《物理(工)》實驗報告冊

1、河南省高等教育自學考試實 驗 報 告 冊汽車檢測與維修專業(yè)（本科）物理(工)市 地：_考生姓名：_準考證號：_河南科技大學高等教育自學考試辦公室_年_月注 意 事 項1、各助考單位可就近選擇定點實驗單位安排考生完成實驗任務。定點實驗單位必須根據自身實驗條件，開出某一門課程的全部實驗，并要求考生將這一門課程全部實驗一次性全部完成。若定點實驗單位不能開出課程全部實驗，則考生必須另選其它定點單位完成這一門課程的實驗。一門課程實驗不允許考生跨單位分項完成，否則，實驗成績不予承認。2、要求考生選擇這一門課程至少3個實驗，要求獨立完成。3、考生在實驗前應認真預習實驗指導書的有關內容，遵守實驗操作規(guī)程，確保

2、人身和設備安全，認真做好每一個實驗，并獨立完成實驗報告，有問答題的實驗，必須認真回答，不能空項。填寫實驗報告，必須使用黑或蘭黑鋼筆（插圖可用鉛筆），要求字跡整潔。4、實驗指導教師應按指導書要求，指導考生完成試驗并認真批閱實驗報告。確定初評成績。填寫您所負責的某一門課程的實驗報告評分欄，加蓋實驗單位印章。5、考生做實驗時，應持本報告冊。完成實驗后由考績所在助學單位統一送到主考學校。考核合格者的發(fā)給“實驗環(huán)節(jié)考核合格證書”，作為考生取得畢業(yè)資格的依據之一。目錄一、實驗一：用惠更斯電橋測電阻 -1二、實驗二：示波器的原理和使用-3三、實驗三：光的干涉牛頓環(huán)-5四、實驗報告評分欄 7實驗一 用惠更斯電

3、橋測電阻一、實驗目的 1、掌握用惠更斯電橋測電阻的原理； 2、正確應用復射式光點檢流計； 3、學會用QJ19型箱式電橋測電阻。二、實驗原理 應用自組電橋和箱式電橋兩種方法來測未知電阻RX ； 原理如圖示，其中 R1、R2、R3 是三個已知電阻與未知電阻 RX 構成四個臂，調節(jié)R3 ； 當U =0時電橋平衡。即I1R1=I2R2,I1RX=I2R3 Rx=R3R1/R2 3、 實驗儀器及設備1、測量臂四個R1、R2、R3、RX ；2、指針式檢流計、復射式光點檢流計 ；3、電源、開關。四、實驗步驟1、自組電橋: 按圖 3-9-1 連接電路,根據被測阻值范圍恰當選擇比例臂(在電阻箱上), 判斷 平衡

4、指示儀用指針式檢流計； 調整測定臂 R3 使其平衡,記下各臂阻值.逐一測得 RX1、RX2、RX串，RX并 2、 箱式電橋: 按圖 3-9-3 或箱式電橋儀器銘牌右上角的線路圖接線，平衡指示儀用復射式光點 檢流計； 參照書 P95 頁表格選取 R1、R2 兩臂和電源電壓，參照自組橋測試結果選取R3的 初始值； 對每個被測電阻通過不同的靈敏度分別進行粗細調平衡，并記錄相應阻值。 3、數據處理自組點橋數據箱式電橋數據RX1RX2RX串RX并RX1RX2RX 串RX并R1/1500300050001000R1/R210101010R2/1500300050001000R3/146.60358.515

5、06.42104.21R3/1475.23592.05069.01042.8RX/1466.03585.15064.21042.1RX/1475.23592.05069.01042.8 數據處理 自組電橋(a =0.1 級) 由R=Ra 而U0.95=0.95R 得: U1=0.951475.20.1100=2 U2=0.953592.00.1100=6 U3=0.955069.00.1100=8 U4=0.951042.80.1100=2 測量結果: R1=(14752) R2=(35926) R3=(50698) R4=(10432) 箱式電橋（a = 0.05 級） 由 又U0.95=0

