NNU南京舛冠大竽

NANJINGNORMALUNIVERSITY大

學(xué)

物

理

實

驗

講

義

(2005.03)

書目

試驗1復(fù)擺............................................錯誤!未指定書簽。

預(yù)習(xí)報告.................................................錯誤!未指定書簽。

試驗2弦振動的探討..................................錯誤!未指定書簽。

預(yù)習(xí)報告.................................................錯誤!未指定書簽。

試驗3速度和加速度的測量...........................錯誤!未指定書簽。

預(yù)習(xí)報告.................................................錯誤!未指定書簽。

試驗4動量守恒定律的驗證...........................錯誤!未指定書簽。

預(yù)習(xí)報告.................................................錯誤!未指定書簽。

試驗5空氣中聲速的測量.............................錯誤!未指定書簽。

預(yù)習(xí)報告.................................................錯誤!未指定書簽。

試驗6電路的穩(wěn)態(tài)恃性................................................24

預(yù)習(xí)報告.................................................錯誤!未指定書簽。

試驗報告.................................................................34

試驗7油滴法測定基元電荷..........................錯誤!未指定書簽。

預(yù)習(xí)報告.................................................錯誤!未指定書簽。

試驗8用雙臂電橋測量低值電阻.....................錯誤!未指定書簽。

預(yù)習(xí)報告.................................................錯誤!未指定書簽。

試驗9牛頓環(huán)........................................錯誤!未指定書簽。

預(yù)習(xí)報告.................................................錯誤!未指定書簽。

試驗10光電效應(yīng)及普朗克常數(shù)的測定................錯誤!未指定書簽。

預(yù)習(xí)報告.................................................錯誤!未指定書簽。

試驗11單縫衍射......................................錯誤!未指定書簽。

預(yù)習(xí)報告.................................................錯誤!未指定書簽。

試驗12多縫的夫瑯和費衍射..........................錯誤!未指定書簽。

預(yù)習(xí)報告.................................................錯誤!未指定書簽。

試驗報告一一速度和加速度的測量......................錯誤!未指定書簽。

試驗報告——牛頓環(huán).....................................錯誤!未指定書簽。

試驗1復(fù)擺

伽利略首先證明白，當(dāng)空氣的摩擦阻力可以忽視不計時，全部自由下

落物體都將以同一加速度下落，這就是重力加速度。重力加速度是一個重

要的基本物理常數(shù)，測量重力加速度的試驗很多，有自由落體測定和氣墊

導(dǎo)軌等，還有簡潔便利的單擺和復(fù)擺試驗。單擺是依據(jù)擺的長度和搖擺的

周期計算出重力加速度。復(fù)擺是一個隨意形態(tài)的剛體，受重力作用圍著固

定轉(zhuǎn)軸在豎直面內(nèi)往夏搖擺，利用復(fù)擺的共朝性，通過作圖法進行測算得

到重力加速度。

試驗?zāi)康?/p>

1、利用復(fù)擺裝置測出本地重力加速度。

2、探討復(fù)擺振動周期的變更和振動支點到重心距離的關(guān)系。

3、用圖解法求出剛體的回轉(zhuǎn)半徑。

4、利用復(fù)擺裝置測出本地重力加速度。

試驗原理

如圖2.9-1所示，復(fù)擺的擺桿由一個質(zhì)量為力的長方形金屬棒制成，

棒的上面開有搖擺用的孔，通過圓孔將金屬棒懸掛在三角形刀口上。從搖

擺桿的重心G到振動支點間的距離為力，當(dāng)搖擺角度比較小時，這種搖擺

近似于一種諧振動，因此復(fù)擺的振動周期為

其中/為剛體的轉(zhuǎn)動慣量。

O

O

O

O

O

O

O

9

圖2.9-1

假如復(fù)擺剛體的回轉(zhuǎn)軸通過重心且垂直于振動平面的回轉(zhuǎn)半徑為“時,

則

I=niR2+mh~

代入上式得

(2.9-1)

當(dāng)我們變更搖擺桿的振動支點時，則方值也同時變更，振動周期性也

隨之變更。當(dāng)力趨向于0時，7趨向于8；當(dāng)力趨向于8時，7趨向于8。

力在0和8之間，T存在微小值，其極值條件為

dT/dh=O

由此可得h=R時則振動周期的最小值為

(2.9-2)

圖2.9-2所示T曲線為復(fù)擺的振動周期7和振動支點到復(fù)擺剛體重心間

距離間的關(guān)系。

圖2.9-2

對比單擺簡諧振動時的周期計算公式

可知

l-=2R

⑵9-3)

mhh

/稱為復(fù)擺的等效擺長，即在重心。兩邊總存在兩點。和a,以a為

振動支點時復(fù)擺的振動周期力和以“為振動支點時復(fù)擺的振動周期石相

等，aa就是復(fù)擺的等效擺長對應(yīng)于周期7’的力值有益和色，且

由此可得

R2=2(2.9-4)

當(dāng)振動周期最小時，％=/?2則R=h.

依據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出了-。曲線，由圖中即可找出周期最小值和相對應(yīng)的

力值，也即搖擺桿剛體的回轉(zhuǎn)半徑R因此并可得當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

(2.9-5)

試驗儀器

復(fù)擺裝置一套、秒表一只

試驗內(nèi)容

1、將搖擺桿上的孔放入三角刀口上，使搖擺桿的振幅小于5。，取剛體

振動支點到重心的距離h值分別從8、9、10……26,用秒表測量其連續(xù)

20個振動周期的總時間，每個人值測3次，3個數(shù)據(jù)相差不得超過0.2s。

2、以力為橫坐標(biāo)，7為縱坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)系中描繪曲線。

5、在圖中標(biāo)出最小周期T和相對的力值也即剛體的回轉(zhuǎn)半徑兒

6、計算重力加速度g(南京地區(qū)979.442)o

思索題

1、搖擺桿在什么位置起先計時，測得的振動周期7最精確？為什么？

2、試驗中產(chǎn)生誤差的主要緣由是什么？如何消退？

3、計算剛體的回轉(zhuǎn)半徑，如不考慮圓孔的影響，和試驗值相比，相對

誤差是多少？

4、在描圖中，常會產(chǎn)生誤差，有哪些方法可削減誤差？

附注：復(fù)擺簡介

J—23型復(fù)擺試驗儀，主要由復(fù)擺底座和搖擺桿（金屬棒）構(gòu)成，洛復(fù)

擺底座放置于試驗桌的邊沿，將剛體上的每一個孔依次懸掛在三角刀刃

上，作小幅度搖擺，同時用秒表測量下每一個孔的數(shù)個連續(xù)振動周期。假

如金屬棒在搖擺過程中發(fā)生扭動，可調(diào)整三足底座上水平螺絲，使刀刃和

圓孔的上沿相互平行，即可消退扭動。

（高榕編）

預(yù)習(xí)報告

1、什么叫單擺，什么叫復(fù)擺?

