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大学物理实验指导书(电子版)

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二. 实验步骤:

图9-1 电流表扩大量程 图9-2电流表改装成电压表

1.将0—100μA电流表改装成0—1000μA电流表 (1).查电流表身上的电流表内阻 r0 (2).利用(9-1)式计算并联电阻R并

(3).用一个电阻箱作为并联电阻R并,然后并联在0—100μA电流表,组成一个0—1000μA电流表

(4).按图9-3接线,用一个0—1000μA电流表校正改装的0—1000μA电流表 2.将以改装好的0—1000μA电流表改装成0—10V电压表 (1).计算以改装好的0—1000μA电流表内阻r0 (2).利用9—2式计算分压电阻R串的值

(3).用一个电阻箱作为R串,然后将其串接在0—1000μA电流表上,组成一个0—10V电压表

(4).按图9—4接线,用一只0—10V电压表校正改装的电压表

三.本实验的参考数据

'I0?100?A r0?2700? R并?300?

1.改装的0—1000μA电流表的校正数据(单位μA) 改装表读数 标准表读数 误差?I 0 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 102 201 304 398 497 602 698 803 901 2 1 4 -2 -3 2 -2 3 1 998 -2 ?I=标准表读数—改装表读数

3. 改装的0—10V电压表的校正数据(单位V)

I?1000?A r0'?270? R串?9730?

改装表读数 标准表读数 0 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 1.02 1.98 3.04 3.98 4.96 6.02 6.97 8.03 8.98 9.98 33

误差?U 0 0.02 -0.02 0.04 --0.02 -0.03 0.03 -0.02 -0.02 0.02 0.04 ?U=标准表读数—改装表读数

作图:以纵坐标表示误差,横坐标表示改装表读数,选用适当的坐标,分别作出改装0—1000μA电流表和0—10V电压表校正曲线。

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实验十 示波器的使用

一.实验目的

1.了解示波器的结构及观察稳定波形的原理; 2.掌握示波器、信号发生器的使用方法;

3.学会用示波器观察各种电压波形并在示波器上测量它们的电压和周期; 4.学会用示波器观察李萨如图形和用李萨如图形方法测量正弦波信号的频率。 二.实验原理

示波器线路结构一般如图10—1所示:

图10—1 示波器的原理方框图

⒈ 输入电路:直流讯号直接输入,交流讯号经隔直流电容输入。 ⒉ 衰减器:采用R c衰减网络,如图⑴R c分压线路衰减器,当R1:R分压即衰减比与频率无关。

2?C2:C1时则

⒊ 增幅器:y 轴交流增幅比x 轴交流增幅大。增幅器采用单端输入双端输出差动放大器,减小零点漂移和电源电压波动对电路的影响,为了增大输入阻抗,在晶体管示波器中常用场效应管源极跟随器作为第一级。另外还采用各种形式的负反馈,以减小讯号放大过程的失真和提高放大器的稳定性。

⒋ 扫描发生器:以双稳态电路作为控制电路的闸门,对电容器进行充放电,产生锯齿波扫描电压,为了锯齿波电压准确,均采用恒流源充电,并使放电时间缩短,在晶体管示波器中还增设了消影脉冲讯号,以消除放电时间(回扫时间)对示波动果的影响。 ⒌ 整步及触发增幅器:将外接输入及本机y 轴增幅来的整步或触发信号进行放大,作为对扫描发生器中双稳电路的触发讯号,以整步锯齿波,y 轴增幅来的信号幅度已较大,一般减少用一级放大。

⒍ 标准讯号源:SB-14型采用市电50周讯号,而晶体管SB-05型则设置多谐振荡器产生一个对称方波,讯号均从y 轴增幅前输入。

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⒎ 高低压电源:SB-14型采用变压器对市电直接升、降压获得,高压电源部分只经整流、滤波、低压部分则另加稳压;SB-05型的低压电源部分同SB-14型方式,高压部分则采用直流变换的方波,再用变压器升压而得,8示波管。 示波管采用静电聚焦,静电偏转,平面屏的阴极射线管。 示波管的基本结构如图:

图10—2 示波管的结构示意图

电子枪产生具有一定速度与良好聚焦的细子束,经过偏转极上信号电压的作用而在空间发生偏转以后轰击荧光屏,并在其上显示电信号随时变化的形状。

① 电子枪:可分为发射系统与聚焦系统两部分:

发射系统由灯丝、阴极、调制极和第一阳极组成,它们任务是产生强度足够大而且可以调节的电子流。

灯丝加热阴极,使其发射大量的电子,第一阳极的高电位促使电子定向运动,控制极控制电子的数目。

聚焦系统:由控制极一第一阳极的预聚焦透镜和第二。第一阳极的主聚焦透镜组成,每一电子透镜的低压空间是会聚的,高压间是发散的,但由于电子在低压空间的速度较小,偏转效果大,所以总的效果是会聚的。

② 偏转系统:为两对相互垂直的平行极,高速运动的电子进入平行极后,在极的电 场。在超高频示波器中,示波管结构上必须减小偏转板间的电容和电子束通过偏转板的时间,所以把偏精板的尺寸适当减小,特别是减小其长度,或改用行波示波管。

③ 荧光屏:在固体中加入少许激活剂,如用锰作为激活剂的硅酸锌制成的荧光粉涂 在示波管平面屏上,当高速电子轰击这些固体时,固体的原子中外层电子激发到高能态上去,当其回到低能态时便发出光,示波器中一般采用中余辉荧光粉。 ⒏ 示波管的控制电路:

所有电极电压基本上均从分压电阻取得,除控制极电位比阴极低以外:阴极-第一阳极-第二阳级-(第三阳极)电位逐步升高,使电子逐步加速,并且往往使第二阳极电位接近或等于零电位,控制极电压,控制电子束电流的大小,即亮度调节,第一阳极的电压即调节了聚焦。

移位电位器两端有相等的正负电压,滑动其接触点就会在偏转极上加以正或负的附加直流电压使电子束偏转,光点位置改变,为了消除调节聚焦时对亮度的影响,常在控制极和第一阳极间加一个加速极,其电位与第二阳极相同。

三.实验步骤

⒈ 面板上旋钮的作用:

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