6、.95R 得：U=0.950.05/100(10R3+1000/10) U1=0.950.05/100(10146.60+100)=0.7 U2=0.950.05/100(10358.51+100)=2 U3=0.950.05/100(10506.42100)=2 U4=0.950.05/100(10104.21100)=0.5 測量結果:R1=(1466.00.7)R2=(35852) R3=(50642) R4=(1042.10.5)5、 思考題 1.電橋由哪幾部分組成? 電橋的平衡條件是什么? 2.若待測電阻Rx的一個頭沒接(或斷頭)，電橋是否能調平衡?為什么? 3.下列因素是否會使電橋

7、誤差增大?為什么? 實驗二 示波器的原理與使用 一、實驗目的 1、了解示波器的主要結構和顯示波形的基本原理； 2、掌握模擬示波器和函數信號發(fā)生器的使用方法； 3、觀察正弦、矩形、三角波等信號發(fā)生器的使用方法； 4、通過示波器觀察李薩如圖形，學會一種測量正弦振動頻率的方法，并加深對互相垂 直振動合成理論的理解。 二、實驗方法原理1、模擬示波器的基本構造 示波器主要由示波管、垂直放大器、水平放大器、掃描信號放大器、觸發(fā)同步等幾個基本部分組成。 2、示波器顯示波形原理 如果只在垂直偏轉板上加一交變正弦電壓，則電子束的亮點隨電壓的變化在豎直方向 上按正弦規(guī)律變化。要想顯示波形，必須同時在水平偏轉板上加

8、一掃描電壓，使電子束所產生的亮點沿水平方向拉開。3、掃描同步當掃描電壓的周期 Tx 是被觀察周期信號的整數倍時，掃描的后一個周期掃繪的波形與前一個周期完全一樣，熒光屏上得到清晰而穩(wěn)定的波形，這叫做信號與掃描電壓同步。4、多蹤顯示根據開關信號的轉換頻率不同，有兩種不同的時間分割方式，即“交替”和“斷續(xù)”方式。5、 觀察李薩如圖形并測頻率 X方向切線對圖形的切點數Nx / Y方向切線對圖形的切點數Ny =fy/fx U /4 /2 3/4 5/4 3/2 7/4 2 三、實驗步驟 1、熟悉示波器各控制頻開率關相的同作位用相，不同進時行的使李用薩前如的圖檢形查和校準。 2、將信號發(fā)生器的輸出信號連接

9、到示波器的 CH1 或 CH2，觀察信號波形。 3、用示波器測量信號的周期 T、頻率 f、幅值 U、峰峰值 Up-p、有效值 Urms,頻率 和幅值任選。 4、觀察李薩如圖形和“拍”。 5、利用多波形顯示法和李薩如圖形判別法觀測兩信號的相位差 多波形顯示法觀測相位差。 李薩如圖形判別法觀測相位差。數據處理(1) 測量正弦信號峰峰值 UP-P，周期 T示波器測量值信號發(fā)生器顯示值H=4.0DIVV0/DIV=0.5V/DIVUP-P =2.0VU 顯 = 2.0VL=5.0DIVT0/DIV=20us/DIVT =0.10msT 顯 = 0.10msP-P E u ET = (2) 測量直流信號

10、的幅度H = 5.8V0DIV=0.5V/DIVU 2.9VU 顯 3.0V(3) 測量相移x1/DIVx/DIV = x1 360x5.325.076.32 1. 模擬示波器為何能顯示高速變化的電信號軌跡？ 答：在模擬示波器垂直偏轉板上加的是被觀測信號電壓，而在水平偏轉板上加的是鋸齒波（時間線性變化）信號電壓，所以示波器的示波管的橫軸相當于直角坐標的時間軸，經過一個鋸齒波信號周期，電子束便在示波管的熒光屏上描繪出 被觀測信號的波形的一段軌跡。當鋸齒波信號的周期大于或等于周期性觀測信號的周期且與其相位鎖定時（同步 ），電 子束便在示波管的熒光屏上描繪出被觀測信號的波形的同一段軌跡，由于人眼的視

