蒸汽壓e乘以相對濕度H，即PW=e·H。444.空氣中聲速理論計算441、分別用駐波共振法和相位法測量聲波的波長，從而測出聲速；2、要求測量12個數(shù)據(jù)，然后用逐差法處理數(shù)據(jù)，計算測量結果。3、用測量值與理論計算值比較，算出相對誤差。（理論計算值是考慮大氣壓和空氣中水蒸氣影響的情況的值）【實驗內(nèi)容】451、分別用駐波共振法和相位法測量聲波的波長，從而測出聲速；【數(shù)據(jù)處理示例：●數(shù)字頻率計100KHz檔最小分度0.001KHz，●超聲波聲速測量儀：測量鼓輪最小分度0.02mm溫度：干溫度14.50C，濕溫度11.90C。大氣壓756mmHg。壓電換能器諧振頻率f=34.283KHz?！裼民v波法測量聲速的測量數(shù)據(jù)記于下頁表格中，計算測量結果。【數(shù)據(jù)處理】46數(shù)據(jù)處理示例：【數(shù)據(jù)處理】46序號12345678910licm7.9928.5008.9989.5089.97210.47610.97011.46611.95212.452序號11121314151617181920li

cm12.94813.44213.95214.45614.92615.44815.94216.41216.92817.392δli4.9564.9424.9544.9484.9544.9724.9724.9464.9764.940注：li為極大值時接收器位置；δl=li+10-li返回47序號12345678910licm7.9928.5008.1、聲速的測量結果（用逐差法計算）：其它各δli同理計算，記于表中，由此求出平均值481、聲速的測量結果（用逐差法計算）：其它各δli同理計算，記所以2、聲速測量的不確定度計算其中波長的不確定度49所以其中波長的不確定度495050所以聲速測量結果報道為：

v=（339.8±1.3）m/s（P≈68%）Ev=0.4%51所以聲速測量結果報道為：Ev=0.4%513、聲速測量值與理論值比較干泡溫度t=14.5oC和濕泡溫度t`=11.9oC查表得相對濕度為74%又根據(jù)濕度查表得14.5時得飽和蒸汽壓為PH=12.382mmHg所以水蒸氣分壓PW=12.382×74%=9.2mmHg聲速測量值與理論值比較的相對百分比為：523、聲速測量值與理論值比較聲速測量值與理論值比較的相對百分比實驗23——霍爾效應【實驗目的】1、了解產(chǎn)生霍爾效應的機理；2、研究霍爾元件的特性，了解應用霍爾效應測量磁場的方法。53實驗23——霍爾效應【實驗目的】53【實驗儀器】HL—6型霍爾效應實驗儀一套包括：測量裝置板；電流源：工作電流I0~10mA勵磁電流Im0~1A直流數(shù)字毫伏表（0.2級100mV量程）54【實驗儀器】HL—6型霍爾效應實驗儀一套54K3K2KE2E1E1R2mAAE2工作電流源勵磁電源mV數(shù)字mV表K155K3K2KE2E1E1R2mAAE2工作電流源勵磁電源mV數(shù)1、霍爾效應

●通有電流的導體或半導體薄片置于磁場中，由于受到洛侖茲力的作用，載流子將向薄片側邊積累，則在垂直于電流I和磁場B的方向上出現(xiàn)一個電位差UH，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應，UH稱為霍爾電壓?！馬H叫霍爾系數(shù)。KH叫霍爾元件靈敏度。實驗中，分別用電流表和電壓表測出I和UH?！緦嶒炘怼縳yzI+-vFBFeEHUHBAab+561、霍爾效應【實驗原理】xyzI+-vFBFeE2、霍爾元件副效應影響的消減方法（P.133）●在固體導電過程中，除了霍爾效應，還有四種熱磁效應：（1）不等電位效應U0U0正負只與電流I流向有關，與磁場無關。改變I流向（抵消測量法）測量加以消除。（2）能斯特效應UNUN正負只與磁場B方向有關。改變磁場方向B