2、復(fù)擺測重力加速度的公式是?

3、在測重力加速度的試驗中，須要實際測量哪些量?

試驗2弦振動的探討

學(xué)習(xí)和理解波動理論最佳入門是視察弦線上的一維波動，在弦線上視

察波動最為直觀，因為弦線上質(zhì)點振動的方向和波在弦線上傳播的方向相

互垂直，可以通過簡潔的試驗視察弦線上的行波和駐波。相對而言，建立

弦線上的小振幅波動方程最為直觀、簡潔、便利，有利于從理論上理解駕

馭其它類型的波動過程。在一維弦線上可以模擬光波的線偏振和橢圓偏振

現(xiàn)象，因為兩者都是橫波。弦線上橫波傳播的速度和弦線張力的平方根成

正比。弦線上也可以產(chǎn)生縱波，但縱波的傳播速度和弦線楊氏模量的平方

根成正比，同時弦線上須要有肯定的張力才能維持縱波的傳播。

試驗?zāi)康?/p>

I.視察弦線振動形成的駐波。

2.驗證弦線的波長和張力的關(guān)系。

3.間接測量弦線的線密度。

試驗原理

弦線上小振幅橫波的波動方程、行波解、駐波解、波速和波數(shù)分別是

v=

y=AsinZxe""',

c—4T]p,

k-co/c.

式中T是弦線的張力，單位牛頓，是弦線的線密度，單位每米千克。

當(dāng)正向行波和反向行波相互登加時形成駐波，假如正反向行波的振幅相

等，我們就看不到波的傳播，只看到穩(wěn)定的振動，如圖2.7-1所示。駐

波振幅最大的位置叫做波腹，駐波振幅最小的地方叫做波節(jié)，很明顯，相

鄰兩個波腹之間的距離是半個波長，相鄰兩個波節(jié)之間的距離也是半個波

長。

圖2.7-1

圖2.7-2是探討弦線振動的試驗裝置，弦線的一端固定在電動音叉上，

弦線振動部分的長度由約束刀口限定，弦線的另一端經(jīng)過定滑輪懸掛秩碼

后形成弦線的張力。

50Hz交流電祛碼

圖2.7-2

給電動音叉中間的電磁鐵接上50工頻電源，電動音叉就產(chǎn)生100受迫

振動，音又端點帶動弦線振動，有橫波從音義端點沿弦線向前傳播，在約

束刀口處反射回來形成反射波，在肯定的條件下這兩列反向傳播的橫波在

弦線上疊加成明顯的駐波。假如約束刀口的坐標(biāo)x=0,則入射波為

M=+Acos(69/-kt).

為了滿意約束刀口處弦線位移值為零的邊界條件，反射波必需是

yr=-Acos(cot+kx).

入射波和反射波疊加成為駐波

駐波現(xiàn)象看起來是一個振幅隨位置變更的振動，看不出波向某個方向傳

播。駐波振幅隨著位置變更而周期性地變更，空間變更周期是一個波長。

當(dāng)振動頻率較高時，我們的眼睛不能看清晰振動的方向細微環(huán)節(jié)，只能看

出振幅的大小，所以我們事實上看到弦線上的一節(jié)駐波的長度是半個波

長，相鄰兩節(jié)駐波振幅的肯定值相等，但振動的方向相反。假如弦線上一

節(jié)駐波的長度為8則弦線上的波長

A=2a

假如弦線的有效長度為乙弦上有〃半波長，則弦線上的波長

依據(jù)波長和頻率可以得到弦線上波的傳播速度

還可以依據(jù)波長、頻率和弦線上的張力計算得到弦線的線密度

式中m是祛碼和鉤碼的總質(zhì)量。

試驗儀器

低壓溝通電源，電動音叉，弦線，約束刀口，定滑輪，祛碼，鉤碼，卷尺。

試驗內(nèi)容

1.接線安裝依據(jù)圖1的方式完成后將約束刀口至電動音叉端點之間的弦

線長度調(diào)整到o.g米左右。

2.接通電源，使電動音叉按100振動。

3.調(diào)整祛碼，即調(diào)整弦線的張力，使弦線上分別出現(xiàn)1、2、3、4和5段

穩(wěn)定的駐波，得到5組張力和波長的數(shù)據(jù)。

4.以張力為橫坐標(biāo)、波長為縱坐標(biāo)在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上描出5個點，畫一根

比較靠近這些點的直線，量出這根直線的斜率，假如波長和張力的乘幕

成正比，這個斜率的數(shù)值就是乘'幕次數(shù)。在雙對數(shù)坐標(biāo)上干脆標(biāo)出數(shù)值,

相當(dāng)于在直角坐標(biāo)上以張力的對數(shù)為橫坐標(biāo)，以波長的對數(shù)為縱坐標(biāo)，

省略了取對數(shù)的運算。

5.計算弦線的線密度，從5個測量數(shù)據(jù)組得到5個線密度的值5個線密度

的值，計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。

思索題

1.駐波具有什么特點？怎樣利用駐波現(xiàn)象測量弦線上的波長？

2.依據(jù)5組數(shù)據(jù)計算出來的弦線密度的值各有不同，試說明誤差

的緣由是什么？

（陳繼康編）

預(yù)習(xí)報告

1、什么叫橫波？什么叫縱波?

