福利：打开支付宝首页搜索“”即可领取红包吃个早点，买杯饮料肯定够了红包加倍最高可以领取99元红包！

福利：打开支付宝扫描二维码领红包，可免费下载资料 微信：

【大学电路实验报告答案】

实验陸、三相电路功率的测量????????????????22 实验七、负阻抗变换器???????????????????261实验的意义、要求及注意事项电工电子课程是重要的一门技术基础棵它的显著特征是实踐性。要想好 的掌握电工电子技术除了掌握基本器件的原理、电子电路的基本组成及分析 方法外，还要掌握电子器件及基本电路的应用技术因而实验已成为课程

中的重要环节。通过实验可使学生掌握器件的性能、参数及电子电路的内在规 律了解各功能电路的相互影响，从而验证理论并发现理论知识的局限性可 使学生进一步掌握基础知识，基本实验方法、及基本实验技能以适应现代科 学技术的飞速發展对人才的要求：不仅要有丰富的理论知识还要有较强的对知 识的运用能力及创新能力。

一、 实验的目的 实验的目的不仅要加深理论所學的知识更重要的是训练实验技能、学会 独立进行实验操作、树立工程观念和严谨的科学作风。

1、学习掌握一定的元器件使用技术学會识别元器件的类型、型号、规格， 并能根据实验要求选择元器件

2、学习掌握一定的实验技能如焊接、组装、连接、调试等。

3、学习掌握一定的仪器使用技术如万用表、示波器、信号源、稳压电源 的使用和操作方法。只有正确使用电子仪器才能取得良好的测量数据

4、學习掌握一定的测量系统设计技术，只有合理的测量系统设计才能保 证测量结果的正确。

5、学习掌握一定的仿真分析技术计算机仿真技术不仅可以节省电路设计 和调试的时间，更可以节约大量的硬件费用电子系统的计算机仿真技术已经 成为现代电子技术的一个重要组荿部分，也已经成为现代电子工程技术人员的 基本技术和工程素质之一

6、学习掌握一定的测量结果分析技术。只有通过对测量结果的数據分析处 理才能得到电子电路的有关技术指标和一些技术特性

7、使学生能够利用实验方法完成具体的任务，如根据具体的实验任务拟订 實验方案（测试电路、仪器、测试方法等） 独立地完成实验，对实验现象进行 理论分析并通过实验数据的分析得到相应的实验结果，撰写规范的实验报告

8、培养学生独立解决问题的能力，如独立地完成某一设计任务（查阅资料 方案确定、器件选择、安装调试）从而使学生具备一定的科学研究能力 9、培养学生实事求是的科学态度和踏实细致的工作作风。

二、 实验的一般要求 1、实验课前的要求 （1）认真閱读实验指导书明确实验目的；理解有关原理，熟悉实验电路内 容步骤，参数测试方法及实验中的注意事项

（2）了解实验用仪器的主要性能和使用方法。2（3）估算测试数据、实验结果、完成实验指导书中的有关预习要求的内容并 写出预习报告。

（4）做好数据记录纸囷记录表格等的准备工作

2、实验中的要求 （1）按时、按组进入实验室，在规定的时间内完成实验任务遵守实验室的制 度，实验后整理恏实验台

（2）按照科学的操作方法实验，要求接线真确布线整齐合理。接线后要认真 复查确信无误后经指导老师同意，方可接通电源实验

（3）按照仪器的操作规程正确使用仪器，不得野蛮操作

（4）测试参数时，要做到心中有数细心观察。要求原始记录完整、清楚实 验结果正确。

（5）实验中出现故障时应冷静分析原因，并能在老师指导下独立解决对实 验中的现象和实验结果要能进行正确的解释。

3、实验后的要求 一律用

规定的实验报告纸认真撰写实验报告 做到文理通顺， 字迹端正 图形美观，页面整洁并按要求装订封皮。实验报告的具体内容为

（1）实验的目的 （2）实验原理的说明及相关电路图 （3）实验用仪器的名称、型号、数量

（4）实验的步骤和内容，包括：预习时的理论计算问题回答，设计记录数据 的表格等

（5）实验数据及数据处理：根据实验原始记录整理实验数据，规范填写表格 如有需要应用坐标纸画出曲线图，并按指导书要求进行必要的数据计算和文字 分析说明

包括实验中出现的问题及解决办法，本次實验的收获

三、实验注意事项 （1）严格遵守实验室的

认真实验，保持安静、整洁的环境

（2）不了解实验仪器的操作规程时，严禁动用實验仪器

（3）严禁带电接线、拆线、改接线路。

（4）实验仪器设备不得随意调换或拔插实验用元器件若损坏仪器设备，必须 立即报告咾师作出书面检查，根据事故责任做出赔偿

（5）实验中若发生事故，应立即关掉电源保持现场，报告指导老师

（6）实验完后，本囚先检查实验数据是否符合要求然后再请老师检查，经老 师认可签字后方可拆除实验线路整理好实验器材后才可离开实验室。3实验一矗流网络定理一、实验目的 1、验证线性电路叠加原理的正确性加深对线性电路的叠加性和齐次性的 认识和理解。

2、验证戴维南定理的正確性加深对该定理的理解。

3、掌握测量线性有源二端网络等效参数的一般方法

二、原理说明 1、叠加原理指出：在有多个独立源共同作鼡下的线性电路中，通过每一个 元件的电流或其两端的电压可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件 上所产生的电流或电压的代數和。

2、线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小 K 倍时 电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电壓值）也将增加或减 小 K 倍。

3、任何一个线性含源网络如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可 将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）

4、戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个 电阻的串联来等效代替此電压源的电动势 Us 等于这个有源二端网络的开路电 压 Uoc， 其等效内阻 R0 等于该网络中所有独立源均置零 （理想电压源视为短路 理想电流源视为開路）时的等效电阻。Uoc（Us）和 R0 或者 ISC（IS）和 R0 称为有 源二端网络的等效参数有源二端网络等效参数的测量方法如下

(1) 开路电压、短路电流法测等效电阻 R0 在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压 Uoc 然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流 Isc则等效內阻为 U Uoc Uo c R0＝ ── A Isc ΔU B 如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口 ΔI I 短路则易损坏其内部元件因此不是所有的电路 O Is c 都宜用此法。

IN (3) 半电压法测 R0 如圖 1-2 所示当负载电压为被测网络开 图 1-3 路电压的一半时，负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的 等效内阻值

(4) 零示法测 UOC 茬测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表直接测量会造成较 大的误差为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法如图 1-3 所示.。

零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比 较当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压楿等时，电压表的读数 将为“0” 然后将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压 即为被测有源二 端网络的开路电压。

在叠加原理实验Φ要令 U1、U2 分别单独作用，应如何操作可否直接 将不作用的电源（U1 或 U2）短接置零？ 2.

在叠加原理实验电路中若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的 迭加性与齐次性还成立吗为什么？ 3．在求戴维南等效电路时作短路试验，测 ISC 的条件是什么在本实验中 可否直接作負载短路实验？请实验前对线路 1-5(a)预先作好计算以便调整实 验线路及测量时可准确地选取电表的量程。

说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法 并比较其优缺点。

五、实验注意事项 1.

用电流插头测量各支路电流时或者用电压表测量电压降时，应注意仪 表的极性仪表默认红色插孔为正极性端、黑色为负极性端、正确判断测得值5被 测 有 源 网 络V R0稳 压 电 源的＋、－号后，记入数据表格

测量时应先估算电流的大小，注意电流表量程的更换

改接线路时，要关掉电源

叠加原理实验 实验线路如图 1-4 所示，用 DGJ-03 挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”線路

（注意 K3 拨向电阻侧）F12图 1-4 （1）将两路稳压源的输出分别调节为 UA=12V 和 UB=6V，用连接线接入 U1 和 U2 插孔处.

（2） 令 U1 电源单独作用（即将开关 K1 投向 U1 侧开關 K2 投向短路侧，此 时 U2 虽有电压但已与测试电路完全断开，而 B、C 两点已被短接） 用直流数 字电压表测量各电阻元件两端的电压，用毫安表（接电流插头）测量各支路电 流测量数据记入表 1-1

（3）令 U2 电源单独作用（将开关 K1 投向短路侧，开关 K2 投向 U2 侧此时 U1 虽有电压，但已与测试電路完全断开而 F、E 两点已被短接） ，重复实验步骤 2 的测量和记录数据记入表 1-1。

（4） 令 U1 和 U2 共同作用（开关 K1 和 K2 分别投向 U1 和 U2 侧） 重复上述的 测量和记录，数据记入表 1-1

(b) （1） 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的 R0。

（注测 UOC 时不接入毫安表。

RL(Ω ) 100 200 300 400 500 600 700 800 1000 U（v） I（mA） （3） 构建等效電路验证戴维南定理：从可调电阻上取得按步骤“1”所得 的等效电阻 R0 之值 然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开 路电压 Uoc の值） 相串联， 用连接线连出如图 1-5(b)所示的电路 仿照步骤 “2”7测其外特性，记入下表根据测得的数据对比步骤“2”所测数据对戴氏定理進 行验证。

2．根据数据表 1验证所测电压及电流是否符合线性电路的叠加性与齐次 性。

在叠加原理实验中各电阻器所消耗的功率能否用疊加原理计算得出？ 试用实验数据进行计算并作出结论。

4．在戴维南定理实验中根据步骤 2、3 的测量结果，在同一坐标纸上绘 出外特性曲线验证戴维南定理的正确性，并分析产生误差的原因

及其它。实验二RC 一阶电路的响应测试一、实验目的 1.

测定 RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应

学习电路时间常数的测量方法。

掌握有关微分电路和积分电路的概念

进一步学会用示波器观测波形。

动态网絡的过渡过程是十分短暂的单次变化过程要用普通示波器观察 过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现为此， 我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号即利用方波输出的上升 沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负 阶跃激励信号。只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ 那么电路 在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡 过程是基本相同的

2.图 2-1（b）所示的 RC 一阶电路，它的零输入响应和零状态响应分别按 指数规律衰减囷增长其变化的快慢决定于电路的时间常数τ 。

时间常数τ 的测定方法

用示波器测量零输入响应的波形如图 2-1(a)所示

微分电路和积分电路昰 RC 一阶电路中较典型的电路， 它对电路元件参 数和输入信号的周期有着特定的要求一个简单的 RC 串联电路， 在方波序列 脉冲的重复激励下 当满足τ ＝RC<< 时（T 为方波脉冲的重复周期） ，且由T 2R 两端的电压作为响应输出则该电路就是一个微分电路。因为此时电路的输出 信号电压與输入信号电压的微分成正比如图

因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。利用积分电路可9T 2以将方波转变成三角波

从输入输出波形来看，上述两个电路均起着波形变换的作用请在实验过 程仔细观察与记录。

三、实验设备 序 号 1 2 3 函数信号发生 器 双踪示波器 动态电路实验 YB4 DGJ-03 1 名 称 型号与规格 数量 备注板 四、预习思考题 1.

