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4、平行板电容器实验仪器：平行板电容器(J2309)、指针验电器(J2305)、静电感应起电机(J2310)AV教师操作：平行板电容器所带的电量Q与两板间电势差U的关系；平行板电容器的电容C与两极板间的距离d的关系；平行板电容器的电容C与两板间的相对面积S的关系；平行板电容器的电容C与两板间电介质有关5、常用电容器实验仪器：常用电容器示教板(J2319)6、电容器的电容实验仪器：学生电源(J1202型或J12021型)、直流电压表(J0408型或J04081型)、检流计(J0409型或J04091型)、滑动H变阻器(J23541型)、简式电阻箱(J23621型)、电解电容器(25伏，4701000微法)、单刀开关2个(J2352型)、停表、导线若干实验目的：深入理解电容概念，掌握利用电容器通过高电阻放电测电容的方法，学会计算曲线下面积的方法。实验原理：电容器充电后，所带电量Q与两极板间电压U和电容C之间满足QCU的关系。U可由直流电压表测出，Q可由电容器放电测量。使电容器通过高电阻放电，放电电流随电容器两极板间的电压下降而减少，通过测出不同时刻的放电电流值，直至I0，作出放电电流I随时间变化的曲线，曲线下的面积即等于电容器所带电量。由C可求出电容器的电容值。教师操作：(1)连接好电路，滑动变阻器R先调在输出电压最小的位置，电阻箱R调至最大阻值，并串接一个定值电阻，使放电电阻的总阻值大约在1012千欧左右。电源电压选择6伏稳压输出。接通电源后，调节滑动变阻器R，使电压表示数为某一确定值(如2.5伏)，然后闭合开关S，给电容器充电。当电容器两端电压U0到达某一稳定电压U时，充电完毕。记下此时的电压表和检流计的示数。(2)断开开关S和S同时开始计时，这时电容器通过电阻R放电，放电电流iC随时间t的增加而减小，每间隔5秒读取并记录一次检流计的电流值，直到电流消失为止。将测量结果记入下表。充电电压U1(V)时间(s)051015202530354045放电电流ic(A)充电电压U2(V)时间(s)051015202530354045放电电流ic(A)充电电压U3(V)时间(s)051015202530354045放电电流ic(A) (3)以放电电流为纵坐标，放电时间为横坐标，在坐标纸上作充电电压为U12.5伏时的实验曲线。(4)计算实验曲线与坐标轴所围图形的面积，即可求出电容器在充电结束时所带的电量。具体计算方法是：首先，以坐标纸上0.50.5厘米2的一个小方格作为面积计量单位，数出实验曲线下有多少完整的小方格。对于曲线通过其中的小方格，凡曲线下的部分超过该格一半面积的记为一个小方格，不足一半的则舍去不计，这样可得到曲线下包含的小方格数。其次确定每个小方格所对应的电量值，如纵轴的每一小格为10微安，横轴的每一小格为5秒，则每个小方格所表示的电量值为q10微安5秒50106库仑。最后由曲线下的方格数与q的乘积即可得到电容器所带电量Q。(5)由电容器的电容计算公式，可计算出电容值C(6)改变电容器的充电电压(如U3伏，3.5伏)重复上述实验步骤，求出电容器的电容值(这些值应大体相近，请思考这是为什么？)，再取平均值，即能准确测出电容。注意事项：(1)应采用学生电源的稳压输出供电，不能用“直流输出”供电，因为后者存在较大的交流成分，交流成分的存在将使开关断开的瞬间，检流计表针向右方偏转一下后再向左偏转，造成记录误差。如电源无稳压输出挡，则可在电源输出接线柱上并一个大电容滤去交流成分。(2)放电电阻过小，放电时间短，放电电流变化快，会给记录数据带来困难；放电电阻过大，放电时间长，放电电流变化慢，很难达到I0。一般取放电电阻为10千欧15千欧为宜。由于简式电阻箱最大阻值为9999欧，故应串接一个定值电阻。(3)同时记录放电时间和放电电流，是本实验操作上的一个难点，一般是一个同学掌握停表，每隔5秒读一次时间，另一同学记录相应的放电电流值。下面介绍两种简便易行的方法：节拍器计时法：将节拍器的响铃周期调至2秒(或3秒)，使它每2秒(或3秒)铃响一次，这样可根据铃响来记录放电电流的大小。用此法一个同学即能完成实验。不论用停表还是节拍器计时，在检流计指针偏转过程中读取放电电流值都比较困难。为解决这一问题，可在检流计表盘上贴一张透明胶纸，实验时，手持泡沫笔并使笔尖随表针移动，在相应的时刻于表针位置上划一墨点(墨点在胶纸上)。待放电完毕，再由墨点位置记下相应的电流值。重新实验时可将墨点擦去，重新划点。这种方法记录的数据较为准确。4 带电粒子在匀强电场中的运动1、加速运动与偏转实验仪器：电子感应圈、学生电源、阴极射线管、大屏幕示波器2、练习使用示波器(学生实验)实验仪器：学生示波器(J2459型)、学生信号源(J2465型或J24651型)、导线若干实验目的：(1)了解示波器上各个控制旋钮的作用和调节方法。(2)学习使用示波器观察交流电的波形。