2、什么叫駐波？形成的條件是什么？

3、有哪些條件影響形成的駐波？

試驗3速度和加速度的測量

速度和加速度是運動學(xué)中重要的物理量。運動規(guī)律的探討、運動公式

的驗證都離不開速度和加速度的測量。所以速度和加速度的測量是力學(xué)試

驗中的重要問題。十七世紀(jì)初，伽俐略設(shè)計了聞名的斜面試驗。試驗中他

通過對路程、速度等運動學(xué)量的測量和計算，證明自己關(guān)于勻加速運動規(guī)

律的假定和推論是符合實際的，同時發(fā)覺勻加速運動的運動學(xué)公式。

今日，隨著氣墊技術(shù)的快速發(fā)展，氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)成為力學(xué)試驗的基本

設(shè)備。利用它，我們可以精確測量物體的瞬時速度、加速度、平均速度。

一端墊高而傾斜的氣墊導(dǎo)軌為我們供應(yīng)了一個幾乎沒有摩擦力的斜面，通

過物體沿斜面自由下滑運動，我們可以便利地重復(fù)加伽俐略當(dāng)年的工作，

探討勻變速運動的規(guī)律并測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?/p>

試驗?zāi)康?/p>

1、駕馭氣墊導(dǎo)軌的調(diào)整和運用方法。

2、學(xué)會在氣墊導(dǎo)軌上測量速度、加速度和平均速度。

3、測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣取?/p>

試驗原理

作直線運動的物體的平均速度為

當(dāng)△[->()時，平均速度趨近于一個極限，即物體在該點的瞬時速度

試驗中將擋光片安裝在滑塊上，使其隨著滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運動，當(dāng)

其穿過光電門時，電子計時器將會記錄并顯示通過距離(也稱擋光片

寬度)所用的時間，就能算出滑塊的平均速度。假如擋光片寬度較小，可

將其看作瞬時速度。

若將氣墊導(dǎo)軌一端墊高如圖2.3T所示，滑塊將在氣墊導(dǎo)軌上作勻變

速直線運動?？稍跉鈮|導(dǎo)軌上相距肯定距離的兩點A、B兩處各放一個光

電門，測量滑塊的瞬時速度不用若測出A、B間的距離s,則滑塊在該

兩點間的加速度為

”(2.3-1)

當(dāng)電子計時器的功能選擇放在“加速度”擋上時，儀器還能顯示滑塊經(jīng)過

兩光電門之間的時間，滑塊在的平均速度為

在測量加速度的基礎(chǔ)上，還可以測量本地的重力加速度。若不考慮空

氣阻力，滑塊在傾斜的氣墊導(dǎo)軌上向下滑行的加速度

(2.3-2)

式中為氣墊導(dǎo)軌的傾角，/為氣墊導(dǎo)軌兩端間的距離，力為墊塊的高

度。事實上由于空氣粘滯阻力產(chǎn)生加速度，向下滑行的加速度

利用氣墊導(dǎo)軌下端的緩沖彈簧，滑塊下行后經(jīng)由彈簧彈射上行的加速度

_v；2-v；2

"=%+知

2s

可得

（4+寸）-3：+4）

上―2)

(2.3-3)

4sh

試驗中利用某個無法知道的試驗因素對試驗結(jié)果的正負效應(yīng)，通過兩

個過程最終消退該因素對試驗結(jié)果影響的方法稱作正負補償法。它是試驗

中常用的方法。運用該方法的條件是：未定因素必需是穩(wěn)定的，而且由它

導(dǎo)致的試驗結(jié)果的正負效應(yīng)必需相等，只是符號相反。

試驗儀器

氣墊導(dǎo)軌（包括附件）、氣源、電子計時器、游標(biāo)卡尺、卷尺、酒精、

脫脂棉或吸水紙。

試驗內(nèi)容

1、試驗前要細致閱讀附錄，搞清儀器的結(jié)構(gòu)原理及運用方法。

2、打開氣源，用沾有少許酒精的脫脂棉清潔氣墊導(dǎo)軌及滑塊內(nèi)表面。

3、將擋光片裝在滑塊脊上，架好光電門并調(diào)整它們的高度，使擋光片

剛好

能從光電門的紅外發(fā)光二極管和光敏三極管中通過，將兩光電門的引線插

頭分別插入電子計時器的Pi和P2插口。

4、調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平

（1）粗調(diào)：靜態(tài)調(diào)平法

開啟氣源，將滑塊輕輕置于氣墊導(dǎo)軌上，使其自由滑動，若滑塊始終

向一方運動，則滑塊滑動的方向是氣墊導(dǎo)軌較低的一端，可調(diào)整氣墊導(dǎo)軌

一端的單底腳螺絲，直到滑塊不動或雖有微小滑動但無肯定的方向為止，

此時即可認為氣墊導(dǎo)軌大致水平。

(2)細調(diào)：動態(tài)調(diào)平法

在氣墊導(dǎo)軌中部相隔肯定距離放置兩個光電門，將電子計時器的功能定在

碰撞擋上。輕推一下滑塊，使滑塊以肯定的速度向氣墊導(dǎo)軌的一端運動,

直到在端點處被彈簧彈回。這樣往復(fù)一次，電子計時器會依次顯示出四個

時間，它們分別是滑塊先后兩次通過第一個和其次個光電門的時間，若它

們滿意如下關(guān)系式

Z-A/,IB△〈I一△/8：

即可認為氣墊導(dǎo)軌水平已經(jīng)調(diào)好。

5、視察勻速直線運動。在氣墊導(dǎo)軌上相隔肯定距離的A、B兩處放置

光電門，電子計時器的功能選在加速度檔上，輕推一下滑塊，使其以肯定

的初速運動，先后經(jīng)過光電門A、Bo從電子計時器上可讀出在A、B這兩

個位置上通過擋光片的時間以及通過A、B之間的時間。用長度量具測得

和兩光電門之間的距離，就可以算出在位置A、B的瞬時速度和距離上的

平均速度。測五組數(shù)據(jù)驗證

匕=%=VAB

6、測加速度a并驗證

1/、

VAB=-(VA+VB)，VABVC-

用1厚的墊片使氣墊導(dǎo)軌一端上升。重新調(diào)整光電門的高度。將電子

計時器的功能選在加速度檔上。將三個光電門分別放在A、C、B位置上,

當(dāng)滑塊下滑通過個光電門后，電子計時器上將依次顯示各個時間，算出各

個速度及加速度熱滑塊從同一點動身，共測五組數(shù)據(jù)。若只有兩個光電

門，則可先將兩個光電門分別置于A、B位置上，然后再將一個光電門置

于中點位置C上。

*7、測量本地重力加速度

用墊片使氣墊導(dǎo)軌一端上升。將兩個光電門分別放在相距肯定距離的

A、B兩個位置上，電子計時器的功能選擇碰撞。讓滑塊從氣墊導(dǎo)軌最高處

無初速下滑，經(jīng)過光電門到達氣墊導(dǎo)軌底端，經(jīng)彈簧片彈射上行再經(jīng)過光

電門，電子計時器上將顯示出四個時間，重復(fù)五次記錄數(shù)據(jù)。測量擋光片

寬度，算出速度并求平均。測量墊片厚度、兩光電門距離及氣墊導(dǎo)軌長度。

用測量值算出重力加速度，并和本地（南京地區(qū)979.442）重力加速度作

比較，計算百分誤差。

思索題

1、試驗中的瞬時速度是近似的，因為它其實是滑塊在一段距離上滑動

的平均速度。假如要求測出滑塊經(jīng)過A點的精確的瞬時速度，你認

為這個試驗該怎么做？

2、試驗內(nèi)容6、7中為什么要強調(diào)滑塊每次要從同一點動身？

3、在試驗內(nèi)容7中如何消退空氣阻力對試驗的影響？

附注：氣墊技術(shù)和氣墊導(dǎo)軌

早在十九世紀(jì)七十年頭，人們就發(fā)覺了船身和水面之間的氣墊懸浮效

應(yīng)。1959年英國人C.科克雷爾設(shè)計的世界上第一艘氣墊船勝利橫渡英吉

利海峽。從今，氣墊技Jtt日益發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于機械、紡織、運輸?shù)裙?/p>