什么样的电信号可作为 RC 一阶电路零输入响应、零状态响应和完全响 应的激励源 2.

已知 RC 一阶电路 R＝10KΩ ，C＝0.1μ F试计算时间常数τ ，并根据τ 值的物理意义拟定测量τ 的方案。

何谓积分电路和微分电路它们必须具備什么条件？ 它们在方波序列 脉冲的激励下其输出信号波形的变化规律如何？这两种电路有何功用 4.

预习要求：回答上述问题，准备方格纸测绘波形

五、实验注意事项 1.

调节电子仪器各旋钮时，动作不要过快、过猛

观察双踪时，要特别注 意相应开关、旋钮的操作与调节

信号源的接地端与示波器的接地端要连在一起（称共地） 以防外界干 ， 扰而影响测量的准确性

示波器的辉度不应过亮，尤其是光点长期停留在荧光屏上不动时应将 辉度调暗，以延长示波管的使用寿命

观测记录激励和响应的波形时，不要随意调节通道垂直位移旋钮鉯免 改变激励和响应的波形在同一坐标轴上相对位置。

六、实验步骤 实验线路板的器件组件如图 5-3 所示， 请认清 R、C 元件的布局及其标称值各开关 的通断位置等。

1．从电路板上按表一的 R、C 值选择器件 组成如图 2-1(b)所示的 RC 充放电电路，由 C 两端的电压作为响应输出ui 为脉冲信号 发苼器输出的 Um＝ 3V、f＝1KHz 的方波电压 信号，并通过两根同轴电缆线将激励源 ui 和响应 uC 的信号分别连至示波器的两个输入 口 CH1、CH2 通道。这时可在示波器的屏幕上1 0K 3 0K1 0K1 001 00 0p0 .

1u1M1K观察到激励与响应的变化规律

图 2-3 改变电容值，观察对响应的影响并用坐标纸在同一坐标轴上按 1:1 的 比例描绘不同 R、C 参数时的噭励 ui 和响应 uC 的波形。

2.从电路板上按表一的 R、C 值选择器件组成如图 2-1(b)所示的 RC 充放 电电路，把 R 两端的电压作为响应输出在同样的方波激励信號（Um＝3V，f＝ 1KHz）作用下观测并描绘激励与响应的波形。增大 R 之值观察对响应的影 响， 并用坐标纸在同一坐标轴上按 1:1 的比例描绘不同 R、 参數时激励 ui 和响 C 应 uR 的波形

步骤 1-2 中 R、C 的参数按下表所列值进行计算和实验观测。

充放电电路由 C 两端的电压作为响应输出。在同样的方波激勵信号（Um＝3Vf＝1KHz）作用 下，在示波器上根据原理说明 3 中的测定方法测算出时间常数τ 。

七、实验报告要求 1.

2．根据实验步骤 1当 R＝10KΩ ，C＝6800pF 時的观测结果在坐标纸上绘 出 RC 一阶电路充放电时 uC 的变化曲线，由曲线测得τ 值并与参数值的计算结 果作比较，分析误差原因

在坐标紙上整理绘制出实验步骤 1-2 中不同 R、C 值时的响应波形。

4．根据实验观测结果归纳、总结积分电路和微分电路的形成条件，阐明 波形变换的特征

体会及其它 。11实验三日光灯电路的研究I RjXc一、实验目的 1．掌握日光灯线路的接线及智能功率表的使用

学习正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。

理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法

在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得各支路的 电流值 用交鋶电压表测得回路各元件两端的电压值，它们 之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律即 .

图 3-1 所示的 RC 串联电路，在正弦稳态信 号 U 的激励下UR 与 UC 保持有 90? 的相位差，即当 R 阻值改变时UR 的相量轨迹是一个半园。

U、UC 与 UR 三者形成一个直角形的电压三 角形如图 3-2 所示。R 值改变时可改 L 变 φ 角的大小，从而达到移相的目的

日光灯的工作原理是：当开关接通的时候，电源电压立即通过镇流器和灯 管灯丝加到启辉器的两极220 伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉 光放电辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触电流通过镇流器、 启辉器触极囷两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热发射出大量电子。这 时由于启辉器两极闭合，两极间电压为零辉光放电消失，管内温度降低； 双金属片自动复位两极断开。在两极断开的瞬间电路电流突然切断，镇流 器产生很大的自感电动势与电源电压叠加后作用于管两端。灯丝受热时发射 出来的大量电子在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电 势端运动在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子使之迅速电离。氩气电 离生热热量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被电离并发出强烈的紫外线。

在紫外线的激發下管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。

日光灯正常发光后由于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生自感 电动势自感电動势阻碍线圈中的电流变化，这时镇流器起降压限流的作用 使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端电压也稳定在额定工作电压范 围内由于这个电压低于启辉器的电离电压，所以并联在两端的启辉器也就不 再起作用了

1.在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时 人们常用一根导线将启辉 器的两端短接一下，然后迅速断开使日光灯点亮，或用一只启辉器去点亮多 只同类型的日光灯这是为什么？ 2.

为了改善电路的功率因数常在感性负载上并联电容器， 此时增加了 一条电流支路试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件仩的电流和 功率是否改变133.

提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法， 而不用串联法所并 的电容器是否越大越好？ 五、实验注意事項 1.

本实验用单相交流市电 220V务必注意用电和人身

功率表要正确接入电路。

当线路接线正确日光灯不启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好

检查后，接通实验台电源 将自耦调压器输出( 即 U)调至 220V。

记录 U、UR、UC 值验证电压三角形关系。

日光灯线路接线测量 按图 3-4 接线经指导敎师检查后接通实验台电源，调节自耦调压器使 单相输出 220V，测量功率 P 电流 I， 电压 UUL，UA 等值填入表 3-1 中。

3．并联电容器改善电路的功率因数。

根据表 3-1 中测得的数据分析提高电路功率因数的原因和意义

串联电容能否提高功率因数。

装接日光灯线路的心得体会及其它实驗四R、L、C 串联谐振电路的研究一、实验目的 1.

学习用实验方法绘制 R、L、C 串联电路的幅频特性曲线。

加深理解电路发生谐振的条件、特点掌握电路品质因数（电路 Q 值） 的物理意义及其测定方法。

在图 4-1 所示的 R、L、C 串联电路中当正弦交流信号源的频率 f 改变 时，电路中的感抗、容忼随之而变电路中的电流也随 f 而变。

取电阻 R 上的 电压 uo 作为响应 当输入电压 ui 的幅值维持不变时， 在不同频率的信号激励下 测出 UO 之值， 嘫后以 f 为横坐标 以 UO/Ui 为 U0 纵坐标（因 Ui 不变，故也可直接 以 UO 为纵 U 0 max 坐标） 绘出光滑的曲线，此即为 幅频特性 曲线亦称谐振曲线，如图 4-2 所示U 0 max 15 2ff 1 Ff 0

茬 f＝f0＝1 2? LC处，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点称为谐振频率此时 XL＝Xc，电路呈纯阻性电路阻抗的模为最小。在输入电压 Ui 为定值时 电路Φ的电流达到最大值，且与输入电压 ui 同相位从理论上讲，此时 Ui＝UR ＝UOUL＝Uc＝QUi，式中的 Q 称为电路的品质因数

电路品质因数 Q 值的两种测量方法 一是根据公式 Q＝U L UC 测定，UC 与 UL 分别为谐振时电容器 C 和电感 ? Uo Uo线圈 L 上的电压；另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度△f＝f2－f1再根 据 Q＝fO 求出 Q 徝。式中 f0 为谐振频率f2 和 f1 是失谐时， 亦即输出电压 f 2 ? f1的幅度下降到最大值的1/ 2 (＝0.707)倍时的上、下频率点Q 值越大，曲线越 尖锐通频带越窄，电蕗的选择性越好

在恒压源供电时，电路的品质因数、 选择性与通频带只决定于电路本身的参数而与信号源无关。

三、实验设备 序 号 1 2名稱型号与规格数量 1备注函数信号发生器 交流毫伏表160～600V13 4双踪示波器 频率计 R=200Ω 1KΩ 谐振电路实验电路 C=0.01μF ， 板 0.1μF L=约 30mH1 1自备5DGJ-03四、实验内容 1、按图 4-3 组荿监视、测量电路。先选用 C1、R1用交流毫伏表测电压， 用示波器监视信号源输出令信号源输出电压

找出电路的谐振频率 f0，其方法是将毫伏表接在 R(200Ω )两端，令信 号源的频率由小逐渐变大（注意要维持信号源的输出幅度不变） 当 Uo 的读数 为最大时，读得频率计上的频率值即為电路的谐振频率 f0并测量 UC 与 UL 之值 （注意及时更换毫伏表的量限） 。

在谐振点两侧按频率递增或递减 500Hz 或 1KHz，依次各取 8 个测量 点逐点测出 UO，ULUC 之值，记入数据表格

五、实验注意事项 1.

测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点。

在变换频率测试 前应调整信号输出幅喥（用示波器监视输出幅度） ，使其维持在 3V

测量 Uc 和 UL 数值前，应将毫伏表的量限改大 而且在测量 UL 与 UC 时毫伏表的“＋”端应接 C 与 L 的公共点，其接地端应分别触及 L 和 C 的近地 端 N2 和 N1

实验中，信号源的外壳应与毫伏表的外壳绝缘（不共地） 如能用浮地式 交流毫伏表测量，则效果哽佳

根据实验线路板给出的元件参数值，估算电路的谐振频率

改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中 R 的数值是否影响谐 振頻率值 3.

如何判别电路是否发生谐振?测试谐振点的方案有哪些？ 4.

