电路实验思考题答案
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六思考题
1.校正毫安表时,如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏高[例如,改装表90.0格时相应的电流值为90.0格⨯C(分度值)(mA/格)=9.00mA,但这时标准表的读数还不满9.0mA]。
试问要达到标准表的数值,此时改装表的分流电阻R s应调大还是调小?为什么?答:调小。
因为当标准表的读数还不满9.0mA,而改装表上相应的电流值已经9.00mA。
这说明分在改装表上的电流偏大,则改装表的分流电阻R s上的电流偏小,因此需要调小分流电阻R s 以达到提高分在分流电阻R s上的电流的目的。
2.校正电压表时,如果发现改装电表的读数相对于标准表的读数都偏低[例如,改装表90.0格时相应的电压值为90.0格⨯(分度值)(mA/格)=0.90V,但这时标准表的读数已超过0.90V]。
试问要达到标准表的数值,此时改装表的分流电阻R m应调大还是调小?为什么?答:调小。
因为当标准表的读数已超过0.90V,而改装表上相应的电压值才0.90V。
这说明分在改装表上的电压偏小,则分在改装表的分流电阻R s上的电压偏大,因此需要调小分流电阻R s 以达到减小分在分流电阻R s上的电压的目的。
3.用欧姆表测电阻时,如果表头指针正好指在标度尺的中心处,则该欧姆表的内阻值为多少?
答:根据全电路的欧姆定律,可知该欧姆表的内阻值就是表头指针指在标度尺的中心处的电阻值。
大学物理实验思考题参考答案目录一、转动惯量:二、伏安法与补偿法三、混沌思考题四、半导体PN结五、地磁场六、牛顿环七、麦克尔逊干涉仪八、全息照相九、光电效应十、声速测量十一、用电位差计校准毫安表十二、落球法测量液体的黏度十三、电子束偏转与电子比荷测量十四、铁磁材料磁化特性研究十五、光栅衍射十六、电桥十七、电位差计十八、密立根油滴十九、模拟示波器二十、金属杨氏摸量二十一、导热系数二十二、分光计二十三、集成霍尔传感器特性与简谐振动一、转动惯量:1、由于采用了气垫装置,这使得气垫摆摆轮在摆动过程中受到的空气粘滞阻尼力矩降低至最小程度,可以忽略不计。
但如果考虑这种阻尼的存在,试问它对气垫摆的摆动(如频率等)有无影响?在摆轮摆动中,阻尼力矩是否保持不变?答:如果考虑空气粘滞阻尼力矩的存在,气垫摆摆动时频率减小,振幅会变小。
(或者说对频率有影响,对振幅有影响)在摆轮摆动中,阻尼力矩会越变越小。
2、为什么圆环的内、外径只需单次测量?实验中对转动惯量的测量精度影响最大的是哪些因素?答:圆环的内、外径相对圆柱的直径大很多,使用相同的测量工具测量时,相对误差较小,故只需单次测量即可。
(对测量结果影响大小)实验中对转动惯量测量影响最大的因素是周期的测量。
(或者阻尼力矩的影响、摆轮是否正常、平稳的摆动、物体摆放位置是否合适、摆轮摆动的角度是否合适等)3、试总结用气垫摆测量物体转动惯量的方法有什么基本特点?答:原理清晰、结论简单、设计巧妙、测量方便、最大限度的减小了阻尼力矩。
二、伏安法与补偿法1、利用补偿法测量电阻消除了伏安法的系统误差,还可能存在的误差包括:读数误差、计算产生的误差、仪器误差、导线阻值的影响等或其他。
2、能利用电流补偿电路对电流表内接法进行改进:三、混沌思考题1、有程序(各种语言皆可)、K值的取值范围、图 +5分有程序没有K值范围和图 +2分只有K值范围 +1分有图和K值范围 +2分2、(1)混沌具有内在的随机性:从确定性非线性系统的演化过程看,它们在混沌区的行为都表现出随机不确定性。
电路各实验思考题第一篇《电路各实验的那些事儿》朋友,您知道吗?电路实验可有意思啦!就比如说,咱们家里的电灯为啥能亮,风扇为啥能转,这里面都藏着电路实验的奥秘。
想象一下,您在一个实验室里,面前摆着一堆电线、电池、灯泡啥的。
您通过连接这些东西,灯泡突然亮了,那种感觉是不是特神奇?就像变魔术一样。