業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)試驗領(lǐng)域中。氣墊能極大地減小物體之間的摩擦，使物體作

近似無摩擦的運動，利用氣墊技術(shù)制造的氣墊船、氣墊輸送線、空氣地承

等可以減小機械摩擦，從而提高速度和機械效率，延長運用壽命。

氣墊導(dǎo)軌是氣墊技術(shù)在物理試驗中的應(yīng)用。由于氣墊效應(yīng)，滑塊在運

動過程中摩擦力微小，可以進行一些較精確的定量探討以及驗證某些物理

規(guī)律。

氣墊導(dǎo)軌的全套設(shè)備包括氣墊導(dǎo)軌、氣源、光電計時系統(tǒng)等三部分。

1、氣墊導(dǎo)軌

圖2.3-2是氣墊導(dǎo)軌的外觀示意圖。氣墊導(dǎo)軌主要由氣墊導(dǎo)軌、滑塊

和其它附件組成。氣墊導(dǎo)軌是一根平直、光滑的，由中空鋁合金型材制成

的管道，固定在支承梁上，光滑的軌面上有兩排等距離排列的小孔，孔徑

在0.4~0.6o氣墊導(dǎo)軌的一端封閉，另一端通過塑料管和氣源連接，壓縮

空氣可由進氣管進入管腔內(nèi)，再由小氣孔噴出，遇到在氣墊導(dǎo)軌面上的滑

塊時,在滑塊和氣墊導(dǎo)軌表面之間產(chǎn)生一層很薄的空氣層一氣墊。氣墊使

滑塊在氣墊導(dǎo)軌上作近似無磨擦的運動。為了避開碰傷，氣墊導(dǎo)軌兩端和

滑塊上都裝有緩沖彈簧。在支承梁底部，裝有三個螺絲，分居氣墊導(dǎo)凱兩

端，用于調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平。

滑塊是氣墊導(dǎo)軌上的運動物體，也是用角鋁合金制成，其內(nèi)表面和氣

墊導(dǎo)軌的兩個側(cè)面精密吻合，滑塊上可加裝擋光片、加重塊等。

支承梁

圖2.3-2

2、氣源

氣源是向氣墊導(dǎo)軌管腔內(nèi)輸送壓縮空氣的設(shè)備。要求有氣流量大、供

氣穩(wěn)定、噪音小、能連續(xù)工作的特點。本試驗采納專用小型氣源，具有體

積小、移動便利、適用于單機工作等優(yōu)點。但小型氣源電動機轉(zhuǎn)速較高，

簡潔發(fā)熱，故不能長時間連續(xù)開機。

3、光電計時系統(tǒng)

光電計時系統(tǒng)由光電門和電子計時器組成。

（1）光電門

現(xiàn)在一般運用單邊式（又稱側(cè)式）結(jié)構(gòu)光電門。它由紅外發(fā)光二極管

和光

光敏三極管構(gòu)成，通常在紅外發(fā)光二極管的光照下，光敏三極管的電阻值

較小，在無光照時，光敏三極管的電阻值會顯著增加。利用光敏三極管在

兩種狀態(tài)下的電阻變更，可獲得訊號電壓，用來限制電子計時器，使其起

先計時或停止計時。

（2）電子計時器

目前氣墊導(dǎo)軌的計時器有數(shù)字毫秒計、多功能數(shù)字計時儀等。本試驗

運用

的是IHA計時計數(shù)測速儀，是一種精密的電子計時儀器。它以單片微機為

核心，配有合理的限制程序，具有計時、計數(shù)、測速等多項功能。圖2.3-3

是其面板圖。其上幾個主要按鈕及其功能分別是：

o

o計時

Oa加速度

Os2碰撞

OT周期

J計數(shù)

電源

（功能）（轉(zhuǎn)換〕

MUJ-3A計時計數(shù)測速儀

圖2.3-3

功能鍵：用于計時、加速度、碰撞、周期、計數(shù)等五種功能的選擇，

顯示屏未有數(shù)據(jù)顯示時按鍵選擇功能；顯示器有數(shù)據(jù)顯示，按鍵即消退數(shù)

據(jù)，再按一下轉(zhuǎn)換功能。

轉(zhuǎn)換鍵：用于轉(zhuǎn)換測量單位或選擇擋光片寬度。在計時、加速度、碰

撞功能時，按下轉(zhuǎn)換鍵小于1s,測量值在時間或速度之間轉(zhuǎn)換；按下轉(zhuǎn)換

鍵大于1s,可選擇所用的擋光片寬度，試驗運用的擋光片寬度必需和所選

定的寬度相等，否則顯示的時間數(shù)據(jù)正確，而速度、加速度數(shù)據(jù)將會是錯

誤的。

4、運用氣墊導(dǎo)軌時的留意事項

（1）試驗前應(yīng)在氣墊導(dǎo)軌通氣狀態(tài)下用酒精棉球擦拭氣墊導(dǎo)軌表面和

滑塊內(nèi)側(cè)面，并保持清潔。

（2）氣墊導(dǎo)軌未通氣時不行將滑塊放在氣墊導(dǎo)軌上來回滑動，以免磨

損。不要在氣墊導(dǎo)軌表面加壓以防止氣墊導(dǎo)軌變形及劃傷。

(3)氣墊導(dǎo)軌表面及滑塊內(nèi)表面經(jīng)過精密加工，協(xié)作親密，運用滑塊

時要輕拿輕放，推動滑塊時用力要適當(dāng)，切勿使滑塊跌落。

(4)小型專用氣源電機簡潔發(fā)熱，連續(xù)運用時間不宜過長，試驗中不

進行測量時要把氣源關(guān)掉，以免燒壞電機。

(鄭新儀編)

預(yù)習(xí)報告

I、氣墊導(dǎo)軌有哪些部分組成？氣墊導(dǎo)軌有什么特點?