測量。（3）里紀－勒杜克效應URUR正負只與磁場B方向有關。改變磁場B方向（抵消測量法）測量。（4）愛廷豪森效應UEUE的正負與I、B的方向有關。改變電流I流向和磁場B方向（抵消測量法）測量。572、霍爾元件副效應影響的消減方法（P.133）57●消減副效應系統(tǒng)誤差方法——抵消測量法

改變I、B的方向（大小保持不變），作如下測量：當（+B,+I）時，U（AB）1=UH+U0+UE+UN+UR①當（+B,?I）時，U（AB）2=?UH?U0?UE+UN+UR

②當（?B,?I）時，U（AB）3=UH?U0+UE?UN?UR

③當（?B,+I）時，U（AB）4=?UH+U0?UE?UN?UR

④并做這樣的處理：①?②+③?④，則得實際上UH的絕對值比各副效應電壓之和還大，因此橫向電壓測量值UAB與UH同號，所以上式實際可寫為58●消減副效應系統(tǒng)誤差方法——抵消測量法實際上UH3、實驗電路連線圖圖4-23-2

霍爾效應的實驗電路圖K2E2AKE2ImK3E1RmAIK1UHmV593、實驗電路連線圖圖4-23-2霍爾效應的實驗電路圖K21．霍爾片不能碰撞。儀器上原有接線請勿拆，以免出錯。2．霍爾元件允許通過電流很小，K1、K3開關切勿錯接。3．電磁鐵通電時間不宜過長，以防電磁鐵線圈過熱。【注意事項】601．霍爾片不能碰撞。儀器上原有接線請勿拆，以免出錯?！咀⒁馐隆緦嶒瀮?nèi)容】【數(shù)據(jù)處理】1．測量電磁鐵氣隙的磁感應強度B2．測繪霍爾電壓和工作電流的UH－I

關系曲線和霍爾靈敏度KH

的測定。實驗數(shù)據(jù)記錄參考：1．測量電磁鐵氣隙的磁感應強度B儀器編號：

號霍爾效應儀。霍爾片的位置：x=

mm，y=

mm。條件：霍爾靈敏度KH＝

mV/mAT。勵磁電流Im＝

A；工作電流I=

mA；電表等級為

級，則u(I)=

mA。61【實驗內(nèi)容】1．測量電磁鐵氣隙的磁感應強度B61表4-23-1測霍爾電壓的數(shù)據(jù)表（單位：mV）測量次數(shù)n（+B，+I）（+B，-I）（-B，-I）（-B，+I）UHiU1（mV）U2（mV）U3（mV）U4（mV）123456平均值（4）計算測量結果62表4-23-1測霍爾電壓的數(shù)據(jù)表（單位：mV）測量

，

，

，63，

，

，

，

。

，

，64，2．測繪霍爾電壓和工作電流的UH－I

關系曲線和霍爾靈敏度KH

的測定。數(shù)據(jù)記錄參考：（1）測量數(shù)據(jù)記錄已知B=

?；魻柶恢茫簒=

mm，y=

mm；652．測繪霍爾電壓和工作電流的UH－I關系曲線和霍爾靈敏度KI（mA）（+B，+I）（+B，-I）（-B，-I）（-B，+I）UHU1（mV）U2（mV）U3（mV）U4（mV）1.02.03.04.05.06.07.08.09.0表4-23-2測繪UH－IC關系曲線的數(shù)據(jù)表

66I（+B，+I）（+B，-I）（-B，-I）（-B，+I）U6767實驗1基本測量【實驗目的】1、學習米尺、游標卡尺、螺旋測微計、讀數(shù)顯微鏡的測量原理；2、正確米尺、游標卡尺、螺旋測微計、讀數(shù)顯微鏡測量長度的方法；3、練習對測量誤差的估計，有效數(shù)字的基本運算和不確定度的計算。68實驗1基本測量【實驗目的】68（一）游標卡尺一、游標卡尺的構造、原理1、構造主尺+副尺（游標）常用：十分度游標卡尺、二十分度游標卡尺和五十分度游標卡尺【實驗儀器介紹】69（一）游標卡尺一、游標卡尺的構造、原理常用：十分度游標卡尺、二十分度游標卡尺分度值：δ=0.05mm五十分度游標卡尺分度值：δ=0.02mm可見，主、副尺上第一條刻度相距為δ，第二條刻度相距為2δ，余類推。