我有个朋友,他第一次做电路实验的时候,手忙脚乱的,不是接错了线,就是电池装反了。
但经过几次尝试,他终于成功让小风扇转起来了,那高兴劲儿,别提了!电路实验就是这样,不断尝试,不断探索,就能发现好多好玩的东西。
第二篇《来聊聊电路实验》嘿,大伙!今天咱们来聊聊电路实验。
您想啊,电路就像是一条条看不见的小路,电流在里面跑啊跑。
做电路实验,就像是给这些小路修路搭桥。
比如说,咱们用电池、电线和小灯泡做个简单的实验。
您把电线接对了,小灯泡就亮堂堂的;要是接错了,它就不理您,黑着脸不亮。
我记得有一次,我自己在家捣鼓电路实验,想做个能控制灯亮灭的小装置。
结果弄了半天,不是短路就是断路,可把我急坏了。
后来仔细研究,才发现是有个地方接触不良。
所以说啊,电路实验得细心,还得有耐心。
第三篇《走进电路实验的奇妙世界》朋友们,电路实验的世界可奇妙啦!您瞧,一个小小的电池,几根细细的电线,再加上几个小零件,就能创造出各种各样的神奇效果。
就像有一次,我看到一个小朋友做了一个电路实验,用电池、灯泡和开关做出了一个能自己控制的小灯。
他开心地拿着到处跑,给小伙伴们展示。
还有啊,电路实验还能帮我们解决生活中的问题。
比如说,家里的插座坏了,懂电路实验的人就能自己动手修一修。
这就是电路实验的魅力,能让我们发现好多有趣又有用的东西。
第四篇《电路实验,有趣的探索之旅》亲人们,您有没有想过,电路实验就像是一场冒险?想象一下,您面前有一堆零件,您要像个探险家一样,把它们组合起来,找到正确的路径,让电流顺利通过。
我曾经参加过一个电路实验的活动,大家一起比赛谁能最快让一个小电机转起来。
思考题:习题:1、⽤数字存储⽰波器测试直流信号时,若采⽤Quick Meas测试应选哪项参数?A、Peak——PeakB、Average答案:B2、⼩规模的TTL电路,不⽤的输⼊端可以悬空处理,此时相当于。
A、⾼电平B、低电平答案:A3、输出阻抗为50Ω的信号源输出V PP=1V,f=1kH Z的信号,⽤⽰波器测量空载时的输出信号V PP= 。
答案:2V4、动态测试对于模拟集成电路要加上,对于数字电路,输⼊信号多采⽤。
答案:交流测试信号,连续脉冲,周期性变化的逻辑信号。
5、若给数字提供1KHz的时钟信号,应采⽤。
A、1KHz TTL信号B、1KHz 峰峰值为5V的标准⽅波信号C、两者均可答案:A6、判断:由数据选择器和数据分配器组成的多路数据传送系统,既可传送数字信号,⼜可传送模拟信号。
()答案:错误7、判断:集成电路都是有源器件。
()答案:正确8、集成电路按所体现的功能可分为:,,,。
答案:模拟集成电路,数字集成电路,接⼝电路,特殊电路。
9、静态测试是只研究电路的各种_________________情况,不去管各种状态间的转换的过渡情况。
对于模拟集成电路,此时不加___________________;对于数字集成电路,多采⽤____________________________________________。
答案:静态和稳态,交流测试信号,逻辑电平或单脉冲10、如何⽤两⽚CD4008实现⼋位⼆进制数加法?画出电路图。
答:可⽤下图实现11、什么异或门可⽤作⾮门⽤?答:因为A⊕B=A B +A B,当B=1时,A⊕1=A,就可实现对A取⾮。
12、全加器实现两数相减时,结果符号如何判断?答:⽤进位位C0来表⽰。
C0=1时,表⽰结果为⾮负数;C0=0时,表⽰结果为负数。
13、为什么CMOS门电路输⼊端不能悬空?答:CMOS电路所有输⼊端不允许悬空。
因为悬空时,其输⼊端电平不定,电路状态将不稳定,⽽且⽤⼿触及悬空端时,极易造成栅极击穿,造成永久性损坏。
高频实验——思考题实验一小信号调谐放大器小信号调谐放大电路原理图1.如何判断并联谐振回路处于谐振状态? 答:判断方法有两种:1、用高频毫伏表观测Uo ,当Uo 得最大值时,并联谐振回路处于谐振状态;2、用示波器监测Uo ,当波形最大不失真时,并联谐振回路处于谐振状态。