2、光電門的作用是什么？

3、運用墊導(dǎo)軌時有什么留意事項?

試驗4動量守恒定律的驗證

動量守恒定律是經(jīng)典力學(xué)中三大守恒定律之一。它比牛頓定律更具普

遍性，因為它不僅在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)適用，在分子、原子、基本粒子物理

學(xué)中也仍舊有效。它的應(yīng)用特別廣泛，滲透諸多方面，遍及各個領(lǐng)域，在

現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用中最聞名的莫過于火箭的起飛了。因此它在物理學(xué)中占有

特別重要的地位.

始終沿用到今日的動量概念是笛卡爾引入的。他所定義的動量是物體

的質(zhì)量和速度的乘積。引入動量概念的目的之一，是探討物體在碰撞等過

程中所遵循的規(guī)律。十七世紀(jì)初物理學(xué)家曾集中關(guān)注碰撞問題，以探討物

體間相互作用中的詳細規(guī)律，并從中得到碰撞過程中動量守恒的結(jié)論。

本試驗利用氣墊導(dǎo)軌視察探討一維碰撞的幾種狀況，驗證動量守恒定

律。因為滑塊在水平導(dǎo)軌上作對心碰撞時，不受其它任何水平方向的外力

的影響，而所受氣流阻力又很小，這就為我們的探討供應(yīng)了極好的條件，

此外，定量探討動量和能量的損失在工程技術(shù)中也有重要意義。

試驗?zāi)康?/p>

1、利用氣墊導(dǎo)軌探討一維碰撞中完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞的特

性。

2、驗證動量守恒和能量守恒定律。

試驗原理

假如一個力學(xué)系統(tǒng)所受到的合外力為零，則該系統(tǒng)的總動量保持不變,

這就是動量守恒定律。也可在某一方向上運用動量守恒定律，若一個力學(xué)

系統(tǒng)在某方向上所受合外力為零，則該系統(tǒng)的總動量在該方向上的重量守

恒。

光電門2光電門1

光電門2光電門I

圖2.4-1

本試驗用兩個滑塊在水平的氣墊導(dǎo)軌上進行碰撞來驗證動量守恒定

律，如圖2.4T所示。當(dāng)兩個滑塊在水平的導(dǎo)軌上作對心碰撞時，由于氣

流阻力很小，且又不受其它任何水平方向的外力的影響，所以這兩個滑塊

組成的力學(xué)系統(tǒng)在水平方向上動量守恒。

牛頓碰撞定律指出，碰撞后兩物體的分別速度和碰撞前兩物體的接近

速度成正比，比值稱為復(fù)原系數(shù)

(2.4-1)

上式中的4個量在確定的正方向規(guī)定下均取代數(shù)值。e值可由試驗測得。

當(dāng)1時，碰撞稱為完全彈性碰撞；時，為完全非彈性碰撞；

時，為非完全彈性碰撞。兩物體的碰撞屬于哪種碰撞，由相碰物體的利?料

的物質(zhì)性質(zhì)來確定，和相對運動的速度無關(guān)。本試驗僅探討前兩種碰逾。

1、完全彈性碰撞

兩滑塊的碰撞面若裝有彈性極好的緩沖彈簧，它們的碰撞過程可近似

地看作沒有機械能損耗的完全彈性碰撞。因此，碰撞前后系統(tǒng)的動量守恒,

動能也守恒，即

〃4匕+m2v2=+加2區(qū),

2

v)+m2v1=〃7M2+

._(叫一/%)匕+2mv

vi==22

m]+m2

._Q小-〃?])%+2〃?]匕

V2=~=~?

m.I十m/,

假如=m2,且匕=0,可得

v[=0,區(qū)=%.

即兩滑塊碰撞后交換速度，滑塊1將動量傳遞給滑塊2后停止運動，滑塊

2則以滑塊1原來的速度運動。若m尸也，但匕=0,可得

(〃八一一2)匕、/_2//匕

V

*1-；，2~,

/?1+〃?2機]+,n2

即兩滑塊碰撞后，滑塊2將沿滑塊1原來速度的方向運動，滑塊1的方向

則視兩滑塊質(zhì)量大小的關(guān)系而定。若面＞德，碰撞后滑塊1仍沿原來速度

的方向運動；若〃心如碰撞后滑塊1將被彈回，沿和原來速度相反的方

向運動。動量損失率為

(2.4-2)

能量的損失率為

竺二]_"心二里L(fēng)(2.4-3)

Eo

理論上動量損失和能量損失都為零，但事實上由于空氣阻力和氣墊導(dǎo)軌本

身的緣由，二者不行能完全為零，但在肯定的誤差范圍內(nèi)可認為是守恒的。

3、完全非彈性碰撞

碰撞后兩滑塊粘在一起，以同一速度運動，即為完全非彈性碰撞。在完

全非

彈性碰撞中，系統(tǒng)動量守恒，能量不守恒。即有

tnA匕+m2v2=(〃?]+rn2)v

式中P為兩滑塊共同的速度。試驗中若使網(wǎng)=嗎,且v2=0,則

若叫工m2但v2=0則

動量損失率為

(2.4-4)

動能損失率為

(2.4-5)

試驗儀器

氣墊導(dǎo)軌、滑塊兩個、光電門兩個、電子計時器一臺、物理天平、氣

源、游標(biāo)卡尺、橡皮泥、塑料膠帶、祛碼多個。

試驗內(nèi)容

1、打開氣源，用酒精棉球清潔氣墊導(dǎo)軌表面及滑塊內(nèi)表面。

2、將電子計時器的功能選在碰撞擋。

3、調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平，直至滿意物-&產(chǎn)兇-甌。

4、驗證完全彈性碰撞時動量守恒

(1)用=色，殮二0

取兩只滑塊，檢杳其緩沖彈簧是否正常。調(diào)整物理天平，使其處于可

運用狀態(tài)，然后將兩滑塊(包括各自的擋光片)分別放在天平左右兩秤盤

中，用橡皮泥配重，調(diào)整到兩滑塊質(zhì)量相等。調(diào)整兩光電門距離為略大于

一個滑塊的長度(為了削減試驗誤差，兩光電門距離不行太遠)。將滑塊2

置于兩光電門之間，使其靜止；滑塊1置于兩光電門之外。用滑塊1碰撞

滑塊2。分別登記滑塊1通過第一個光電門的時間和滑塊2通過其次個光

電門的時間。重熨五次，紀(jì)錄所測數(shù)據(jù)。用游標(biāo)卡尺測出兩擋光片寬度，

按公式求出滑塊1碰撞前的速度和滑塊2碰撞后的速度，由此再計算e值

及動量損失率和能量損失率。

(2)⑷#狼，外二0

在滑塊1兩側(cè)各加兩塊祛碼，用螺絲將它們固定好，并用物理天平測

出滑塊1連同所加祛碼的總質(zhì)量。按試驗內(nèi)容4(1)中所述的方法進行碰

撞。碰撞后滑塊2具有了速度，其方向同滑塊1碰撞前的速度方向，滑塊

1則仍沿原方向運動，但是速度很小。從電子計時器上可讀出兩滑塊碰撞

前后通過光電門的時間。重復(fù)五次，紀(jì)錄所測數(shù)據(jù)。求出各個速度，數(shù)據(jù)