主尺每分度y：1mm游標分度數(shù)n：10十分度游標卡尺分度值：2、游標卡尺工作原理十分度游標卡尺012005100主尺十分游標δ70二十分度游標卡尺分二、游標卡尺讀數(shù)方法1、校零●在使用前要校準零點或作零點修正?！裼螛丝ǔ咦x數(shù)的零點修正式：L0為零點修正值（游標零線在主尺零線左邊，上式取正號，反之取負號），L`為讀數(shù)值，L為修正后的修正值。例10501001對齊0501001對齊71二、游標卡尺讀數(shù)方法1、校零例10501001對齊050102、讀數(shù)方法游標卡尺讀數(shù)：主尺讀數(shù)+游標讀數(shù)（不加估讀）0501001對齊一般的游標卡尺不分精度等級，取其最小分度值為儀器允差，如：●十分度卡尺允差為±0.1mm?！穸侄瓤ǔ咴什顬椤?.05mm●所以游標卡尺不估讀。三、游標卡尺的測量精度722、讀數(shù)方法0501001對齊一般的游標（二）螺旋測微計（千分尺）一、螺旋測微計的構造、原理1、構造：主尺+微分套筒（副尺）2.工作原理：常見螺旋測微計●主尺最小分度：1mm●套筒周邊分度數(shù)：n=50●螺距：a=0.5mm（套筒旋轉一周向前或向后移動的距離）●螺旋測微計的最小分度值為：73（二）螺旋測微計（千分尺）一、螺旋測微計的構造、原理1、構造二、螺旋測微計的讀數(shù)方法1、校零——測量前應檢查零位是否對齊，若不對齊則應記下修正值D0（注意修正值的正負），以便測量修正。050455504505050455

順刻度方向讀出的零點讀數(shù)取正值，逆刻度方向讀出的零點讀數(shù)取負值

D0=-0.012mmD0=+0.011mm74二、螺旋測微計的讀數(shù)方法1、校零——測量前應檢查零位是否對齊（2）讀數(shù)方法：●主尺讀數(shù)+套筒讀數(shù)（要估讀1位）。由主尺讀整刻度值，0.5mm以下的數(shù)值由微分套筒讀出，讀準到0.001mm位，在估讀一位到0.001mm位。●主尺分度為0.5mm,所以要特別注意0.5mm刻度是否露出來。套筒是逆時針旋轉，從下到上，讀數(shù)由小到大。留心主尺上0.5mm刻度是否露出微分筒邊緣。例：7.0+0.187=7.187mm052015102575（2）讀數(shù)方法：7.0+0.187=7.187mm052016.5+0.460=6.960mm050457.0+0.187=7.187mm0520151025766.5+0.460=6.960mm050457.0+0.18螺旋測微計的準確度等級分為0級：±0.002mm1級：±0.004mm2級：±0.008mm所以螺旋測微計測量要估讀一位到0.001mm。實驗室通常使用的為1級。三、螺旋測微計的測量精度四、實驗注意事項●測量時，轉動微分筒使測桿靠近砧臺或被測物將要接觸時，必須改為轉動棘輪旋柄使測桿以一定的微小壓力接觸物體并聽到三聲“咯咯”聲響，即止動棘輪。●使用完畢，應使測桿和砧臺間留有適當毫秒年升間歇。77螺旋測微計的準確度等級分為三、螺旋測微計的測量精度●測量時，（三）讀數(shù)顯微鏡JXD-250型讀數(shù)顯微鏡量程:0—250mm分度值:0.01mm。1、結構螺旋測微裝置+顯微鏡水平刻度尺的刻度間距1mm，鼓輪圓周上的刻度尺有100個分格。鼓輪轉動1個分格時，顯微鏡移動距離為0.01mm分劃板示意圖78（三）讀數(shù)顯微鏡JXD-250型讀數(shù)顯微鏡量程:0—22、使用方法①瞄準：用調焦手輪調焦，直到從目鏡中能清晰觀察到待測物的像為止。②測量轉動鼓輪，使叉絲分別與被測物體的兩個待測位置相切，記下兩次讀數(shù)，其差值的絕對值就是待測物的長度。3、注意事項①如有灰塵，可用鏡頭紙輕擦。②調焦時，只準鏡筒向上移動。③避免回程誤差：鼓輪應向同一方向轉動。當移動叉絲超過了目標時，就要多退回一些，重新再向同一方向轉動鼓輪去對準目標。792、使用方法79實驗2電子元件伏安特性的測定【實驗目的】1、測繪線性電阻和非線性電阻的伏安特性曲線；2、掌握三種伏安法測電阻的方法；3、掌握電表量程的選擇及有效數(shù)字的記錄。80實驗2電子元件伏安特性的測定【實驗目的】801.線性電阻元件電阻值是一常數(shù)，I—U特性曲線為一直線。2.非線性電阻元件（如二極管）電阻值隨所加電壓的變化而變化，I—U特性曲線為一條曲線?！緦嶒炘怼恳弧⒎蔡匦設ABCDUI二極管伏安特性曲線OUI線性電阻伏安特性曲線R=U/I811.線性電阻元件【實驗原理】OABCDUI二極管伏安特性曲線1.基本原理：