2.引起放大器自激的主要因素有哪些?答:主要因素:负载电阻、振荡回路连接时的接入系数、静态工作点、内反馈大小。
3.小信号谐振放大器的增益A U 与输入信号U i 的大小有无关系?如何提高谐振放放大器的稳定电压增益?答:与Ui 大小无关。
因为A Uo =-p1p2y fe /g=--p1p2y fe /(P 12g oe +(P 22g ie +g),要提高稳定电压增益,应增大P1、P2减小g oe 、g ie 、g 应增大C 。
4、为什么说提高电压放大倍数A VO 时,通频带BW 会减小?可采取哪些措施提高放大倍数Avo ?实验结果如何?,o0 答:因为TfeU G Y P P A 21=,要提高A V ,则可适当增加接入系数,但因为接入系数过大导致GT 增加,由TG f BW 07.0=可知,GT 增大,BW0.7减小,即带宽BW 减小。
5、在调谐谐振回路时,对放大器的输入信号有何要求?如果输入信号过大会出现什么现象? 答:由TfeU G Y P P A 21=知A V 与输入信号大小无关。
但由于UO 的增大将可能超出小信号放大器的线形动态范围。
引起信号失真,也会通过外部寄生耦合导致放大器工作不稳定。
所以,输入信号不能太大,过大则引起信号失真和放大器工作不稳定。
6、影响调谐放大器稳定性的因素有哪些?你在调整放大器时,是否出现过自激振荡,其表现形式为何?采取什么措施解决的?答:主要因素:负载电阻、振荡回路连接时的接入系数、静态工作点、内反馈大小。
出现自激振荡的表现形式为:示波器观察的波形严重失真,出现各种频率成分,或模糊的波形图象;表现在毫伏表上则为指针指示的数值很大,远远大于正常条件下的U O 。
日光灯电路与功率因数的提高实验思考题引言在日常生活中,我们随处可见各种类型的照明灯具。
其中,日光灯作为一种常见的照明设备,广泛应用于办公场所、商业建筑和家庭生活等场景。
然而,在我们使用日光灯的同时,我们是否曾想过它的电路原理和功率因数的重要性呢?本文将围绕着日光灯电路与功率因数的提高展开讨论,以期更深入地了解这两个关键问题。
电路原理与构成电路原理日光灯的电路原理基于放电管,典型的日光灯电路主要包括三个部分:电源电路、点火电路和工作电路。
电源电路电源电路主要负责提供电能给日光灯。
在大多数情况下,我们使用的日光灯电路采用的是直流电源转换成高频交流电源。
交流电源通过电子镇流器将电压升高,达到启动灯丝的要求。
点火电路一旦电源电路提供了高频交流电源,点火电路将起到点亮灯丝的作用。
点火电路分为两个阶段:点火与激活。
1.点火:点火电路通过提供高压电压来点亮灯丝。
当电压升高到足够高时,电子开始从阴极发射并经过离子化,形成正离子、阴极电子和正氦离子。
2.激活:当发生离子再结合并产生额外的电子时,电子灯丝中的电流逐渐增加,将灯丝加热至临界点。
此时,灯丝会发出光线。
工作电路工作电路是日光灯电路的核心部分。
它负责维持灯丝的工作,并产生所需的电压和电流来驱动灯丝。
电路构成日光灯电路可分为两种类型:磁性镇流器电路和电子镇流器电路。
磁性镇流器电路在传统的日光灯电路中,磁性镇流器电路是最常见的一种。
它由三个主要组件构成:电源传感器、磁性线圈和电灯管。
磁性镇流器电路的工作原理如下:1.电源传感器:通过将交流电压转换为直流电压,并调整电流以满足日光灯电路的要求。
2.磁性线圈:通过改变电压和电流的关系,将电压升高并匹配到电灯管。
3.电灯管:通过灯丝点亮,产生足够的亮度。
电子镇流器电路随着技术的进步,电子镇流器电路也逐渐得到了广泛应用。
相对于磁性镇流器电路,电子镇流器电路更加节能且功能更为灵活。
电子镇流器电路的工作原理如下:1.电源模块:将交流电压转换为有效的直流电源。
1、阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。
假设:3DG6 的β=100,R B1=20K Ω,R B2=60K Ω,R C =2.4K Ω,R L =2.4K Ω。