电路发生串联谐振时为什么输入电压不能太大， 如果信号源给出 3V 的电压电路谐振时，用交流毫伏表测 UL 和 UC应该选择用多大的量限？ 5.

要提高 R、L、C 串联电路的品质因数电路参数应如何改变？ 6.

本实验在谐振时對应的 UL 与 UC 是否相等？如有差异原因何在？ 七、实验报告 1.

根据测量数据绘出不同 Q 值时三条幅频特性曲线，即

计算出通频带与 Q 值说明不哃 R 值时对电路通频带与品质因数的影 响。

对两种不同的测 Q 值的方法进行比较分析误差原因。

谐振时比较输出电压 UO 与输入电压 Ui 是否相等？试分析原因

通过本次实验，总结、归纳串联谐振电路的特性

心得体会及其他。18实验五 三相交流电路电压、电流的测量一、实验目的 1.

掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法研究在对称和不对称负 载下这两种接法中线、相电压及线、相电流之间的关系。

充分理解彡相四线供电系统中中线的作用

3．比较三相供电方式中三线制和四线制的特点。

三相负载可接成星形（又称“Ｙ”接）或三角形(又称"△"接)当三相 对称负载作 Y 形联接时， 线电压 UL 是相电压 Up 的 3 倍

线电流 IL 等于相电流 Ip， 即 UL＝ 3U P IL＝Ip 在这种情况下，流过中线的电流 I0＝0 所以可以省去Φ线。

当对称三相负载作△形联接时有 IL＝ 3 Ip， UL＝Up

不对称三相负载作 Y 联接,即无中线联接时，负载中性点 O 和电源中性19点之间的电压不再为零负载端的各相电压不再对称。实际应用中必须采用三 相四线制接法即 Yo 接法。而且中线必须牢固联接以保证三相不对称负载的 每相电壓维持对称不变。

倘若中线断开会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相 电压过高使负载遭受损坏；负载重的一相相電压又过低，使负载不能正常工 作尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用 Y0 接法

当不对称负载作△接时，IL≠ 3 Ip但只要电源的线电壓 UL 对称，加在 三相负载上的电压仍是对称的对各相负载工作没有影响。

三相负载根据什么条件作星形或三角形连接 2.

复习三相交流电路囿关内容， 试分析三相星形联接不对称负载在无中 线情况下当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中线情况又 如何？ 3.

结匼本次实验内容分析：为什么要通过三相调压器将 380V 的市电线电 压降为 220V 的线电压使用 五、实验注意事项 1.

本实验采用三相交流市电，电源电壓经调压器降压为 220V 实验用电压 实验时不可触及导电部件，防止意外事故发生

每次接线完毕，同组同学应

一遍 然后由指导教师检查后，方可 接通电源必须严格遵守先断电、再接线、后通电；先断电、后拆线的实验操 作原则。

星形负载作短路实验时必须首先断开中线，以免发生短路事故

三相负载星形联接（三相四线制供电） 按图 5-1 线路连接实验电路。即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相 对称电源将实验台左侧三相调压器的旋柄置于输出为 0V 的位置（即逆时针旋 到底） 。经指导教师检查合格后方可开启实验台电源， 然后调节调壓器的输出 使输出的三相线电压为 220V，并按表 5-1 的各项内容完成实验分别测量三相 负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、電源中点与负载中点间20的中点电压。将所测得的数据记入表 5-1 中并注意观察各相灯组亮暗的变化 程度，根据所测数据分析中线的作用380VO380V0图 5-1 2.

負载三角形联接（三相三线制供电） 按图 5-2 接线路，经指导教师检查合格后接通三相电源并调节调压器，使 其输出线电压为 220V并按表 5-2 的内嫆进行测试。

2 用实验测得的数据验证对称三相电路中的电压、电流的 3 关系

用实验数据和观察到的现象，总结三相四线供电系统中中线的莋用

4 不对称三角形联接的负载，能否正常工作 实验是否能证明这一点？ 5.

心得体会及其它实验六三相电路功率的测量一、实验目的 1.

掌握用一瓦特表法、 二瓦特表法测量三相电路有功功率与无功功率的方 法 2.

进一步熟练掌握功率表的接线和使用方法 二、原理说明 1．对于三相㈣线制供电的三相星形联接的负载（即 Yo 接法） ，可用一只功 率表测量各相的有功功率 PA、PB、PC则三相负载的总有功功率Σ P＝PA＋PB ＋PC。这就是一瓦特表法如图 6-1 所示。若三相负载是对称的则只需测量一 相的功率，再乘以 3 即得三相总的有功功率U22* P1 *W *P 2V*W三 相 负 载图

三相三线制供电系统中，不论三相负载是否对称也不论负载是 Y 接还 是△接， 都可用二瓦特表法测量三相负载的总有功功率

测量线路如图 6-2 所示。

若负载为感性戓容性且当相位差φ ＞60°时，线路中的一只功率表指针将反 偏(数字式功率表将出现负读数), 这时应将功率表电流线圈的两个端子调换（不 能调换电压线圈端子） ，其读数应记为负值而三相总功率∑P=P1+P2（P1、P2 本身不含任何意义） 。

对于三相三线制供电的三 *W 三 U 相 相对称负载可用┅瓦特表法测得 平 三相负载的总无功功率 Q，测试原 V 衡 理线路如图 6-3 所示

负 图示功率表读数的 3 倍，即为 载 W 对称三相电路总的无功功率

除了 此图给出的一种连接法（IU、UVW） 图 6-3 外，还有另外两种连接法即接成（IV、UUW）或（IW、UUV） 。

用一瓦特表法测定三相对称 Y0 接以及不对称 Y0 接负载的总功率Σ P

实 验按图 6-4 线路接线。

线路中的电流表和电压表用以监视该相的电流和电压 不 要超过功率表电压和电流的量程。AQS FUU 380V~BA ~ V ~* *W三 相 接 负 载V 380VY0~CW N图 6-4 经指导教师检查后接通三相电源， 调节调压器输出 使输出线电压为 220V， 按表 6-1 的要求进行测量及计算

表 6-1 开灯盏数 测量数据 计算值 负载情况 ΣP A相 B相 C 相 P（W） P（W） P（W） A B C （W） Y0 接对称负载 3 3 3 Y0 接不对称负载 1 2 3 首先将三只表按图 6-4 接入 B 相进行测量，然后分别将三只表换接到 A 相和 C 相再进行测量。

鼡二瓦特表法测定三相负载的总功率 (1) 按图 6-5 接线将三相灯组负载接成 Y 形接法。UQSFUVA ~ V ~ A ~* *W * *W380V~~V 380V三 相 负 载~W图 6-5 经指导教师检查后接通三相电源，调节调压器嘚输出线电压为 220V按24表 6-2 的内容进行测量。

(2) 将三相灯组负载改成△形接法重复(1)的测量步骤， 数据记入表 6-2 中

表 6-2 开灯盏数 负载情况 Y 接平衡负載 3 A相 Ｂ相 3 2 2 3 3 3 3 3 Ｃ相 测量数据 P１ （W） P２ （W） 计算值 ΣP （W）Y 接不平衡负载 1 △接不平衡负载 1 △接平衡负载 3（3）将两只瓦特表依次按另外两种接法接入線路，重复（1）（2）的测量

用一瓦特表法测定三相对称星形负载的无功功率，按图 6-6 所示的电路 * 接线UQS FUA ~ V ~*W380V~V 380V三 相 对 称 负 载~W图 25-6 （１）每相负载由皛炽灯和电容器并联而成，并由开关控制其接入检查接 线无误后，接通三相电源将调压器的输出线电压调到 220V， 读取三表的读 数并计算无功功率Σ Q，记入表 6-3

（２）分别按ＩV、UUW 和ＩW、ＵUV 接法，重复（１）的测量并比较各自 的Σ Ｑ值。

表 6-3 计算 测量值 值 接 负载情况 Ｕ Ｉ Ｑ Σ Ｑ 法 （Ｖ） （Ａ） （ｖ ＝ 3 ａr） Ｑ ＩＵ （1） 三相对称灯组（每相开３盏） ＵＶＷ （2） 三相对称电容器 （每相４.７μF）25（3） (1)、(2)的并联负载 ＩＶ， （1） 三相对称灯组（每相开３盏） ＵＶＷ （2） 三相对称电容器 （每相４.７μF） （3） (1)、(2)的并联负载 ＩＷ （1） 三相对称灯组（每相开３盏） ＵＶＷ （2） 三相对称电容器 （每相４.７μF） （3） (1)、(2)的并联负载 五、实验注意事项 1.

每次实验完毕，均需将三相调压器旋柄调回零位

烸次改变接线，均需 断开三相电源以确保人身安全。

复习二瓦特表法测量三相电路有功功率的原理

复习一瓦特表法测量三相对称负载無功功率的原理。

测量功率时为什么在线路中通常都接有电流表和电压表 七、实验报告 1.

完成数据表格中的各项测量和计算任务。

比较一瓦特表和二瓦特表法的 测量结果

总结、分析三相电路功率测量的方法与结果。

心得体会及其他实验七 负阻抗变换器一、实验目的 1.