處理要求同試驗內(nèi)容4(Do

*(3)mx#汲滑塊1和滑塊2碰撞前作相向運動

適當(dāng)增大兩光電門之間的距離，將兩滑塊分別放在兩光電門外側(cè)，使

兩滑塊相向運動，碰撞后各自彈回，作背向運動。從電子計時器上讀出兩

滑塊碰撞前后通過光電門的時間，其余試驗步驟及數(shù)據(jù)處理要求同試驗內(nèi)

容4(2)o

5、驗證完全非彈性碰撞時動量守恒

0=色，v2=0

在兩滑塊一端的緩沖彈簧上繞上塑料粘膠帶，粘面朝外。試驗時操作

方法

同試驗內(nèi)容4(1),碰撞后兩滑塊就粘在一起向前運動。從電子計時器上

讀出滑塊碰撞前后通過光電門的時間，重復(fù)測量五次，記錄所測數(shù)據(jù)。算

出各個速度，計算動量損失和能量損失。

思索題

1、碰撞前后系統(tǒng)總動量不相等試分析其原。

2、做這個試驗時，如何調(diào)整兩光電門之間的距離？這對試驗效果有何

影響？

預(yù)習(xí)報告

I、動量守恒定律的內(nèi)容是什么？

2、碰撞的類型有哪幾種？各有什么特點?

試驗五空氣中聲速的測量

試驗?zāi)康?/p>

1、了解壓電陶瓷片將聲信號和電信號相互轉(zhuǎn)換的原理，學(xué)會測定諧振工

作點。

2、學(xué)會用共振干涉法（駐波法）測量聲速。

3、學(xué)會用相位法測量聲速。

試驗原理

1、超聲波和壓電陶瓷換能器

頻率2020的機械振動在彈性介質(zhì)中傳播形成聲波，高于20稱為超聲波，

超聲波的傳播速度就是聲波的傳播速度，而超聲波具有波長短，易于定向

放射等優(yōu)點。聲速試驗所采納的聲波頻率一般在2060之間，在此頻率范

圍內(nèi)，采納壓電陶瓷換能器作為聲波的發(fā)生器、接收器效果最佳。

壓電陶瓷換能器是一種傳感器，它可以將電信號轉(zhuǎn)換成同頻率的聲信號放

射出去，也可以將聲信號轉(zhuǎn)換成電信號，送入相應(yīng)電路測量。壓電陶瓷片

由于其本身的結(jié)構(gòu)和組成確定其本征頻率，當(dāng)電信號或聲信號的頻率和壓

電陶瓷片的本征頻率相符時，壓電陶瓷片會發(fā)生共振現(xiàn)象，此時的轉(zhuǎn)換效

率最高，類似于電路中的阻抗匹配。不同頻率的聲波在空氣的傳播的聲速

是相同的，采納壓電陶瓷片的諧振點進行測量，現(xiàn)象更明顯，測量更精確。

2、正弦波的疊加

讀數(shù)尺

試驗中有兩個壓電陶瓷換能器S1和S2,其中S1為聲源(放射器)，S2為

接受器。S1和S2之間的距離為x,設(shè)聲源產(chǎn)生放射波，丸為聲波在空氣中

的波長。fl在S2處發(fā)生反射，不計損耗，反射波，合成波：

△=/+.4=2Acos(^)cos(^)

由此可見，合成后的波束為力和力的相干疊加。在幅度上具有隨X呈周期

變更的特性，周期為九。

將合成波束的信號送入示波器，變更X,發(fā)覺信號振幅會發(fā)生變更，任何

兩相鄰振幅最大值的位置之間(或兩相鄰的振幅最小值的位置之間)的距

離都是《，再由聲波的頻率，就可以求出聲速，這叫振幅法，也稱為共振

干涉法(駐波法)。

將放射波作示波器的橫向信號，合成波束作縱向信號，示波器屏幕上的圖

像反映兩信號之間的關(guān)系，由于兩信號是同頻的正弦波，屏幕上圖像隨兩

信號位相的不同而呈現(xiàn)出斜橢圓、正橢圓和斜直線。當(dāng)圖像為直線時，兩

信號的位相差為乃的整數(shù)倍，奇數(shù)倍斜向下，偶數(shù)倍斜向上。變更X,任

何相鄰兩次出現(xiàn)方向相同直線的位置之間的距離是4。這叫相位法。

試驗儀器

聲速信號源，聲波測定儀，通用雙蹤示波器

試驗內(nèi)容

1、將聲速測定儀S1信號送入示波器通道1(1)，S2信號送入示波器通道2(2)，

打開電源預(yù)熱，聲速信號源開機自動工作在連續(xù)波方式。

2、找尋壓電陶瓷換能器諧振頻率

（1）示波器選擇“雙蹤（）”模式，調(diào)整信號源輸出強度，使S1信號峰

峰值為3V,調(diào)整接受信號增益，使S2信號也在峰峰值3V旁邊。S1和S2

保持肯定距離10左右。

（2）變更信號源輸出頻率，視察通道2（2即S2）信號幅度的變更。一般

頻率在3639旁邊，信號幅度較大，調(diào)整接收信號增益，使S2信號不發(fā)生

畸變，也在峰峰值3Y旁邊。

（3）細調(diào)頻率，使S2電壓為極大值，該頻率就是壓電陶瓷換能器的諧振

頻率。

3、采納振幅法測聲波的波長

示波器顯示通道2（2即S2）信號，轉(zhuǎn)動測試儀上的距離調(diào)整鼓輪，這時

波形大小會發(fā)生變更，適當(dāng)調(diào)整Y增益和接受信號增益，使波形不畸變。

在增益不變的狀況下，沿一個方向變更距離，記錄連續(xù)出現(xiàn)12次最大振

幅（或最小振幅）對應(yīng)的S2的位置。

序號01234567891011

位置

0

采納逐差法處理數(shù)據(jù)，求出波長的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，并求出相應(yīng)的聲速