估算放大器的静态工作点,电压放大倍数 A V ,输入电阻 R i 和输出电阻R OU B =R B2U C /(R B1+R B2)I C =I E =U B /R EU CE =U C -I C (R C +R E )R i =300+(1+β)I E /26R O =R CA V =-βR C //R L /R i2、可以用机械直流电压表直接测量晶体管的U BE 吗 那为什么还要先测量U B 、U E ,然后再减的出U BE 啊。
两种相比那种好呢,又有什么缺陷呢?晶体管工作时,通常基极电流很小,当用内阻不是非常高的指针式电压表(或万用表的直流电压档)直接测量时,它会分流比较明显的电流,因而改变了电路原来的工作状态,造成测量误差。
直接测量Ube ,还是测量基极对地的电压(当基极对地未接电阻时),都会有问题。
3、怎样测量R B2阻值?断开电源和拔出与晶体管连接的导线直接用万用表测量出R B2的电阻值4、当调节偏置电阻R B2,使放大器输出波形出现饱和或截止失真时,晶体管的管压降U CE 怎样变化?将要饱和失真时,U CE 的电压比原来的要低;将要截止失真时,U CE 的电压比原来的要高。
5、改变静态工作点对放大器的输入电阻R i 有否影响?改变外接电阻R L 对输出电阻R O 有否影响?应该是输入电阻对静态工作点有否影响,输出电阻对负载有否影响?输入电阻越大输入电流越小,静态工作点降低,反之升高;输出电阻跟带负载能力有关,即输出电阻越大负载越小,输出电阻越小负载越大,负载即是R L 反过来看不是一样吗?6、在测试A v 、Ri 和Ro 时怎样选择输入信号的大小和频率?为什么输入信号的频率一般选择1khz ,为什么不选100khz 或更高的频率?一般晶体管放大倍数大概就几百,所以信号选择几十毫伏的吧,否则输出饱和,1KHZ 是正常语音信号的频率,普通晶体管要求是低频小信号,所以选1KHZ 比较合适在低频电路中,一般的放大器最高截止频率都超过1KHZ 的信号,而被放大的信号通常也在这个范围内,所以适用范围比较广。
回复:求惠斯登电桥测电阻实验思考题题目及答案1.惠斯登电桥为什么不宜用于测量高电阻(如109Ω以上的电阻)?又为什么不能测量1Ω以下的低电阻?回答:在实际测量中,一般忽略导线本身的电阻、电器元件连接处的接触电阻,这类电阻大约在10-2~10-5Ω范围,又由于任何材料都不绝对绝缘,这相当于存在一个与线路并联的被称为“漏电”电阻的大电阻,另外电器元件接触处又存在电势差,这些因素的忽略都给测量结果带来了误差。
所以用惠斯登电桥测量的电阻限制在比连接线电阻和接触电阻大得多,而又比漏电电阻小得多的中等阻值的电阻(10~106Ω);若要测更大阻值的电阻,一般采用高阻电桥或兆欧表(摇表);而要测量阻值较小的电阻,一般采用双臂电桥(开尔文电桥)。
2.推导自组惠斯通电桥实验公式:RX=RS•RS/ 3、何谓比较法?实验中用哪两个物理量进行比较?答:比较法是将相同类型的被测量与标准量直接或间接地进行比较,从而求出其大小的一种测量方法。
电桥法测电阻是将被测电阻与已知阻值的标准电阻进行比较。
4、何谓电桥平衡?实验中如何判断电桥平衡?答:电桥电路中,桥支路的两个顶点(B、D两点)的电势相等时,检流计中无电流通过,称为电桥达到平衡。
判断电桥平衡的方法有二:一是反复通断G键,看检流计有无偏转(跃接法);二是稍稍改变 ,观察检流计有无偏转。
5、为什么G要用按扭开关而不用一般的开关? 答:便于跃接,以防非瞬时的过载电流损坏检流计。
6、箱式电桥中选择比率C时应注意什么? 答:选择比率时,应根据被测电阻的粗测值来选定相应的倍率值,要保证 可读出四位有效数字,即四个读数盘都要用上。
实验一、基尔霍夫定律的验证一、实验目的1、验证基尔霍夫定律的正确性,加深对基尔霍夫定律普遍性的理解。
2、进一步学会使用电压表、电流表。
二、实验原理基尔霍夫定律是电路的基本定律。
1)基尔霍夫电流定律:对电路中任意节点,流入、流出该节点的代数和为零。