加深對负阻抗概念的认识，掌握对含有负阻的电路分析研究方法

了解负阻抗变换器的组成原理及其应用。

掌握负阻器的各种测试方法

负阻忼是电路理论中的一个重要基本概念， 在工程实践中有广泛的应 用有些非线性元件（如燧道二极管）在某个电压或电流范围内具有负阻特性。

除此之外一般都由一个有源双口网络来形成一个等效的线性负阻抗。该网络 由线性集成电路或晶体管等元件组成这样的网络称莋负阻抗变换器。

按有源网络输入电压电流与输出电压电流的关系负阻抗变换器可分为电流 倒置型和电压倒置形两种(INIC 及 VNIC)，其示意图如图 7-1 所示I1 U1 I226I1 U2 U1-K1U 1I2k I1U2图 7-1 在理想情况下，负阻抗变换器的电压、电流关系为

本实验用线性运算放大器组 成如图 7-2 所示的 INIC 电路 在 Zi U 1 一定的电压、电流范围内可獲得良好 的线性度。

(3) 计算：等效负阻和电流增益

低 见图 7-4。图中 b、c 即为 DGJ-08 挂 频 箱上 INIC 线路板左下部的两个插孔接 信 线时，信号源的高端接 a低（ “地” ） 号28源端接 b，双踪示波器的“地” 端接 b CH1、CH2 分别接 a，c图中的 RS 为电流 取样电阻。因为电阻两端的电压波形与流 图 7-4 过电阻的电流波形同相所以用示波器观察 RS 上的电压波形就反映了电流 i1

（1）调节低频信号使 U1≤3V，改变信号源频率 f＝500Hz～2000Hz用双 踪示波器观察 u1 与 i1 的相位差，判断是否具有容抗特征

（2）用 0.1μ F 的电容 C 代替 L，重复（1）的观察是否具

五、实验注意事项 本实验内容的接线较多，应仔细检查特别是信号源与示波器的地端不可 接错。

完成计算与绘制特性曲线

总结对 INIC 的认识。

【大学电路实验报告答案】

大学物理实验报告答案大全（实驗数据及思考题答案全包括） 大学物理实验报告答案大全（实验数据及思考题答案全包括）伏安法测电阻实验目的 (1) 利用伏安法测电阻

(2) 验證欧姆定律。

(3) 学会间接测量量不确定度的计算；进一步掌握有效数字的概念

实验方法原理 根据欧姆定律， R=U I如测得 U 和 I 则可计算出 R。值得紸意的是本实验待测电阻有两只，一个阻值相对较大一个较小，因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式以减小测量误差。

實验步骤 本实验为简单设计性实验实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时可提示学 生参照第 2 章中的第 2.4 一節的有关内容。分压电路是必须要使用的并作具体提示。

(1) 根据相应的电路图对电阻进行测量记录 U 值和 I 值。对每一个电阻测量 3 次

(2) 计算各次测量结果。如多次测量值相差不大可取其平均值作为测量结果。

(3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大应分析原因并重新测量。

1)?光柵衍射实验目的 (1) 了解分光计的原理和构造

(2) 学会分光计的调节和使用方法。

(3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长 实验方法原理若以單色平行光垂直照射在光栅面上按照光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定

=dsin ψk =±kλ(a + b) sin ψk如果人射光不是单色则由上式可以看出，光的波长不同其衍射角也各不相同，于是复色光将被分解而在中央 k =0、 ψ =0 处，各色光仍重叠在一起形成中央明条纹。在中央明條纹两侧对称地分布着 k=12，3…级光谱，各级光谱 线都按波长大小的顺序依次排列成一组彩色谱线这样就把复色光分解为单色光。如果巳知光栅常数 用分光计测出 k 级光谱中某一明条纹的衍射角ψ，即可算出该明条纹所对应的单色光的波长λ。

实验步骤 (1) 调整分光计的工作狀态，使其满足测量 条件

(2) 利用光栅衍射测量汞灯在可见光范围内几条谱线的波长。

① 由 于衍 射光 谱在 中央 明条 纹两 侧对称地分布为了提高测量的准确度，测量第k级光谱时应测出+k级和-k 级光谱线的位置，两位置的差值之半即为实验时k取1

② 为了减少分光计刻度盘的偏心误差， 测量每条光谱线时 刻度盘上的两个游标都要读数， 然后取其平均值(角 游标的读数方法与游标卡尺的读数方法基本一致)

③ 为了使十芓丝对准光谱线，可以使用望远镜微调螺钉12来对准

④ 测量时，可将望远镜置最右端从-l 级到+1 级依次测量，以免漏测数据

λ=589.0nm=589.0*10 m 最多只能看箌三级光谱。-9当狭缝太宽、太窄时将会出现什么现象?为什么? 答：狭缝太宽则分辨本领将下降，如两条黄色光谱线分不开

狭缝太窄，透咣太少光线太弱，视场太暗不利于测量

为什么采用左右两个游标读数?左右游标在安装位置上有何要求? 答：采用左右游标读数是为了消除偏心差，安装时左右应差 180?光电效应实验目的 (1) 观察光电效现象,测定光电管的伏安特性曲线和光照度与光电流关系曲线;测定截止电压,并通過现象了解其物 理意义。

(2) 练习电路的连接方法及仪器的使用; 学习用图像总结物理律

实验方法原理 (1) 光子打到阴极上,若电子获得的能量大于逸出功时则会逸出，在电场力的作用下向 阳极运动而形成正向 电流在没达到饱和前，光电流与电压成线性关系,接近饱和时呈非线性关系,飽和后电流不再增加

2 2 (2) 电光源发光后,其照度随距光源的距离的平方成(r )反比即光电管得到的光子数与 r 成反比,因此打出的电子 2 2 -2 数也与 r 成反比,形荿的饱和光电流也与 r 成反比,即 I ∝r 。

(3) 若给光电管接反向电压 u 反 在 eU 反 < mvmax / 2=eUS 时(vmax 为具有最大速度的电子的速度) 仍会有电子移动 到阳极而形成光电流， 當继续增大电压 U 反 由于电场力做负功使电子减速， 当使其到达阳极前速度刚好为零时 U 反 =US 此时所观察到的光电流为零，由此可测得此光電管在当前光源下的截止电压 US

实验步骤 (1) 按讲义中的电路原理图连接好实物电路图； (2) 测光电管的伏安特性曲线

① 先使正向电压加至30伏以上，同时使光电流达最大（不超量程） ② 将电压从0开始按要求依次加大做好记录； (3) 测照度与光电流的关系

① 先使光电管距光源20cm处，适当选擇光源亮度使光电流达最大(不超量程)； ② 逐渐远离光源按要求做好记录； 实验步骤 (4) 测光电管的截止电压

① 将双向开关换向； ② 使光电管距咣源20cm处将电压调至“0”， 适当选择光源亮度使光电流达最大（不超量程）记录此时的光 电流I0，然后加反向电压使光电流刚好为“0”記下电压值US； ③ 使光电管远离光源（光源亮度不变）重复上述步骤作好记录。

临界截止电压与照度有什么关系?从实验中所得的结论是否同悝论一致?如何解 释光的波粒二象性? 电压与照度无关实验结果与理论相符。光具有干涉、衍射的特性说明光具有拨动性。从光电效应现潒上分析光又具有粒子性，由爱因斯坦方程来描 述：hν=(1/2)mv max+A

可否由 Us′?ν曲线求出阴极材料的逸出功?答：可以。由爱因斯坦方程 hυ=e|us|+hυo 可求出斜率Δus/Δυ=h/e 和普朗克常数，还可以求出截距（h/e）υo再由截距求出光电管阴极材料的红限 υo ，从而求出逸出功 A=hυo2光的干涉―牛顿环实验目的 (1) 观察等厚干涉现象及其特点。

(2) 学会用干涉法测量透镜的曲率半径与微小厚度

实验方法原理 利用透明薄膜(空气层)上下表面对人射光的依次反射，人射光的振幅将分成振幅不同且有一定光程差的两部分 这是一种获得相干光的重要途径。由于两束反射光在相遇时的光程差取决于产生反射光的薄膜厚度同一条干涉条纹所 对应的薄膜厚度相同，这就是等厚干涉将一块曲率半径 R 较大的平凸透镜的凸面置于光學平板玻璃上，在透镜的凸 面和平板玻璃的上表面间就形成一层空气薄膜其厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。当平行的单色光垂直入射时 入射光将在此薄膜上下两表面依次反射，产生具有一定光程差的两束相干光

因此形成以接触点为中心的一系列明暗交2 2 替的同心圆環――牛顿环。透镜的曲率半径为

R = D m ? D n = 4( m ? n )λ实验步骤y 4( m ? n )λ(1) 转动读数显微镜的测微鼓轮熟悉其读数方法；调整目镜，使十字叉丝清晰并使其水平線与主尺平行(判断的 方法是：转动读数显微镜的测微鼓轮，观察目镜中的十字叉丝竖线与牛顿环相切的切点连线是否始终与移动方向平行)

(2) 为了避免测微鼓轮的网程(空转)误差， 在整个测量过程中 鼓轮只能向一个方向旋转。

应尽量使叉丝的竖线对准暗 干涉条纹中央时才读数

(3) 应尽量使叉丝的竖线对准暗干涉条纹中央时才读数。

(4) 测量时隔一个暗环记录一次数据。

(5) 由于计算 R 时只需要知道环数差 m-n因此以哪一个環作为第一环可以任选，但对任一暗环其直径必须是对 应的两切点坐标之差

透射光牛顿环是如何形成的?如何观察?画出光路示意图。答：咣由牛顿环装置下方射入在 空气层上下两表面对入射光的依次反射，形成干涉条纹由上向下观察。

在牛顿环实验中假如平玻璃板上囿微小凸起，则凸起处空气薄膜厚度减小导致等厚干涉条纹 发生畸变。试问这时的牛顿环(暗)将局部内凹还是局部外凸?为什么? 答：将局部外凸因为同一条纹对应的薄膜厚度相同。

用白光照射时能否看到牛顿环和劈 尖干涉条纹?此时的条纹有何特征? 答：用白光照射能看到干涉條纹特征是：彩色的条纹，但条纹数有限双棱镜干涉实验目的 (1) 观察双棱镜干涉现象,测量钠光的波长。

(2) 学习和巩固光路的同轴调整

实驗方法原理 双棱镜干涉实验与双缝实验、双面镜实验等一样，都为光的波动学说的建立起过决定性作用同时也是测量光波 波长的一种简單的实验方法。双棱镜干涉是光的分波阵面干涉现象由 S 发出的单色光经双棱镜折射后分成两列，相当 于从两个虚光源 S1 和 S2 射出的两束相干咣这两束光在重叠区域内产生干涉，在该区域内放置的测微目镜中可以观察 到干涉条纹根据光的干涉理论能够得出相邻两明（暗）条紋间的距离为 ?x 个虚光源的距离，用共轭法来测即 d 微 目 镜 的 距 离=d d λ ，即可有 λ = ?x 其中 d 为两 D D微 目 镜 测 量 = d 1d 2 ； ?x；D 为虚光源到接收屏之间的距离，茬该实验中我们测的是狭缝到测 很 小 由 测实验步骤 (1) 仪器调节 ① 粗调 将缝的位置放好，调至坚直根据缝的位置来调节其他元件的左右和高低位置，使各元件中心大致等高

② 细调 根据透镜成像规律用共轭法进行调节。使得狭缝到测微目镜的距离大于透镜的四倍焦距这样通过移动透镜能够在 测微目镜处找到两次成像。首先将双棱镜拿掉此时狭缝为物，将放大像缩小像中心调至等高然后使测微目镜能够接 收到两次成像，最后放入双棱镜调双棱镜的左右位置，使得两虚光源成像亮度相同则细调完成。各元件中心基本达 到同轴

(2) 观察调節干涉条纹 调出清晰的干涉条纹。视场不可太亮缝不可太宽，同时双棱镜棱脊与狭缝应严格平行取下透镜，为方便调节可 先将测微目鏡移至近处待调出清晰的干涉条纹后再将测微目镜移到满足大于透镜四倍焦距的位置。

(3) 随着 D 的增加观察干涉条纹的变化规律

本实验如哬测得两虚光源的距离 d?还有其他办法吗? 答：d=(d1*d2) 或利用波长λ已知的激光作光源，则 d=(D/Δx)λ 3.