伏安測量法：

目標：減少測量時電壓表分流、電流表分壓產(chǎn)生的誤差。2.測量的三種方法●電流表內(nèi)接法●電流表外接法●補償法

二、測量原理821.基本原理：二、測量原理82●電路：●誤差：偏大

U=IRx+IRA，●選擇：

當Rx>>RA時，相對誤差較小，可用內(nèi)接法測量。

（1）電流表內(nèi)接法VRxROEAK++--內(nèi)接法測電阻83●電路：（1）電流表內(nèi)接法VRxROEAK++--內(nèi)接法測●電路：●誤差：偏小●選擇：

當Rx

RV時，相對誤差較小，可用外接法測量。

（2）電流表外接法ROEK+V+--外接法測電阻ARx84●電路：（2）電流表外接法ROEK+V+--外接法測電阻A8585（3）補償法●電路：調節(jié)電位器Ro和R1，當Rt=0，Ig=0時，電流表的讀數(shù)即為流過電阻Rx的電流I，電壓表的讀數(shù)即為電阻Rx

兩端的電壓U?！裾`差：很小，不存在分流，又不存在分壓?！襁x擇：任何電阻均可用此法測量，但較復雜。ROEK++--補償法測電阻ARxGVRIRt86（3）補償法●電路：調節(jié)電位器Ro和R1，當Rt=0，I三、電表量程選擇1、電表的準確度等級（P.22）●七個等級：a=0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0級。電表準確度等級越小，電表的準確度越高。●電表的最大允許誤差：2、電表測量量程選擇電表測量的示值相對誤差可見，要減小Em，電表的示值（讀數(shù)）xi越大越好，盡可能接近量程。87三、電表量程選擇1、電表的準確度等級（P.22）871.實驗板使用方法2.電流表內(nèi)、外接法的選擇●電流表內(nèi)接法：●電流表外接法：3.電表量程的選擇和內(nèi)阻的計算●電壓表內(nèi)阻：RV=每伏歐姆數(shù)（Ω/V）×量程?！耠娏鞅淼膬?nèi)阻RA：查P.39的附錄A電表參數(shù)表?！耠姳砹砍踢x擇要使讀數(shù)盡可能接近量程，若讀數(shù)小于滿刻度的1/3，應更換量程?！襻樖絻x表讀數(shù)要讀到有效位數(shù)（要估讀1位）。四、實驗方法881.實驗板使用方法四、實驗方法88實驗3示波器的使用【實驗目的】1、了解示波器的大致結構與工作原理；2、學習SS-7802A型示波器的操作使用方法；3、學習EE1641B型函數(shù)信號發(fā)生器的操作使用方法；4、觀察交流信號波形，測量信號電壓與周期；5、通過觀察李薩如圖測量正弦信號頻率。89實驗3示波器的使用【實驗目的】891.廣泛的電子測量儀器；2.測量電信號的波形（電壓與時間關系）；3.測量幅度、周期、頻率和相位等參數(shù)；4.配合傳感器，測量一切可以轉化為電壓的參量（如電流、電阻、溫度磁強等）【實驗原理】一、示波器的作用901.廣泛的電子測量儀器；【實驗原理】90二、工作原理1.組成：Y軸放大