即∑I=02)基尔霍夫电压定律:在电路中任一闭合回路,电压降的代数和为零。
即∑U=0三、实验设备序号名称型号与规格数量备注DG04 直流稳压电源挂件 1 DG05 叠加定理挂件 1 D31 直流数字电压表、电流表挂件1四、实验内容实验线路如图2-1所示图 2-11、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向,2、按原理的要求,分别将两路直流稳压电源接入电路。
3、将电流插头的两端接至直流数字毫安表的“+,-”两端。
4、将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中,记录电流值于下表。
5、用直流数字电压表分别测量两路电源及电元件上的电压值,记录于下表。
五、实训注意事项1. 同实训六的注意1,但需用到电流插座。
附录:1. 本实训线路系多个实训通用,本次实训中不使用电流插头和插座。
实训挂箱上的k3应拨向330Ω侧,D和D’用导线连接起来,三个故障按键均不得按下。
2.所有需要测量的电压值,均以电压表测量的读数为准。
U1、U2也需测量,不应取电源本身的显示值。
3. 用指针式电压表或电流表测量电压或电流时,如果仪表指针反偏,则必须调换仪表极性,重新测量。
此时指针正偏,可读得电压或电流值。
若用数显电压表或电流表测量,则可直接读出电压或电流值。
但应注意:所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流方向来判断。
六、基尔霍夫定律的计算值:I1 + I2 = I3 (1)根据基尔霍夫定律列出方程(510+510)I1 +510 I3=6 (2)(1000+330)I3+510 I3=12 (3)解得:I1 =0.00193A I2 =0.0059A I3 =0.00792AUFA=0.98V UBA=5.99V UAD=4.04V UDE=0.98VUDC=1.98V七、实验结论数据中绝大部分相对误差较小,基尔霍夫定律是正确的实验二叠加原理实验报告一、实验目的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。
第二章电路分析方法2-1-1 图2-1中两个电路N1、N2,一个是1V的电压源,一个是1A的电流源,当接入1Ω电阻时,显然,两个电路输出的电压都是1V,电流都是1A,功率当然也是1W。
那么,能不能说这两个电路是等效的呢?[答] 只能说这两个电路对1Ω的负载等效,但它们的外特性并不相同,故不能说这两个电路是等效的。
2-1-2一只220V、40W的白炽灯与一只220V、100W的白炽灯并联接于220V的电源上,哪个亮?若串联接于220V的电源上,哪个亮?为什么?[答]一只220V、40W的白炽灯与一只220V、100W的白炽灯并联接于220V的电源上,两个灯所接的电压都符合额定电压,故都能正常工作,这时100W的灯较亮;若串联接于220V的电源上,两个灯分到的电压之和等于220V,每个都低于额定电压,故不能正常工作,这时40W的灯相对较亮,因为串联的电流相等,而40W白炽灯的电阻较大,故取用的功率也相对较大。
2-1-3通常电灯开得越多,总负载电阻越大还是越小?总负载越大还是越小?为什么?[答]通常电灯开得越多,总负载电阻越小,总负载越大。
因为通常电灯都是并联的,并联的电阻越多,其等效电阻(即总负载电阻)越小,总电流越大,消耗的总功率也越大,即总负载越大。
2-1-4 求图2-2 (a)、(b)两个电路中A、B间的等效电阻R AB。
思考题解答图2-1[答] 将图2-2重新画成如图2-3所示,即可得(a) R AB =4444+⨯Ω+8888⨯⨯Ω=2Ω+4Ω=6Ω (b) R AB =36Ω+6=8Ω2-1-5 图2-4所示各电路中的电压U或电流I是多少?[答] (a)多个相同理想电压源并联,其等效电压源的电压等于每一个理想电压源的电压。
故U=10V 。