狭缝与测微目镜的距离及与双棱镜的距离改变时，条紋的间距和 数量有何变化? 答：狭缝和测微目镜的距离越近条纹的间距越窄，数量不变狭缝 和双棱镜的距离越近，条纹间距越宽数量樾小。

在同一图内画出相距为 d 虚光源的 S1 和 S2 所成的像 d1 和 d2 的光路图1/2答：共轴，狭逢和棱背平行与测微目镜共轴并适当调节狭逢的测薄透镜嘚焦距实验目的 (1) (2) (3) (4) 掌握测薄透镜焦距的几种方法； 掌握简单光路的分析和调整的方法； 了解透镜成像原理，掌握透镜成像规律； 进一步学习鈈确定度的计算方法

实验方法原理 (1) 自准法 当光(物)点在凸透镜的焦平面上时，光点发出的光线经过透镜变成平行光束再经过在透镜另一側的平面镜反射后又汇聚在原焦平面上且与发光点(物点)对称。

利用光路可逆原理将凸透镜所成的实像作为凹透镜的物，即可测出凹透镜荿实像的物距和像距代入公式1/u + 1/v=1/f 可求出焦距 f。

实验步骤 本实验为简单设计性实验具体实验步骤由学生自行确定，必要时课建议学生按照實验原理及方法中的顺序作试验要求学生自行设计的能直接反映出测量结果的数据记录表格。

数据处理 (1) 自准法物距像距法，则凹透镜焦距三个试验将所测数据及计算结果填写在自行设计的表格中

你认为三种测量凸透镜焦距的方法，哪种最好?为什么? 答：共轭法最好因為这个方法把焦距的测量归结为对可以精确测定的量 L 和 e 的测量，避免了在测量 u 和 v 时由于 估计透镜光心位置不准确所带来的误差。

由f = L2 ? e 2 4L 推导絀共轭法测 f 的标准相对合成不确定度传递公式根据实际结果，试说明 uB(L)、uB(e)、uA(e)哪个量对最后结果影响最大?为什么?由此你可否得到一些对实验具有指导性意义的结论? 大因为 L 为单次测量量。对 O1、O2 的测量时要采用左右逼近法读数。答：uA(L)对最后结果影响最3.

测量凹透镜焦距 f 和实验室給出的 f0比较后计算出的 E 值（相对误差）一般比较大，试分析 E 大的原因? 答：E 较大的原因可能是因为放入凹透镜后所成像的清晰度很难确定即像的聚焦情况不好，从而导致很难测出清 晰成像的位置

在测量凸透镜的焦距时，可以利用测得的多组 u、v 值然后以 u+v 作纵轴，以 u?v 作橫轴画出实验曲线。根据 式(3-15-1)事先推断一下实验曲线将属于什么类型怎样根据这条曲线求出透镜的焦距 f?f =答：曲线是直线，可根据直线的斜率求出 ff=1/k，因为 1/f=1/u+1/v即 5.

测量凸透镜的焦距时，可以测得多组 u、v 值以 v/u(即像的放大率)作纵轴，以 v 作横轴画出实验曲线。试问这 条实验曲线具有什么形状?怎样由这条曲线求出透镜的焦距 f ? 答：曲线是直线在横轴上的截距就是 f。uυ u + υ 故可有 f=1/k。激光全息照相实验目的 (1) (2) (3) (4) 了解全息照楿的原理及特点

掌握漫反射物体的全息照相方法，制作漫反射的三维全息图

掌握反射全息的照相方法，学会制作物体的白光再现反射铨息图

进一步熟悉光路的调整方法，学习暗室技术

实验方法原理 (1) 概述 全息照相是利用光涉的干涉和衍射原理，将物光波以干涉条纹的形式记录下来然后在一定条件下，利用衍射再现 原物体的立体图像可见，全息照相必须分两步进行：①物体全息图的记录过程；②立體物像的再现过程

(2) 全息照相与普通照相的主要区别 ①全息照相能够把物光波的全部信息记录下来，而普通照相只能记录物光波的强度

②全息照片上每一部分都包含了被摄物体上每一点的光波信息，所以它具有可分割性即全息照片的每一部分都能 再现出物体的完整的图潒。

③在同一张全息底片上可以采用不同的角度多次拍摄不同的物体，再现时在不同的衍射方向上能够互不干扰地 观察到每个物体的竝体图像。

(3) 全息照相技术的发展 全息照相技术发展到现在已有四代

本实验将用激光作光源完成物体的第二代全息图―漫反射全息图和第彡代全息 图―反射全息图的拍摄和再现。He-N e He-N e M2 O L2L.K S O HL.K L实验步骤θθL1M1M 首先要熟悉本实验所用仪器和光学元件打开激光器电源，点亮 He-Ne 激光器调整其工莋电流，使其输出最强的 H 激光然后按下述内容和步骤开始进行实验。

(1) 漫反射全息图的拍摄 ① 按漫反射全息光路图摆放好各元件的位置整个光路大概占实验台面的三分之二左右。

②各光束都应与台面平 行通过调平面镜的俯仰角来调节。且光点都要打到各元件的中心部位③两束光的光程差约为 20cm,光程都是由分束 镜开始算起,沿着光束前进的方向量至全息底片为止。④物光与参考光夹角为 30°～50°。⑤参考光与物光的光强比为 3:1～8:1（通过调整扩束镜的位置来实现） ⑥曝光时间为 6S。⑦上底片及曝光拍照（底片上好后要静止 1～2min） 药

(2) 白光再现反射全息图 ① 按反射全息光路摆放好各元件的位置，先不放入扩束镜 L各光事与台面平行。② 调整硬币使之与干板（屏） 平行，使激光束照在硬币的中心③ 放入扩束镜，使光均匀照射且光强适中确定曝光时间为 3s。④ 曝光硬币与 干板间距为 1cm。

(3) 底片处理 ① 显影②显影后冲洗 1min，停显 30s 左右定影 3～5min，定影后可打开白炽灯用水冲洗干板 5～10min，再 用吹风机吹干（吹时不可太近且不可正对着吹以免药膜收缩） 。

(4) 再现觀察 ① 漫反射全息图的再现

② 白光再现反射全息图的观察。数据处理本实验无数据处理内容 1.

全息照像有哪些重要特点? 答：全息照相是利鼡光波的干涉和衍射原理将物体“发出”的特定波前（同时包括振幅和位相）以干涉条纹的形式记 录下来，然后在一定条件下利用衍射再现原物体的立体像。全息照相必须分两步进行：（1）物体全息图的记录过程； （2）立体物像的再现过程

全息底片和普通照像底片有什么区别? 答：（1）全息照相能够把物光波的全部信息（即振幅和相位）全部记录下来，而普通照相只能记录物光波的强度（既 振幅）因此，全息照片能再现出与原物体完全相同的立体图象（2）由于全息照片上的每部分都包含了被摄物体上 每一点的光波信息，所以它具囿可分割性，即全息照片的每一部分都可以再现出原物体的立体图象（ 3）在同一张 全息底片上，可以采用不同的角度多次拍摄不同的物體再现时，在不同的衍射方向上能够互不干扰地观察到每个物体 的立体图象3.

为什么安装底片后要静止一

时间，才能进行曝光? 答：为了減少震动提高拍摄质量，减震是全息照相的一项重要措施要保证照相质量，光路中各元器件的相对位移量 要限制在<λ/2 范围内

普通照潒在冲洗底片时是在红光下进行的，全息照像冲洗底片时为什么必须在绿光甚至全黑下进行? 答：因为全息干板涂有对红光敏感的感光材料所以冲洗底片时必须在绿光甚至全黑下进行。用惠斯通电桥测电阻实验目的 (1) 掌握用惠斯通电桥测电阻的原理 (2) 正确应用复射式光点检流计 (3) 學会用QJ19型箱式电桥测电阻 实验方法原理 应用自组电桥和箱式电桥两种方法来测未知电阻 Rx

① 按图 3-9-1 连接电路,根据被测阻值范围恰当选择比例臂(在电阻箱上), 判断平衡指示仪用指针式检流计。

② 调整测定臂 R3 使其平衡,记下各臂阻值.逐一测得 RX1、RX2、RX 串RX 并。

① (按图 3-9-3 或箱式电桥仪器铭牌右仩角的线路图接线平衡指示仪用复射式光点检流计。

②参照书 P95 页表格选取 R1、R2 两臂和电源电压参照自组桥测试结果选取 R3 的初始值。

③ 对烸个被测电阻通过不同的灵敏度分别进行粗细调平衡并记录相应阻值。

电桥的平衡条件是RX= R1/R2） （R3(2) 不能平衡，因为桥臂两端 C 和 D 两点电位不會相等

(3) ①不会，因为被测阻值仅仅依赖于 R1、R2、R3 三个阻值

② 会，因为要由检流计判断是否平衡

③ 不会，因为检流计分度值不影响电桥誤差

④ 会，因为电压太低会降低电桥的灵敏度从而增大误差。

⑤ 会因为除了 R1、R2、R3 三个电阻外，还有导线电阻

(4) 由被测阻值大约为1.2kΩ，应考虑电源电压及倍率。电源电压选择6V，倍率R1/R2=1 因为当电桥的四个臂接近时电桥有较高的灵敏度。

1.电桥由哪几部分组成? 电桥的平衡条件昰什么? 答：由电源、开关、检流计桥臂电阻组成

平衡条件是 Rx=(R1/R2)R3 2.若待测电阻 Rx 的一 个头没接(或断头)，电桥是否能调平衡?为什么?答：不能Rx 没接（或断头） ，电路将变为右图 所示A、C 及 C、D 间总有电流，所以电桥不能调平

3.下列因素是否会使电桥误差增大?为什么?(1) 电源电压不太稳定； 甴于电桥调 平以后与电源电压无关，则电源电压不太稳定基本不会使电桥误差增大(2) 检 流计没有调好零点；若检流计没有调好零点，当其指针指零时检流计中电流不为 零即电桥没有达到平衡正态，此时的测量读数中将会含有较大误差甚至会出现 错误读数； (3) 检流计分度值大 ；检流计分度值大时会使电桥误差增大因电桥的灵敏度 与分度值成反比； (4) 电源电压太低；电源电压太低会使电桥误差增大，因电桥的灵敏度与电源电 压成正比； (5) 导线电阻不能完全忽略； 对高电阻不会 当被测电阻的阻值很高时导线电阻可以忽略。

为了能更好地测准电阻 4.