X放大

鋸齒波發(fā)生器

電源

外同步內(nèi)同步電源同步掃描外接X軸輸入Y軸輸入雙蹤示波器結構框圖uFY2Y1X2X191二、工作原理1.組成：Y軸放大X放大鋸齒2.電子偏轉：電子在水平/垂直方向受電場力。3.電子掃描：在水平偏轉板上加鋸齒波電壓，電子束在水平方向周期性地來回掃動，屏幕出現(xiàn)水平亮線，稱為“掃描”。

掃描方式：AUTO/NORM。u+-euxtaex2x1掃描線922.電子偏轉：電子在水平/垂直方向受電場力。u+-euxt4.波形顯示原理：Y偏轉板：正弦電壓uyX偏轉板：鋸齒電壓ux屏幕顯示電壓隨時間變化的正弦波形?！裼|發(fā)同步：只有Ｔx＝nTy時，屏幕上的n個波形才能穩(wěn)定。uxtabcedx2x1uyabcdey2y1abaaＴx＝TyababTx≠nTy934.波形顯示原理：●觸發(fā)同步：只有Ｔx＝nTy時，屏幕上的觸發(fā)同步就是從觸發(fā)源（如Ｙ軸電壓）引入一部分信號去控制鋸齒波發(fā)生器，強制Tx=nT。調同步：選觸發(fā)源（source）—調電平（triggerlevel）?！耠p蹤顯示：利用電子開關，把通道1（CH1）和通道2（CH2）的兩個信號波形輪流顯示。選通道：CH1、CH2、CH1+CH2，CH1-CH2選顯示方式：交替（ALT）/斷續(xù)（CHOP）94觸發(fā)同步就是從觸發(fā)源（如Ｙ軸電壓）引入一部三、示波器的使用方法

1.面板波形亮度、聚焦調節(jié)95三、示波器的使用方法

1.面板波形亮度、聚焦調節(jié)952.使用方法初學者使用●順口溜：自掃描，鈕居中，選通道，交耦合，垂觸發(fā)，調電平。1）選掃描方式（SWEEPMODE）：●AUTO：以便無信號輸入時產(chǎn)生水平亮線。（NORMAL/SINGLE）。●旋鈕居中：先將常用旋鈕放在中間位置。如“INTEN”（波形亮度）“READOUT”（字符亮度）“POSITION”（垂直、水平位移）等旋鈕。2）選通道：CH1/CH2；●選顯示方式：ALT●交流（AC）耦合：一般選交流耦合輸入方式。

962.使用方法初學者使用963）調同步●選觸發(fā)源（source）：選VERT（垂直）觸發(fā)方式，這樣不管從CH1還是從CH2輸入信號，都能得到穩(wěn)定的波形顯示。●交流（AC）耦合（couple）：一般選AC耦合觸發(fā)方式。

●調波形穩(wěn)定：調“TRIGLEVEL”（觸發(fā)電平）4）調大小●調“TIME/DIV（掃描速率）”旋紐，使屏幕X方向顯示1~2個周期波形?！裾{節(jié)Y軸“VOLTS/DIV（偏轉因數(shù)）”旋紐，使Y方向信號的峰峰值占3~5格。

973）調同步973.示波器的應用觀察波形；測電信號幅度、周期（頻率）與相位。（1）“距離測量法”——基本方法●測量交流電壓幅值電壓峰峰值：UPP=Dy（div）×Y軸偏轉因數(shù)K（V/div）交流有效值：●測周期（頻率）：T=Dx（div）×X軸偏轉因數(shù)P（s/div）f=1/T（Hz）還可以用李薩如圖測量信號頻率。Dx（div）Dy（div）983.示波器的應用觀察波形；測電信號幅度、周期（頻率）與相位?！駵y相位差：利用“雙蹤功能”測量兩同頻率電壓的相位差。相位差：Δφ=D(div)×2π/DT（2）“光標測量法”—大多數(shù)示波器沒有此功能。DTD