(b) 理想电压源与非理想电压源支路并联,其等效电路就是原来的理想电压源。
故U=10V 。
(c) 多个相同理想电流源串联,其等效理想电流源的电流等于每一个理想电流源的电流。
电路实验思考题答案实验一霍尔效应及其应用【预习思考题】1.列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式,并注明单位。
霍尔系数,载流子浓度,电导率,迁移率。
2.如霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向,如何判断样品的导电类型?以根据右手螺旋定那么,从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向,假设测得的霍尔电压为正,那么样品为P型,反之那么为N型。
3.本实验为什么要用3个换向开关?为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响,需要在测量时改变工作电流及磁感应强度B的方向,因此就需要2个换向开关;除了测量霍尔电压,还要测量A、C间的电位差,这是两个不同的测量位置,又需要1个换向开关。
总之,一共需要3个换向开关。
【分析讨论题】1.假设磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,按式〔5.2-5〕测出的霍尔系数比实际值大还是小?要准确测定值应怎样进展?假设磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,那么测出的霍尔系数比实际值偏小。
要想准确测定,就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交,或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。
2.假设霍尔器件的性能参数,采用霍尔效应法测量一个未知磁场时,测量误差有哪些来源?误差来源有:测量工作电流的电流表的测量误差,测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差,测量霍尔电压的电压表的测量误差,磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。
实验二声速的测量【预习思考题】1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态?为什么要在系统处于共振的条件下进展声速测定?答:缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率〞旋钮,使交流毫伏表指针指示到达最大〔或晶体管电压表的示值到达最大〕,此时系统处于共振状态,显示共振发生的信号指示灯亮,信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。
在进展声速测定时需要测定驻波波节的位置,当发射换能器S1处于共振状态时,发射的超声波能量最大。
假设在这样一个最正确状态移动S1至每一个波节处,媒质压缩形变最大,那么产生的声压最大,接收换能器S2接收到的声压为最大,转变成电信号,晶体管电压表会显示出最大值。
由数显表头读出每一个电压最大值时的位置,即对应的波节位置。
因此在系统处于共振的条件下进展声速测定,可以容易和准确地测定波节的位置,提高测量的准确度。
2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的?答:压电陶瓷超声换能器的重要组成局部是压电陶瓷环。
压电陶瓷环由多晶构造的压电材料制成。
这种材料在受到机械应力,发生机械形变时,会发生极化,同时在极化方向产生电场,这种特性称为压电效应。
反之,如果在压电材料上加交变电场,材料会发生机械形变,这被称为逆压电效应。