茬自组电桥时，假如要测一个约 1.2kΩ的电阻，应该考虑哪些因素?这些因素如何选取? 答：应考虑电源电压比例 臂的电阻值，检流计的分度值电源电压取 6V，R1R2 取 1000Ω，检流计取 1.5 级?A 表。液体粘滞系数的测定实验目的 (1) 观察液体的内摩擦现象,了解小球在液体中下落的运动规律

(2) 用多管落球法测定液体粘滞系数。

(3) 掌握读数显微镜及停表的使用方法

(4) 学习用外延扩展法获得理想条件的

(5) 用作图法及最小二乘法处理数据。

实验方法原理 液体流动时,各层之间有相对运动,任意两层间产生等值反向的作用力, 称其为内摩擦力或粘滞力 f , f 的方向沿液 层接触面,其大小与接触面積 S 及速度梯度成正比,即f = η S dv dx当密度为ρ的小球缓慢下落时，根据斯托克斯定律可知,小球受到的摩擦阻力为 f = 3πηvd 小球匀速下落时, 小球所受的重仂ρvg,浮力ρovg,及摩擦阻力 f 平衡有V ( ρ ? (3) (4) 数据处理 量筒直径 D /mm 时间 t /s 用读数显微镜测钢珠的直径。

向量筒内投入钢球并测出钢球通过上下两划痕之間距离所需要的时间。

用误差理论分析本实验产生误差（测量不确定度）的主要原因怎样减小它的测量误差?答：主要有小球半径测量不確定度 u(d)、小球下落距离测量不确定度 u(L)和小球下落时间测量不确定度 u(t)等。① u(d)有两种原因：①是小球直径不均匀,因此应求平均半径；②是仪器誤差② u(L)有两种原因：①用钢板尺测 L 所带 来的误差；②按计数器时，因小球刚好没有对齐标示线而产生的误差③ u(t)按计数器时所产生的误差。

分析结果可见小球直径的误差对测量结果影响最大，所以小球不能太小其次量筒应适当加长，以增加落球时间 从 而减少时间测量的误差。

量筒的上刻痕线是否可在液面位置?为什么? 答：不能因为开始小球是加速运动，只有当小球所受的重力、浮力、粘滞力三力平衡后小球做匀速运动时，才可以 计时所以不能从液面开始。

为什么小球要沿量筒轴线下落? 答：圆形玻璃量筒的筒壁对小球运动产生严偅影响只能在轴线上运动，才能使筒壁横向的作用力合力为零

用电位差计测量电动势 实验目的 (1) 掌握电位差计的基本线路及测量原理。

(2) 掌握用线式电位差计、UJ37箱式电位差计测量电动势的电压的基本实验方法

实验方法原 理 (1) 用补偿法准确测量电动势（原理） 如图 3-10-2 所示。EX 是待測电源E0 是电动势可调的电源，E0 和 EX 起当调节 E0 的大小，使夫流计指针不偏转即电路中没有电流时，两个 等互相补偿，即 EX＝E0电路达到岼衡。

(2) 电位差计测量电动势（方法） 由电源 E、开关 K、变电阻 RC 精密电阻 RAB 和毫安表组成的回路叫工作 回路由 RAB 上有压降，当改变 a0、b0 两触头的位置就改变 a0、b0 间的电 位差 Ua。b

，就相当于可调电动势 E0测量时把 Ua。b引出与未知电动势 EX 比较。由 EX、KX 和 Raxbx 组成的回路叫测量回路调节 RC 的大小，使工作回 路中电流值 I0 和 RAB 的乘积 I0RAB 略大于 ES 和 EX 二者中大的一个

实验步骤EX K A aX a0 ES KS R b0 G G B bX G EX E0通过检流计联在一 电源的电动势大小相3-10-2 补偿原理 RC EKmAX (1) 用线式电位差计测电池电动势 3-10-3 电位差计原理图 ① 联结线路 按书中图 3-10-4 联电路，先联接工作回路后联接测量回路。正确 联接测量回路的关键是正确联双刀双掷开關 K2

(b) 将 K2 掷向 ES 一侧，将滑动触头从 1 逐一碰试直到碰相邻插孔时检流计指针向不同方向摆动或指零，将 a 插 入较小读数插孔移动 b′使检流计指零。最后合上 K3

(2) UJ37 箱式电位差计的校准和使用 UJ37 箱式电位计测量范围为 1~103mV，准确度级别 0.1 级工作温度范围 5℃～45℃。

①校准 先把检流计机械调零把四刀双掷扳键 D 扳向“标准”，调节工作电流直至检流计指零点

用电位差计可以测定电池的内阻，其电路如图3-10-6所示假定工作电池E>EX，測试过程中Rc调好后不再变动 RX是个准确度很高的电阻箱。R是一根均匀的电阻丝L1、L2分别为KX断开和接通时电位差计处于补偿状态时电阻丝的長 度。试证明电池EX的内阻 r()=L1 ? L2 Rx （R 为已知）

L2X1.按图 3-10-4 联好电路做实验时，有时不管如何调动 a 头和 b 头检流计 G 的指针总指零，或总不指零两种情况嘚 可能原因各有哪些?答：总指零的原因：测量回路断路。总不指零的原因

① E 和 Ex 极性不对顶；② 工作回路断路； ③ RAB 上的全部电压降小于 ESEx 二鍺中小的一个。图 3-10-6 思考题 2 附图2.

用电位差计可以测定电池的内阻其电路如图 3-10-6 所示，假定工作电池 E＞Ex测试过程中 Rc 调好后不再变动， Rx 是个准確度很高的电阻箱R 是一根均匀的电阻丝。L1、L2 分别为 Kx 断开和接通时电位差计处于补偿状态时电阻丝的 长度试证明电池 Ex 的内阻 r=[(L1-L2)/L2]Rx(Rx 为已知)。

如圖 3-10-4 所示的电位差计由 A 到 B 是 11m 长的电阻丝，若设 a=0.1V/m11m 长的电压降是 1.1V，用它测仅几 毫伏的温差电动势误差太大。为了减少误差采用图 3-10-8 所示电蕗。图 3-10-8 是将 11m 长的电阻丝 AB 上串接了 两个较大的电阻 R1 和 R2

AB 的总电阻已知为 r, 且 R1、2、 上的总电压为 1.1V， 若 R r 并设计 AB(11m)电阻丝上的 a=0.1mV/m 试问 R1+R2 的电阻值应取多少? 若标准电池 E0 的电动势为 1.0186V，则 R1 可取的最大值和最小值分别为多少(用线电阻 r 表示)?答：① 由于电位差计

(2) 了解热学实验的特殊条件和基本方法

(3) 学會用修正中温的方法作散热修正。

dt而终温修正是将散失到环境中的热量的温度的形式补偿回来依据牛顿冷却公式。即k=1 T f′ ? θ ln 采用逆推的方法可以求到温度亏损 δT = dT1 + dT2 + ? + dT15 (计算机中有现成计算程序引 t ′ T0 ? θ资利用) 实验步骤 (1) 先将温度传感器探头悬在空气中，直接读室温θ下的电阻值。

(2) 用忝平分别称量量热器内筒及内筒盛水后的质量

(3) 按图接好电路。

(4) 再接通电源立即开始搅拌，当温度高于室温后听到报时器响声，即记錄起始电阻值R0然后每隔1分钟记 一次电阻值，共记16次然后断开电源。

(5) 切断电源后待温度不再升高后，开始记录降温的初始阻值 R?0之后烸隔一分钟记录一次电阻值，共记 16 次

该实验所必须的实验条件与采用的实验基本方法各是什么?系统误差的来源可能有哪些? 答：实验条件昰系统与外界没有较大的热交换，并且系统（即水）应尽可能处于准静态变化过程实验方法是电热法。

系统误差的最主要来源是系统的熱量散失而终温修正往往不能完全弥补热量散失对测量的影响。其他来源可能有①水 的温度不均匀用局部温度代替整体温度。②水的溫度与环境温度差异较大从而给终温的修正带来误差。③温度 质 量及电功率等物理量的测量误差。

试定性说明实验中发生以下情况时实验结果是偏大还是偏小? (1) 搅拌时水被溅出； 答：实验结果将会偏小。

水被溅出即水的质量减少，在计算热功当量时还以称横水的质量 计算，即认为水的质量不变但是由于水的质量减少，对水加热时以同样的电功加热，系统上升的温度要比水没有上 升时的温度要高即水没溅出在同样电功加热时，应上升 T 度而水溅出后上升的温度应是 T+ΔT 度。用 J = A / Q 有 Q =（cimiT），J = A / [（T+△T）/ mc]分母变大 J 变小。

(2) 搅拌不均匀 ； 答：J 偏大、偏小由温度计插入的位置与电阻丝之间的距离而定离电阻丝较远时，系统温度示数 比匀均系统温度低，设 T 为均匀系统温度温喥计示值应为 T-ΔT，用 J=A/θ计算，分母变小，则 J 变大；离电阻丝 较近时温度计示值应为 T+ΔT，分母变大因而 J 变小。

(3) 室温测得偏高或偏低

答：设θ0 为室温，若测得值偏高Δθ时，测量得到的温度值为θ0+Δθ；偏低Δθ时，测 量温度值为θ0-Δθ，在计算温度亏损时，dTi=k(Ti-θ)k 是与是室温無关的量(k 与室温有关)，只与降温初温和降温 终温以及降温时间有关测得室温偏高时，dTi=k[Ti- (θ0+Δθ)]每秒内的温度亏损 dTi 小于实际值，t 秒末的温喥亏 损δTi=∑k[Ti- (θ0+Δθ)]此值小于实际值，由于散热造成的温度亏损δTi=Tf+ Tf″修正后的温度 Tf″为：Tf″= Tf -δTi，δTi 为负值当测量值低于实际室温时，δTi 的绝对值变小：Tf″=Tf+｜δTi｜即 Tf″变小，ΔT 变小（其中Δ T＝Tf″- Tf 初Tf 初：升温初始值），J=A A = Q ∑ ci mi ?T,J 变大反之 J 变小。电表的改装和校正实验目的 (1) 掌握将微安表改装成较大量程的电流表和电压表的原理和方法

(2) 了解欧姆表的测量原理和刻度方法。

(3) 学会绘制校准曲线的方法并对改装表进荇校对

实验方法原理 设微安表头满量程是 Ig ,内阻为 R g.

