PASCO物理组合实验系列电磁学.doc

PASCO物理组合实验系列 实验 1 欧姆定律实验仪器 计算机接口功率放大器电子学实验线路板10Ω电阻导线香蕉插头连线。 实验目的研究欧姆定律和非欧姆材料电压和电流间的关系。 实验原理 欧姆定律表示为 I=V/R，欧姆电阻的电压和电流关系是直线，直线斜率的数值等于电阻。 实验内容一．10Ω电阻实验 1．计算机设置 （1） 连接计算机和接口，接通电源。（2） 连接功率放大器和模拟通道 A，接通电源。 （3） 采样频率设置为 4000Hz。 （4） 设置信号发生器，使它能输出 60HZ 3.00V 三角信号。（5） 设置显示器窗口，使得垂直轴表示输出电压（1.000V/div）。 水平轴表示模拟通道 A的电流（0.100V/div）。2 ． 仪 器设置 在电子学线路板上选择合适部件按图 1 连线，接通功放电源。3． 记录数据 点击信号发生器窗口“ON”按扭，接通信号发生器，点击实验设置窗口“MON”按扭，记录并显示数据。4． 数据分析 确定并记录显示器窗口直线的斜率。 5． 选做内容 改换 100Ω电阻重做上述实验。 分析讨论题 电阻轨迹直线斜率是否等于电阻阻值？ 实验 2 RC 电路 实验仪器计算机接口功率放大器电子学实验线路板100Ω电阻330F 电容香蕉插头连线 实验目的研究充电过程中电容器上电压的变化和测量 RC 电路时间常数。 实验原理在充电过程中，电容器电量随时间变化为： 式中? 是时间常数（? =RC，R 是电阻，C 是电容。电量达到的时间称半衰周期，它和时间常数关系为： 实验内容1． 计算机设置 （1） 连接计算机和接口，接通电源。（2） 分别连接电压传感器和模拟通道 A，功率放大器和模拟通道 B，接通电源。（3） 设置采样频率为 1000Hz，停止条件为4.00 秒。 （4） 设置信号发生器，使它能输出 0.40Hz，4.00V 方波信号，输出模式为自动。 （5） 设定图形显示窗口垂直轴显示范围为0-5V，水平轴显示范围为 0-4 秒。2． 仪器设置在电子学实验线路板上选择合适部件按图2连线，接通电源。3． 记录数据 点击“REC”按扭，4 秒后数据图标 RUN#1 出现在实验设置窗口中。4． 数据分析 （1） 点击自动改变比例按扭，使图形显示匹配数据。 （2） 点击放大镜按扭，利用鼠标拖出电压上升区域。 （3） 利用鼠标显示并记录电压起始上升时间和电压达到2.00V 时间，两者之差即 （4） 利用 计算电容器电容。 （5） 测量 R 和 C，计算并和实验结果比较。 分析讨论题1. 利用实验数据确定电容器充电到 0.75花的时间。2. 4 个半衰周期后电容器电量为多少？3. 求出电容器最大电量。4. 造成标称和实验测量值不符合的因素是什么？ 实验仪器 计算机接口功率放大器电压传感器电子学实验线路板电感10Ω电阻导线万用表香蕉插头连线 实验目的研究直流电路中电感器的行为。 实验原理直流电压加到 RL 串联电路上，稳态电流为： 电流随时间按下式变化： 式中? =L/R 是 LR 串联电路时间常数，电流达到0.5时间和? 的关系为： 实验内容1. 计算机设置 （1） 连接计算机和接口，接通电源。（2） 分别连接 2 个电压传感器和功率放大器到模拟通道 A、B 和 C，接通电源。（3） 设置采样选择为：采样频率等于10000Hz。开始条件是模拟通道 C 电压通过 0 伏， 停止条件为采样时间达到 0.02 秒。（4） 设置信号发生器使它能输出 50.00Hz 3.00V 方波交流信号。2. 仪器设置在电子学实验线路板选用合适部件按图 3 连线，接通电源。3. 记录数据 （1） 利用万用表测量并记录电感和电阻器电阻。 （2） 点击“ON”按钮，接通信号发生器。（3） 点击“ REC”按 钮 ，数 据图标 RUN#1立即出现在设置窗口中。4. 数据分析 点击“ Smart Cursor”按 钮 ，利用鼠标，在图形显示窗口测量并记录电阻器峰值电压，峰值电压的时间，半极大值电压时间和达到半极大值化的时间，计算? 。 讨论思考题1. 试比较 LR 串联电路时间常数理论值和实验测量值。 2. 利用图形显示窗口中显示的三张图，测量有关数据验证克希荷夫环路定律。 实验 4 LRC 电路 实验仪器计算机接口功率放大器电压传感器电子学实验线路板电感10Ω电阻100?F 电容导线香蕉插头连线 实验目的研究 LRC 电路共振现象。 实验原理串联 LRC 电路电流振幅依赖于外加电压振幅和电路阻抗： 由于阻抗依赖于频率，电流随频率改变。 式中，当外加电压频率等于 LRC 电路共振频率时，电流最大。 实验内容1. 计算机设置（1） 连接计算