声速测量仪中换能器S1作为声波的发射器是利用了压电材料的逆压电效应,压电陶瓷环片在交变电压作用下,发生纵向机械振动,在空气中激发超声波,把电信号转变成了声信号。
换能器S2作为声波的接收器是利用了压电材料的压电效应,空气的振动使压电陶瓷环片发生机械形变,从而产生电场,把声信号转变成了电信号。
【分析讨论题】1. 为什么接收器位于波节处,晶体管电压表显示的电压值是最大值?答:两超声换能器间的合成波可近似看成是驻波。
其驻波方程为A〔x〕为合成后各点的振幅。
当声波在媒质中传播时,媒质中的压强也随着时间和位置发生变化,所以也常用声压P描述驻波。
声波为疏密波,有声波传播的媒质在压缩或膨胀时,来不及和外界交换热量,可近似看作是绝热过程。
气体做绝热膨胀,那么压强减小;做绝热压缩,那么压强增大。
媒质体元的位移最大处为波腹,此处可看作既未压缩也未膨胀,那么声压为零,媒质体元位移为零处为波节,此处压缩形变最大,那么声压最大。
由此可知,声波在媒质中传播形成驻波时,声压和位移的相位差为。
令P〔x〕为驻波的声压振幅,驻波的声压表达式为波节处声压最大,转换成电信号电压最大。
所以接收器位于波节处,晶体管电压表显示的电压值是最大值。
2. 用逐差法处理数据的优点是什么?答:逐差法是物理实验中处理数据的一种常用方法,是对等间隔变化的被测物理量的数据,进展逐项或隔项相减,来获得实验结果的数据处理方法。
逐差法进展数据处理有很多优点,可以验证函数的表达形式,也可以充分利用所测数据,具有对数据取平均的效果,起到减小随机误差的作用。
本实验用隔项逐差法处理数据,减小了测量的随机误差。
实验三衍射光栅【预习思考题】1. 如何调整分光计到待测状态?答:〔1〕调节望远镜适合接收平行光,且其光轴垂直于仪器中心轴;〔2〕平行光管能发出平行光,且其光轴垂直于仪器中心轴;〔3〕载物台的台面垂直于仪器中心轴。
2. 调节光栅平面与入射光垂直时,为什么只调节载物台调平螺钉b、c,而当各级谱线左右两侧不等高时,又只能调节载物台调平螺钉a?答:调节光栅平面与入射光垂直时,光栅放在载物台调平螺钉b、c的垂直平分线上,望远镜和平行光管已调好,调节载物台调平螺钉a不能改变光栅面与入射光的夹角,只能调节螺钉b或c使光栅面反射回来的“+〞字像与分划板上“〞形叉丝的上十字重合,此时光栅平面与入射光垂直。
当各级谱线左右两侧不等高时,说明光栅刻线与载物台平面不垂直,调节b、c破坏入射光垂直光栅面,只调节a即可使各级谱线左右两侧等高。
【分析讨论题】1. 利用本实验的装置如何测定光栅常数?答:与实验步骤一样,调出光谱线,绿光波长m,测量一级〔〕绿光衍射角,根据光栅方程,可计算出光栅常数d 。
2. 三棱镜的分辨本领,b是三棱镜底边边长,一般三棱镜约为1000cm-1。
问边长多长的三棱镜才能和本实验用的光栅具有一样的分辨率?解::实验测得=27000,cm-1求b。
由得b= (cm)答:略。
实验四多用电表的设计与制作【分析讨论题】1.校准电表时,如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏高或偏低,即总向一个方向偏,试问这是什么原因造成的?欲使有正有负〔合理偏向〕应采取什么措施?分流电阻或分压电阻的阻值不符合实际情况,导致读数都偏高或偏低。
欲使有正有负〔合理偏向〕应选择适宜的分流电阻或分压电阻。
2.证明欧姆表的中值电阻与欧姆表的内阻相等。
满偏时〔因Rx=0〕半偏时可得中值电阻综合内阻实验五迈克耳孙干预仪的调整与使用【预习思考题】1.迈克尔孙干预仪是利用什么方法产生两束相干光的?答:迈克尔孙干预仪是利用分振幅法产生两束相干光的。
2.迈克尔孙干预仪的等倾和等厚干预分别在什么条件下产生的?条纹形状如何?随M1、M2’的间距d如何变化?答:〔1〕等倾干预条纹的产生通常需要面光源,且M1、M2’应严格平行;等厚干预条纹的形成那么需要M1、M2’不再平行,而是有微小夹角,且二者之间所加的空气膜较薄。
〔2〕等倾干预为圆条纹,等厚干预为直条纹。