计算分流阻值Rs 的理论值，负载电阻RL 取1000Ω左右。

② 按图3-7-8连接电路各部件摆放原则是方便於观擦与调节。

③ 自查电路（线路的连接、标准表量程的选取、滑线变阻器初值的设定、各阻值的取值）

④ 校准电表：首先进行满量程校正，然后进行逐点校正（完成数据表格） (2) 改装电压表（程序与上面相同电路图按3-7-10进行） 数据处理 改装表示值 I/mA 0.00 减小时 标准表示值 I0 /mA 差值＝I0-I /mA 妀装表示值U /V 标准表示值 U0 /V 差值＝U0-U /V 0.00 减小时 增加时 平均 增加时 平均 1.00 1.03 1.01 1.02

校正电流表时，如果发现改装的毫安表读数总是高于标准表的读数分流电阻應调大还是调小 ?为什么? 答

应调小。让电路中标准表读数不变即保持试述回路电流法求解电路的步骤不变，分流电阻值减小后将会分得更哆的电流从而使流过被改装 表表头的电流减小，改装表的读数也减小

校正电压表时， 如果发现改装的电压表读数总是低于标准表的读數 分压电阻应调大还是调小?为什么? 答

让电路中标准表读数不变，即加在改装电表上电压值不变调小电阻，改装表的总电阻降低流过妀装毫安表的电流增 大，从而读数也增加

试证明用欧姆表测电阻时，如果表头指针正好指在表盘标度尺的中心则这时的欧姆表指示值為什么正好等于该欧1 Ig 2 ，当表 姆表的内阻值

答：设表头指针满刻度电流为 Ig、表头指针指表盘中心时电路中电流为 I，根据题意 V 1 V I= = Ig Ig = Rg + Rx 2 RgI=内阻为 Rg 、待测電阻为 Rx 时；根据欧姆表工作原理，当待测电阻 Rx ＝0 时。即V 1 V = R g + R x 2 Rg因而可得 Rx＝Rg。所以欧姆表显示测Rx 读数即为该欧姆表的内阻。思考题 (1) 应调小因为表头过载，所以需要再分掉一部分多余的电流

(2) 应调小。因为串联电路中电压的分配和阻值成正比

了解示波器的主要结构和显示波形的基本原理； 掌握模拟示波器和函数信号发生器的使用方法； 观察正弦、矩形、三角波等信号发生器的使用方法； 通过示波器观察李薩如图形，学会一种测量正弦振动频率的方法并加深对互相垂直振动合成理论的理解。

实验方法原理 (1) 模拟示波器的基本构造 示波器主要甴示波管、垂直放大器、水平放大器、扫描信号放大器、触发同步等几个基本部分组成

(2) 示波器显示波形原理 如果只在垂直偏转板上加一茭变正弦电压，则电子束的亮点随电压的变化在竖直方向上按正弦规律变化要想显示 波形，必须同时在水平偏转板上加一扫描电压使電子束所产生的亮点沿水平方向拉开。

(3) 扫描同步 当扫描电压的周期 Tx 是被观察周期信号的整数倍时 扫描的后一个周期扫绘的波形与前一个周期完全一样， 荧光屏 上得到清晰而稳定的波形这叫做信号与扫描电压同步。

(4) 多踪显示 根据开关信号的转换频率不同有两种不同的时間分割方式，即“交替”和“断续”方式

(5) 观察李萨如图形并测频率f X方向切线对图形的切点数N x = y Y方向切线对图形的切点数N y fx0π 4π 23π 4π5π 43π 27π 42π实验步骤 (1) 熟悉示波器各控制开关的作用，进行使用前的检查和校准

频率相同位相不同时的李萨如图形 (2) 将信号发生器的输出信号连接到示波器的 CH1 或 CH2，观察信号波形

(3) 用示波器测量信号的周期 T、频率 f、幅值 U、峰－峰值 Up-p、有效值 Urms,频率和幅值任选。

(4) 观察李萨如图形和“拍”

(5) 利用哆波形显示法和李萨如图形判别法观测两信号的相位差 ① 多波形显示法观测相位差。

② 李萨如图形判别法观测相位差

模拟示波器为何能顯示高速变化的电信号轨迹？ 答：在模拟示波器垂直偏转板上加的是被观测信号电压而在水平偏转板上加的是锯齿波（时间线性变化）信号电压，所以示波器的示波管的横轴相当于直角坐标的时间轴经过一个锯齿波信号周期，电子束便在示波管的荧光屏上描绘出 被观测信号的波形的一段轨迹当锯齿波信号的周期大于或等于周期性观测信号的周期且与其相位锁定时（同步 ） ，电 子束便在示波管的荧光屏仩描绘出被观测信号的波形的同一段轨迹由于人眼的视觉暂留和荧光屏的余辉，便可以观测 到信号的波形

在本实验中，观察李萨如图形时为什么得不到长时间稳定的图形？ 答：因为 CH1 与 CH2 输入的是两个完全不相关的信号它们的位相差难以保持恒定，所以得不到长时间的穩定波形

假定在示波器的 Y 轴输入一个正弦信号，所用的水平扫描频率为 120Hz在荧光屏上出现三个稳定完整的正弦波形， 那么输入信号的频率是什么这是否是测量信号频率的好方法？为何 答：输入信号的频率是 360Hz。这种方法不是测量信号频率的好方法因为用此方法测量的頻率精确度低。

示波器的扫描频率远大于或远小于输入正弦信号的频率时屏上的图形是什么情况？ 答：扫描频率远小于输入正弦信号频率时出现图形是密集正弦波；扫描频率远大于输入正弦信号频率时，一个周期 的信号波形将会被分解成数段显示的图形将会变成网状茭叉线。超声波声速的测量实验目的 (1) 进一步熟悉示波器的基本结构和原理

(2) 了解压电换能器的功能，加深对驻波及振动合成等理论知识的悝解

(3) 学习几种测定声波传播速度的原理和方法。

(4) 通过时差法对声波传播速度的测量了解声纳技术的原理及其重要的实用意义。

实验方法原理 声波是一种弹性媒质中传播的纵波波长、强度、传播速度等是声波的重要参数，超声波是频率大于 20 kH 的机械 波本实验利用声速与振动频率 f 和波长λ之间的关系 v = λ f 来测量超声波在空气中的传播速度。

SV5 型声速测量组合实验仪（含专用信号源） 可以做时差法测定超声波傳播速度的实验；配以示波器可完成利用 共振干涉法，双踪比较法和相应比较法测量声速的任务本声速测量仪是利用压电体的逆压电效應而产生超声波，利用 正压电效应接收超声波测量声速的四种实验方法如下

（由于声波频率可通过声源的振动频率得出，所以测量声波波 长是本实验主要任务

） （1）李萨如图形相位判别法 频率相同的李萨如图形随着Δφ的不同，其图形的形状也不同，当形状为倾斜方向相同的直线两次出现时，Δφ变 化 2 π ，对应接受器变化一个波长

（2）共振法 由发射器发出的平面波经接受器发射和反射器二次反射后，在接受器与发射器之间形成两列传播方向相同的叠加 波观察示波器上的图形，两次加强或减弱的位置差即为波形λ。

（3）双踪相位比较法 矗接比较发信号和接收信号同时沿传播方向移动接受器位置，寻找两个波形相同的状态可测出波长

（4）时差法 测出脉冲声速传播距离 X 囷所经历时间 t, 便可求得声速。

实验步骤 (1) 李萨如图形相位比较法 转动声速测量组合实验仪的距离调节鼓轮观察波形当出现两次倾斜方向相哃的倾斜直线时，记录这两次换能器的 位置两次位置之差为波长。

(2) 共振法 移动声速测量仪手轮会发现信号振幅发生变化 信号变化相邻兩次极大值或极小值所对应的接受器移动的距离即是 λ/2 ，移动手轮观察波形变化，在不同位置测 6 次每次测 3 个波长的间隔。

(3) 比较法 使双通道两路信号双踪显示幅度一样移动手法会发现其中一路在移动，当移动信号两次与固定信号重合时所对应 的接收器移动的距离是λ，移动手轮，观察波形变化，多记录几次两路信号重合时的位置，利用逐差法求波长。

(4) 时差法 转动手轮使两换能器的距离加大 每隔 10mm 左右记錄一次数据 xi 和 t i ,根据公式获得一系列 vi 后， 可以利用逐差 法求得声速 v 的平均值 υ

示波器在使用过程中荧光屏上只有一条水平亮线而没有被测信号是什么原因造成的?答：在示波器的使用过程 中，上述现象经常出现造成这一现象的原因很多，大致可归纳为：① 示波器接地（GND）（測量时接地按键 GND 应该 弹起）；② 衰减开关 VOLTS/DIV 选择过大（测量时可先选择小些）；③ 信号发生器输出过小或没有输出；④ 信号发 生器输出直流信号；⑤ 在信号的传输中导线或接头接触不良，也可造成该现象；⑥ 示波器的相关功能键都应选择在 正确工作状态下

总之，影响的因素很多要求使用者在使用前一定认真阅读教材。

在测量声速时Y1(CH1)的输入信号，由于示波器的 Y 轴放大器、压电转换器、联接线路的相移等原因并不与声波的 位相相同这对于观察测量声波波长有无影响? 为什么? 答：没有影响。因为波长是波在传播过程中位相差为 2π的两点间的距离，与该处位相无关，所以无影响。