v=v±cr,并和理論值y=331.456/s比較。

4、相位法測聲波的波長

示波器顯示利薩如圖形（即X增益逆時針旋究竟），轉(zhuǎn)動測試儀上的距離

調(diào)整鼓輪，這時圖形會發(fā)生變更，適當(dāng)調(diào)整Y1增益和Y2增益和位移旋鈕,

使圖形大小適中，位于屏幕中心。沿一個方向變更距離，記錄連續(xù)出現(xiàn)12

次同斜率直線時對應(yīng)的S2的位置。

序號01234567891011

位置

0

采納逐差法處理數(shù)據(jù)，求出波長的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，并求出相應(yīng)的聲速

v=v±cr,并和理論值u=331.45/〃/s比較。

5、將信號源輸出頻率調(diào)整為33,重復(fù)步驟3、4o

6、分析不同頻率下聲速的試驗值，探討信號源頻率對聲速測量的影響。

預(yù)習(xí)報告

試驗原理的理解:

1、壓電陶瓷換能器是一種（），它可以將轉(zhuǎn)換成同頻率的

聲信號放射出去，也可以將轉(zhuǎn)換成電信號，送入相應(yīng)電路測量。

2、兩路同頻率的止弦信號疊加，H=A.F2="sin?6+夕）當(dāng)

兩者位相差0為360。時，合成信號的振幅最（）,當(dāng)e為180

°nt,合成信號的振幅最（）。

3、兩路頻率相同的正弦信號分別作示波器的x輸入和y輸入，限制光點

在屏幕上的坐標(biāo)（），即屏幕上光點的坐標(biāo)，x=4sin（o￡）,

y=A2sin（69f+（p）o當(dāng)兩者位相差。為360。時，屏幕上的圖形為

（）,當(dāng)。為180°時，屏幕上的圖形為

（）,當(dāng)0為90°和270°時，屏幕上的圖形為，

當(dāng)。為其他值時，屏幕上的圖形為（）o

試驗數(shù)據(jù)處理方法

逐差法：將12個數(shù)據(jù)分成6組序號0~5為一組，6~11為另一組，每組數(shù)

據(jù)對應(yīng)相減，得到波長的測量值。

3%=L+6-A,即3%=4-4，34=L-)—L]>34=4-右，3%=4-%,

34=Lo-，34=Ai—4。

平均值：二。

標(biāo)準(zhǔn)偏差:O

試驗6電路的穩(wěn)態(tài)特性

八電路和其他電子元件的組合，可構(gòu)成電子學(xué)中的濾波電路、放大電路、

迭頻電路、振蕩電路等等，這些電路是各種電子儀器及設(shè)備的基本模夬。

探討、、電路的特性，在物理學(xué)以及電子和通信工程技術(shù)中有著重要的實

際意義。

試驗?zāi)康?/p>

1、探討、、電路對正弦溝通信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)

2、學(xué)習(xí)運用雙蹤示波器，駕馭測量相位差的方法

試驗原理

正弦溝通電壓信號可以用“(r)=Ucos(,"+e〃)表示，電流可用

i(t)=/cos(①f+%)表示。其中U、/為溝通電壓和電流的峰值，

◎他=2%/=21/乃為角頻率，(祝+9)稱為相位，°稱為初相位。由此可

見，正弦溝通電壓和電流之間不僅存在量值大小的區(qū)分，還存在相位的不

同。

反映某一元件上電壓〃⑺和其電流i⑺的關(guān)系有兩個量：一個是電壓和電流

的比值，稱為阻抗(Z=U//)；另一個是它們之間的相位差(0=6-分)。

這兩個物理量代表著元件的固有特性。

對于電阻元件來說，阻抗4=R,夕=0,說明電阻上的電壓和電流同相位,

阻抗和頻率無關(guān)，是個常量。

對于電容元件來說，容抗Zc=l/oC,0=-乃/2,說明容抗和溝通電的頻

率和電容器的容量成反比，它既和電容值有關(guān)，還和頻率有關(guān)；另外電容

器上的電壓相位落后電流相位兀/2。

對于電感元件來說，感抗Z/二①￡,8二萬/2；說明感抗和電感成正比，

并隨頻率線性增長；在電感上，電壓的相位超前電流相位萬/2。

當(dāng)正弦溝通信號加在、、串聯(lián)電路上，并達到穩(wěn)定狀態(tài)后，電路中各元件

上的電壓(或電流)幅值和相位都會隨著正弦溝通信號頻率的不同而變更,

前者稱為電路的幅頻特性，后者稱為電路的相頻特性。本試驗探討、串聯(lián)

電路的幅頻特性和相頻特性，以及串聯(lián)電路的相頻特性。

1、串聯(lián)電路

qlcl

T~~@

串聯(lián)電路如圖所示。由于溝通電路中各參量既有大小的變更，還有相位差

別，因此用復(fù)數(shù)和矢量圖法來探討較為便利。串聯(lián)電路的復(fù)阻抗為

人A人1/、

Z=Z.+〃二一菽⑴

其阻抗的幅值為

(2)

依據(jù)復(fù)數(shù)形式的歐姆定律，回路電流為

若用欠量圖來探討，則串聯(lián)電路應(yīng)以電流為參考矢量，電路的欠量圖如圖

3.13—1(b)所示。圖中U為電源電壓，4為電阻上的電壓，在為電容

上的電壓，/為回路也流，°為電源電壓和回路電流的相位差。這些電參

量之間的關(guān)系為

I=U/Z=U/R2+(_Ly(4)

、coC

UR=LR=U/JI+(—!—)2(5)

RV&RC

Uc=IQgC)=U/?oRC)2+l(6)

(P=-arctg(\/coRC)⑺

式(4廣(6)表征電路的幅頻特性，若保持總電壓U不變，當(dāng)電源的頻率增

加時回路電流的幅值和電阻R上的電壓幅值增加，而電容C上的電壓幅值

則減小。利用這種幅頻特性可以把信號源中的不同頻率成份分開，構(gòu)成各

種濾波電路。

式(7)表征電路的相頻特性。由此式可知，當(dāng)頻率很低時，0接近-乃/2,

即回路電流超前電壓4/2；當(dāng)頻率很高時，°接近0,即回路電流和電壓同

相位。通常把。(或/)和。0(軟=1/RC)比值的對數(shù)作橫坐標(biāo)，。作縱坐標(biāo),

則可得典型的相頻特性曲線。

2、串聯(lián)電路

RL

—

串聯(lián)電路如圖所示。電路的復(fù)阻抗為

Z=R+j(oL(8)