〔3〕d越大,条纹越细越密;d 越小,条纹就越粗越疏。
3.什么样条件下,白光也会产生等厚干预条纹?当白光等厚干预条纹的中心被调到视场中央时,M1、M2’两镜子的位置成什么关系?答:白光由于是复色光,相干长度较小,所以只有M1、M2’距离非常接近时,才会有彩色的干预条纹,且出现在两镜交线附近。
当白光等厚干预条纹的中心被调到视场中央时,说明M1、M2’已相交。
【分析讨论题】1.用迈克尔孙干预仪观察到的等倾干预条纹与牛顿环的干预条纹有何不同?答:二者虽然都是圆条纹,但牛顿环属于等厚干预的结果,并且等倾干预条纹中心级次高,而牛顿环那么是边缘的干预级次高,所以当增大〔或减小〕空气层厚度时,等倾干预条纹会向外涌出〔或向中心缩进〕,而牛顿环那么会向中心缩进〔或向外涌出〕。
2.想想如何在迈克尔孙干预仪上利用白光的等厚干预条纹测定透明物体的折射率?答:首先将仪器调整到M1、M2’相交,即视场中央能看到白光的零级干预条纹,然后根据刚刚镜子的移动方向选择将透明物体放在哪条光路中〔主要是为了防止空程差〕,继续向原方向移动M1镜,直到再次看到白光的零级条纹出现在刚刚所在的位置时,记下M1移动的距离所对应的圆环变化数N,根据,即可求出n。
实验六用牛顿环法测定透镜的曲率半径【预习思考题】1.白光是复色光,不同波长的光经牛顿环装置各自发生干预时,同级次的干预条纹的半径不同,在重叠区域某些波长的光干预相消,某些波长的光干预相长,所以牛顿环将变成彩色的。
2.说明平板玻璃或平凸透镜的外表在该处不均匀,使等厚干预条纹发生了形变。
3.因显微镜筒固定在托架上可随托架一起移动,托架相对于工作台移动的距离也即显微镜移动的距离可以从螺旋测微计装置上读出。
因此读数显微镜测得的距离是被测定物体的实际长度。
4.〔1〕调节目镜观察到清晰的叉丝;〔2〕使用调焦手轮时,要使目镜从靠近被测物处自下向上移动,以免挤压被测物,损坏目镜。
〔3〕为防止空程差,测量时应单方向旋转测微鼓轮。
5.因牛顿环装置的接触处的形变及尘埃等因素的影响,使牛顿环的中心不易确定,测量其半径必然增大测量的误差。
所以在实验中通常测量其直径以减小误差,提高精度。
6.有附加光程差d0,空气膜上下外表的光程差=2dk+d0+ ,产生k级暗环时, =(2k+1) /2,k=0,1,2…,暗环半径rk= ;那么Dm2=(m —d0)R,Dn2= (n —d0)R,R= 。
【分析讨论题】1.把待测外表放在水平放置的标准的平板玻璃上,用平行光垂直照射时,假设产生牛顿环现象,那么待测外表为球面;轻压待测外表时,环向中心移动,那么为凸面;假设环向中心外移动,那么为凹面。
2.牛顿环法测透镜曲率半径的特点是:实验条件简单,操作简便,直观且精度高。
3.参考答案假设实验中第35个暗环的半径为a ,其对应的实际级数为k,a2=kR k==2d35+ +d0=(2k+1)(k=0,1,2…)d=实验七传感器专题实验电涡流传感器【预习思考题】1.电涡流传感器与其它传感器比拟有什么优缺点?这种传感器具有非接触测量的特点,而且还具有测量范围大、灵敏度高、抗干扰能力强、不受油污等介质的影响、构造简单及安装方便等优点。
缺点是电涡流位移传感器只能在一定范围内呈线性关系。
2.本试验采用的变换电路是什么电路。
本实验中电涡流传感器的测量电路采用定频调幅式测量电路。
【分析讨论题】1.假设此传感器仅用来测量振动频率,工作点问题是否仍十分重要?我们所说的工作点是指在振幅测量时的最正确工作点,即传感器线性区域的中间位置。
假设测量振幅时工作点选择不当,会使波形失真而造成测量的误差或错误。
但仅测量频率时波形失真不会改变其频率值。
所以,仅测量频率时工作点问题不是十分重要。
2.如何能提高电涡流传感器的线性范围?一般情况下,被测体导电率越高,灵敏度越高,在一样的量程下,其线性范围越宽线性范围还与传感器线圈的形状和尺寸有关。
线圈外径大时,传感器敏感范围大,线性范围相应也增大,但灵敏度低;线圈外径小时,线性范围小,但灵敏度增大。