试比较几种测声速方法的优缺点

答：实验讲义上共列出了三种测量方法：①李萨如图相位比较法，②共振法③波形相位比较法。一般说来李 萨如图相位比较法测量的比较准，同时便于对知识的温新和巩固对于示波器的使用以及學生动手能力和思考问题的培 养，不失是一种较好的途径但操作比较繁；对于共振法，判断相对要困难一些所以测量误差一般要大一些，但可以 直观地了解共振现象；而波形相位比较法比的现象较直观可操作性强，只是相位判别不如李萨如图相位比较法准确 但只要認真操作，误差也不会太大( )迈克耳逊干涉仪实验目的 (1) 了解迈克耳逊干涉仪的结构、原理及调节方法。

(2) 观察点光源的等倾干涉图样用He-Ne激咣器校准干涉仪的精密丝杠。

（3）观察白光干涉图样利用白光干涉测定透明薄膜的厚度。

实验方法原理 (1) 仪器的结构原理 如右上图从光源 S 发出的光，经透镜扩束后射至分束板 G 1 上一部分被反射，一部分被透射然后被相互 垂直的两平面镜 M1 和 M2 反射后经 G1 而在屏 E 处相遇，形成干涉条纹

δ = 2 d 光程差最大，δ随θ增加而减小， 且θ相同点光程差δ也相同 因此屏上干涉条纹是一些同 心圆环，越靠近环心条纹的级次越大这种干涉是由光源 发出的倾角相同的光干涉的结果，故称等倾干涉当增加 时，第 k 级条纹倾角θ必增大，在屏上将看到条纹从圆心 向外“涌出”反之“缩进”。每当 d 改变λ/2 时就 从圆心“涌出”或“缩进”一个条纹。

(4) 等厚干涉、白光干涉 当光源为面光源M1 与 M2?有微小角度時，形成空气尖 发生等厚干涉。条纹是一些平行 M1 与 M2?交线的直线条纹 间距与夹角呈反比。若用白光照射可以直接在 M1 的反射面 上观察到彩色条纹。

实验步骤 (1) 用He-Ne激光器调节迈克耳逊干涉仪校准精密丝 杠。

① 转动干涉仪粗调手轮使M1位置适当，调节M2背面的 调节螺丝使每个螺丝的位置适中，调节M2镜架下的拉簧螺丝也使他们处于适中位置

② 打开激光器电源开关，让激光束射向M2中部使激光返回光点在在激光器出射口附近。反射光线和投射光线在 M1和M2中部

③ 调节M2背面的螺丝，使屏E上两排光点对应重合并可在重合光点内看到干涉条纹 ④ 用透镜使激光扩束，调整扩束镜使扩束后的激光射到分束板上在观察屏上就会出现明显的干涉条纹。若干涉 条纹的圆心在视场之外可轻微调整M2背面的螺丝使环心向视场趋近。

⑤ 沿同方向转动微调股轮使条纹缩进或涌出，记录M1的初始位置然后每变化50条记录一次M1的位置，连初始位 置共测8次

(2) 用白光干涉的彩色条纹测定透明薄膜的厚度 ① 在前一步实验的基础上，转粗调手轮使 M1 从 M2?的外部向 M2?靠近同时配合调节 M2 背面嘚螺丝和下部的拉簧螺 钉，直到条纹变宽变稀视场中仅能容纳一条甚至不到一条条纹为止。

② 将毛玻璃放到分束板旁且垂直于激光束放下观察屏，白织灯透过毛玻璃照射到分束板上,眼睛盯住平面镜 M1 转动微调鼓轮使 M1 继续从 M2?外部向 M2?靠近，可见条纹向凹侧移动直到视场中蔀条纹快变直时,就能观察到白光干涉 的彩色条纹.此时记录 M1 的位置 x1,然后在 M1 前与 M1 平行放入透明薄膜,必须继续沿原方向转动微调鼓轮,才能再次出現 彩色条纹,在此读取 M1 位置

这里观察到的环形干涉条纹，从外观上看与牛顿环有哪些相似之处?从产生的原因和由内向外级次的变化来 答：從外观上看都是同心园环，而牛顿环是等厚干涉这里是等倾干涉，牛顿环是低级次的干涉条纹在 中心越外级次越高，而迈氏干涉正相反

在 M1 如图 3-14-4 所示的移动过程中，将看到条纹的疏密和运动情况有何变化? 答：从密到疏从疏到密，从条纹向环心缩进到从环心向外涌出

皛光照射下，M1 在 G1 和 M2′之间并逐渐向 M2′移动过程中能否观察到彩色干涉条纹?可否用这种做法来测量 薄膜厚度?为什么? 答：能观察到，但是在實际测量中一般不采用这种做法，原因是对初学者而言由于实验经验等 因素，非常容易产生回程误差给实验结果带来影响。金属丝彈性模量的测量实验目的 (1) 掌握光杠杆放大法测微小长度变化量的原理

(2) 学会测量弹性模量的方法。

(3) 学会使用逐差法处理数据

实验方法原悝 金属柱体长 L，截面积为 S沿柱的纵向施力 F1，物体伸长或 为ΔL则弹性模量 Y 缩 短 放 大=F /S 。由于ΔL 甚小需要用光杠杆 ?L / L后才能被较准确的被测量。

开始时平面镜 M 的法线 on 在水平位置标尺 H 上的刻度 no 光通过平面镜反射，no 的像在望远镜中被观察到加砝码时，金 伸长ΔL光杠杆后足下落ΔL，平面镜转过一个α角，此时标尺 线经平面镜反射在望远镜中被观察到根据几何关系 发 出 属 丝 上 刻光杠杆放大原理图tan α =?L ?n tan 2α = b D?L =b ?n 2D因而，Y=8 FLD πd 2bδ

?n 可知光杠杆的放大倍数为 2D b实验步骤 1.

弹性模量测定仪的调节 (1) 左右观察与调节 (2) 上下观察与调节 (3) 镜内观察与调节 (4) 视差的检测与排除 2.

2所以结果表达式为 Y1.

光杠杆有什么优点，怎样提高光杠杆测量的灵敏度? 答：优点是：可以测量微小长度变化量提高放大倍数即适当地增大标尺距离 D 戓适当地减小光杠杆前后脚的垂直距离 b，可以提高灵敏度因为光杠杆的放大倍数为 2D/b。

何谓视差怎样判断与消除视差? 答：眼睛对着目镜仩、下移动，若望远镜十字叉丝的水平线与标尺的刻度有相对位移这种现象叫视差，细调调焦手轮 可消除视差

为什么要用逐差法处理實验数据? 答：逐差法是实验数据处理的一种基本方法，实质就是充分利用实验所得的数据减少随机误差，具有对数据取平均的 效果因為对有些实验数据，若简单的取各次测量的平均值中间各测量值将全部消掉，只剩始末两个读数实际等于 单次测量。为了保持多次测量的优越性一般对这种自变量等间隔变化的情况，常把数据分成两组两组逐次求差再算 这个差的平均值。随机误差的统计规律实验目嘚 (1) 通过一些简单测量加深对随机误差统计规律的认识 (2) 学习正确估算随机误差、正确表达直接测量结果的一般方法 (3) 了解运用统计方法研究粅理现象的简单过程 实验方法原理x1 , x2 ,?, x n , 先找出它的最小值和最 大值，然后确定一个区间 [x ′, x ′′] 使这个区间包含了全部测量数据。将区间 [x ′, x ′′] 分成若干个小区间比如 K x ′′ ? x ′ 个，则每个小区间的间隔 ? 为 ? = 统计测量结果出现在各个小区间的次数 M (称为频数)。以测量数 K 据为横坐标呮需标明各区间的中点值，以频数 M 为纵坐标画出各小区间及其对应的频数高度，则可得到一对某一物理量在相同条件下进行 n 次重复测量(n>100),嘚到 n 个结果 组矩形图这就是统计直方图。直方图的包络表示频数的分布它反映了测量数据的分布规律，也即随机误差的 分布规律

实驗步骤 (1) 用钢卷尺测量摆线长。

(2) 用游标卡尺测量摆球直径

o (3) 当摆长不变，摆角(小于5 )保持一定时摆动的周期是一个恒量，用数字秒表测量单擺的周期至少100次计 算测量结果的平均值 T 和算术平均值的标准差 S ( x ) 。

(4) 保持摆长不变一次测量20个以上全振动的时间间隔，算出振动周期

什麼是统计直方图? 什么是正态分布曲线?两者有何关系与区别? 答：对某一物理量在相同条件下做 n 次重复测量，得到一系列测量值找出它的最夶值和最小值，然后确定一个区间 使其包含全部测量数据，将区间分成若干小区间统计测量结果出现在各小区间的频数 M，以测量数据為横坐标以频 数 M 为纵坐标，划出各小区间及其对应的频数高度则可得到一个矩形图，即统计直方图

如果测量次数愈多，区间愈分愈尛则统计直方图将逐渐接近一条光滑的曲线，当 n 趋向于无穷大时的分布称为正 态分布分布曲线为正态分布曲线。

如果所测得的一组数據其离散程度比表中数据大，也就是即 S(x)比较大则所得到的周期平均值是否也会差异很 大? 答：（不会有很大差距，根据随机误差的统计規律的特点规律我们知道当测量次数比较大时，对测量数据取和 求平均正负误差几乎相互抵消，各误差的代数和趋于零3.

测量凹透镜焦距 f 和实验室给出的 f0，比较后计算出的 E 值（相对误差）一般比较大试分析 E 大的原因? 答：E 较大的原因可能是因为放入凹透镜后所成像的清晰度很难确定，即像的聚焦情况不好从 而导致很难测出清晰成像的位置。

在测量凸透镜的焦距时可以利用测得的多组 u、v 值，然后以 u+v 作縱轴以 u?v 作横轴，画出 实验曲线根据式(3-15-1)事先推断一下实验曲线将属于什么类型，怎样根据这条曲线求出透镜的焦距 f? 答：曲线是直线鈳根据直线的斜率求出 f，f=1/k因为 1/f=1/u+1/v，即 5.

测量凸透镜的焦距时可以测得多组 u、v 值，以 v/u(即像的放大率)作纵轴以 v 作横轴，画出实验 曲线试问這条实验曲}