其幅值為

Z=飛心+(a)?(9)

電路的矢量圖如圖3.13—4(b)所示。串聯(lián)電路各參量的幅頻特和性相頻

特性分別為

1=U/Z=U/yjW+(CDL)2(10)

u」=/.R=U/J1+(“L/R)2UI)

2

UL=I(DL=UI^(RI(DL)+\(12)

(P=aretg(coL!R)(13)

串聯(lián)電路的幅頻特性正好跟串聯(lián)電路相反，當(dāng)/增加時，/和乙均減小，

而4則增大。利用這種幅頻特性同樣可以構(gòu)成各種濾波電路。

串聯(lián)電路的相頻特性和串聯(lián)電路亦不相同，當(dāng)頻率很低時，。接近0,即

回路電流和電壓同相位；當(dāng)頻率很高時，。接近》/2,即電壓超前回路電

流4/2。

3、電路

對于串朕電路圖如圖所示。

串聯(lián)電路的總電壓和回路電流之間的相位差為

(p=arctg[(coL———)//?](14)

3c

現(xiàn)分三種狀況探討：

(1)當(dāng)時，0=(),總電壓和電流同相位，電路達到諧振，相應(yīng)的圓頻密必

為,

=i/VZc(15)

（2）當(dāng)時，0AO,整個電路呈現(xiàn)電感性質(zhì)，總電壓相位超前于電流，并

隨著”的增大，°趨近于7/2。

（3）當(dāng)時，°Y（）,整個電路呈現(xiàn)電容性質(zhì)，電流相位超前于總電壓，并

隨著①的減小，。趨近于-4/2。

如令，則式（14）可改寫為

（16）

4、試驗觀測方法

本試驗用示波器來觀測各種電路的穩(wěn)態(tài)特性，下而以電路為例，說明觀測

按圖所示連接電路。示波器通道顯示的是總電壓的波形，通道顯示的是電

阻R兩端的電壓波形。觀測幅頻特性時，變更信號發(fā)生器頻率了,同時保

持信號發(fā)生器的輸出電壓〃不變，則可觀測電阻兩端電壓/隨頻率/的變

更狀況。若要觀測電容兩端電壓氣隨頻率/的變更狀況，只耍把上圖中的

隊。位置對調(diào)即可，通道顯示的是電容C兩端的電壓波形。

/</i時，l'R波形在“波形左邊,f>f.時，小波形在「R波形左邊,

則憑落后于人，相差w取負值..則4超前于I'R,相差中取lE值。

觀測相頻特性時，首先要留意到，這里講的相位差指的是總電壓和回路電

流之間的相位差0，所以示波器上應(yīng)當(dāng)顯示總電壓〃和回路電流i的波形

（示波器能干脆顯示電流波形嗎？哪種波形和電流波形是同相位的？），然

后找出0隨頻率/變更的關(guān)系。但是示波器干脆顯示的是兩個波形的時間

差4（見圖），所以兩個波形的相位差為

（p=（o^t=2^-—（rad）=360—（度）

Tx

上式中的7為波形周期，加為兩波形幅值之間的時間差，網(wǎng)為加在示波器

水平方向上占的格數(shù)，x為，在示波器水平方向上占的格數(shù)。

示波器實物示意圖

留意，在溝通信號中雖然不像直流電那樣電源極性有正、負之分，但其中

一端是接地端（和儀器外殼相連），示波器和信號發(fā)生器的接地端必須要

共接。

試驗儀器

試驗箱，雙蹤示波器，導(dǎo)線等。

試驗箱面板示意圖

試驗內(nèi)容

1、串聯(lián)電路穩(wěn)態(tài)特性的觀測

電路連接如圖。

建議電容取0.0318uF,電阻取IkQ,電源電壓取峰峰值6V

⑴幅頻特性觀測（取?/）

//Hz

3006001.252.5k5k10k20k40k80k

k

由試驗數(shù)據(jù)作4曲線。［其中人=1/（2］RC）］

⑵相頻特性的觀測

//Hz3006001.252.5k5k10k20k40k80k

k

式/cm

X]/cm

（P

由試驗數(shù)據(jù)作夕~lg（f。//）曲線。

必、串聯(lián)電路穩(wěn)態(tài)特性的觀測

建議取電阻300。，電感0.01H,其他參考內(nèi)容1。

3、串聯(lián)電路相頻特性的觀測

電路連接如圖所示。

建議?。?e=250Q,L=0.01H,C=0.633UF

（1）幅頻特性觀測（取4~/）

//Hz2004008001.332k3k5k10k20k

k

4⑺

由試驗數(shù)據(jù)作〃由g（/o/f）曲線。［其中由=1/（2%匠）］

（2）相頻特性的觀測

"Hz

2004008001.332k3k5k10k20k

k

x/cm

x(/cm

（P

由試驗數(shù)據(jù)作8~lg（/0//）曲線。［其中6=1/（2］辰）］

預(yù)習(xí)報告：

1、如何觀測RC串聯(lián)電路電容上的電壓Uc的幅頻特性和相頻特性？

電路應(yīng)如何支配？

2、在試驗中不采納建議的各參量值，能否進行觀測？請嘗試一下，效

果如何？

3、如何推斷RLC串聯(lián)電路中U和/波形的相位超前和落后的關(guān)系？

又怎樣確定電路呈感性還是容性？

4、本試驗用雙蹤示波器來測定兩個信號的相位差，假如只有單蹤示波

器能否測定相位差？怎樣測定？

附注：雙蹤示波器的運用簡介

雙蹤示波器有通道1匕和通道2y2兩個輸入通道，可同時顯示兩個輸入信號

波形。

其工作方式有：通道1單蹤顯示（1）.通道2單蹤顯示（1）、交替顯示兩

個通道（）、斷續(xù)顯示兩個通道（），兩個通道相加顯示（）。當(dāng)儀器須要

顯示時，X信號由通道1輸入插孔輸入X信號。

基本運用方法：

1、運用前的檢查，按下表設(shè)置儀器的開關(guān)及限制旋鈕（或按鍵）。

項目名稱設(shè)置項目名稱設(shè)置

電源觸發(fā)源內(nèi)

輝度4中間位置耦合

聚焦中間位置極性24+

通道11X電平適當(dāng)旋轉(zhuǎn)

通道22丫2釋抑21逆時針族究竟

，位移中間位置，推動掃描方

去式

縱向增10橫向增0.5

益益

微調(diào)突起順時針究竟300.5

11

耦