11、覺暫留和熒光屏的余輝，便可以觀測 到信號的波形。 2. 在本實驗中，觀察李薩如圖形時，為什么得不到長時間穩(wěn)定的圖形？答：因為 CH1 與 CH2 輸入的是兩個完全不相關的信號，它們的位相差難以保持恒定，所以得不到長時間的穩(wěn)定波形。3. 假定在示波器的 Y 軸輸入一個正弦信號，所用的水平掃描頻率為 120Hz，在熒光屏上出現三個穩(wěn)定完整的正弦波形， 那么輸入信號的頻率是什么？這是否是測量信號頻率的好方法？為何？答：輸入信號的頻率是 360Hz。這種方法不是測量信號頻率的好方法，因為用此方法測量的頻率精確度低。4. 示波器的掃描頻率遠大于或遠小于輸入正弦信號的頻率時，屏上的圖形是什么情況？答：掃描

12、頻率遠小于輸入正弦信號頻率時，出現圖形是密集正弦波；掃描頻率遠大于輸入正弦信號頻率時，一個周期的信號波形將會被分解成數段，顯示的圖形將會變成網狀交叉線。實驗三 光的干涉一牛頓環(huán)一、實驗目的1、 觀察等厚干涉現象及其特點。2、 學會用干涉法測量透鏡的曲率半徑與微小厚度。 二、實驗方法原理利用透明薄膜(空氣層)上下表面對人射光的 依次反射，人射光的振幅將分成振幅不同且有一定光程差的兩部分， 這是一種獲得相干光的重要途徑。由于兩束反射光在相遇時的光程差取決于產生反射 光的薄膜厚度，同一條干涉條紋所 對應的薄膜厚度相同，這就是等厚干涉。將一塊曲率半徑 R 較大的平凸透鏡的凸面置 于光學平板玻璃上，在透

13、鏡的凸 面和平板玻璃的上表面間就形成一層空氣薄膜，其厚度從中心接觸點到邊緣逐漸增加。當平行的單色光垂直入射時， 入射光將在此薄膜上下兩表面依次反射，產生具有一定光程差的兩束相干光。因此形成以接觸點為中心的一系列明暗交替的同心圓環(huán)牛頓環(huán)。透鏡的曲率半徑為：R =三、實驗步驟1、轉動讀數顯微鏡的測微鼓輪，熟悉其讀數方法；調整目鏡，使十字叉絲清晰，并使其水平線與主尺平行(判斷的 方法是：轉動讀數顯微鏡的測微鼓輪，觀察目鏡中的十字叉絲豎線與牛頓環(huán)相切的切點連線是否始終與移動方向平行)。 2、為了避免測微鼓輪的網程(空轉)誤差，在整個測量過程中，鼓輪只能向一個方向旋轉。應盡量使叉絲的豎線對準暗干涉條紋中

14、央時才讀數。 3、應盡量使叉絲的豎線對準暗干涉條紋中央時才讀數。 4、測量時，隔一個暗環(huán)記錄一次數據。5、 由于計算 R 時只需要知道環(huán)數差 m-n，因此以哪一個環(huán)作為第一環(huán)可以任選，但對任一暗環(huán)其直徑必須是對 應的兩切點坐標之差。數據處理環(huán)的級數m2422201 816環(huán)的位置 mm右21.39121.55221.70821.86222.041左28.44928.32028.16327.97027.811環(huán)的直徑 mmDm7.0586.7686.4556.1085.770環(huán)的級數n14121086環(huán)的位置 mm右22.23722.43522.66222.88123.162左27.63227.45127.25426.96526.723環(huán)的直徑mmDn5.3955.0164.5924.0843.56120.70920.64620.58120.62920.61220.