示波器：(1)构造和原理J2459型示波器包括以下各部分：示波管 垂直偏转放大器(Y放大器) 水平偏转放大器(X放大器) 扫描电压发生器 电源。示波器外形如图所示。荧光屏的右上方标有“”符号的是辉度调节旋钮，用来调节图象亮度；它下面标有“”和“”的依次是聚焦调节旋钮和辅助聚焦调节旋钮。两者配合使用可使电子束聚成一细束，在屏上出现一个小亮点，使图象线条清晰。再下面是电源开关和指示灯，电源接通时指示灯明亮。Y增益X增益扫描微调1101001000101001k10k外XY输入X输入地DCAC同步扫描范围衰减标有“”和“”符号的称竖直位移旋钮和水平位移旋钮，分别用来调节图象在竖直方向和水平方向的位置。旋钮“Y增益”和“X增益”是调节Y或X放大器的输出电压的大小、以改变图象沿竖直方向或水平方向的幅度。“衰减”调节旋钮共分有1、10、100.1000四挡，可使加在竖直方向的信号电压按上述倍数衰减，使得图象在示波管上的垂直幅度依次减到前一挡的十分之一。右边的旋钮是“扫描范围”调节，它可改变加在水平方向的锯齿波电压的频率范围。第一挡的频率范围是10100赫，向右旋转每升高1挡，电压的频率范围依次增大为前一挡的十倍。“扫描微调”旋钮可使扫描电压的频率在选定范围内连续变化。“Y输入”、“X输入”和“地”分别是对应方向的讯号电压输入和公共接地的接线柱。“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、交流选择开关。在“DC”位置时，所加信号电压是直接输入的；在“AC”位置时，所加信号电压是通过一个电容器输入的。“同步”是同步极性选择开关，置于“”位置时扫描发生器与输入信号的正半周同步；置于“”位置时与负半周同步，以获得初相位相反的显示波形。(2)亮点调节在接通电源开关之前，先要检查各旋钮是否已调至适合的旋转位置上。辉度调节旋钮应反时针旋到底，竖直位移和水平位移放钮转到中间位置，衰减旋钮置于最高挡，扫描范围旋钮置于“外X”挡。然后接通电源开关，预热一、二分钟后，顺时针缓慢旋转辉度施钮到屏上出现一亮斑，亮斑的高度要适中。再旋转聚焦调节旋钮和辅助聚焦调节旋钮，使亮斑成一清晰的小圆点。旋转竖直位移和水平位移旋钮，观察亮点在竖直方向和水平方向上的位置变化。为了保护荧光屏，不可使亮点过亮和长时间停在屏上不动。(3)扫描迹线调节先把亮点调至屏上中央位置，再把“X增益”旋钮顺时针转至三分之一位置，扫描范围旋到“10100Hz”挡位，“扫描微调”旋钮反时针方向旋到底，即这时扫描电压的频率大约为10赫。可看到荧光屏上亮点从左向右移动，然后很快回到左端。顺时针旋转扫描微调旋钮，亮点迅速移动成为一条亮线，即扫描迹线。调节“X增益”，亮线的长度改变。再旋转Y增益和X增益旋钮，可调节亮线在屏上的位置。(4)保养示波器使用不当容易损坏或影响使用寿命。每次开机前，要把辉度调节旋钮逆时针转到底后，再闭合电源开关。然后缓慢转动增大光点或扫描线的亮度，一般只要看得清楚即可。注意不宜让经过聚焦的小亮点停在屏上不动，防止屏上荧光物质被电子束烧坏而形成暗斑。在观察过程中，应避免经常启闭电源。示波器暂时不用时不必断开电源，只需调节辉度旋钮使亮点消失，到下次使用时再调节亮。因为每次电源接通时，示波管的灯丝尚处于冷态，电阻很小，通过的电流很大，会缩短示波管寿命。电源电压应限制在220伏10的范围内才能使用。此外，操作面板上各旋钮动作要轻。当旋到极限位置时，只能往回旋转，不能硬扳。有的J2459型示波器的扫描是反向进行的，即亮点先是从右到左，然后很快从左回到右。这在观察交流电波形上没有多大关系。学生操作：(1)用机内提供的试验电压。先使扫描迹线位于荧光屏的中间位置，并使扫描范围旋钮置于10100赫挡。转动衰减旋钮至注有正弦符号“”处。屏上出现数个移动的正弦波形，再调节扫描微调，屏上可同时出现一个、二个甚至几个交流电的完整波形且稳定不动。调节Y增益和X增益旋钮，交流电压波形的形状沿竖直或水平方向发生变化。把同步开关置于“”位置时，扫描由被测信号的正半周起同步，波形如图甲所示，置于“”位置时，扫描由负半周起同步，波形如图乙所示。(2)由信号源内部的交流降压变压器提供电压。把信号源的低频输出接到示波器的Y输入，信号源的频率选择拨至低频的任何一挡均可。把示波器的衰减旋钮调至“10”挡，扫描范围旋至与信号源输出的低频信号频率相应的挡次即“1001k”或“1210k”挡位，仔细调节信号源的“低频增幅”和示波器的扫描微调及Y增益等旋钮，到屏上出现大小适宜的23个周期稳定的波形。把示波器的Y输入改接到降压变压器的次级线圈的两个端点上，电压值取68伏，衰减旋钮调至“100”挡，扫描范围旋至“10100”赫，同样可看到交流电的波形。恒定电流1 部分电路电功和电功率1、欧姆定律(伏安特性曲线)直流电源(稳压)、电压表、电流表、滑动变阻器、导线若干、开关、待测电阻教师操作：按电路图连接实验电路，R0为待测电阻(定值电阻)。闭合S后，移动滑动变阻器触头，记下触头在不同位置时电压表和电流表读数。电压表测得的是导体R0两端电压，电流表测得的是通过导体R0的电流，记录在下面表格中。U(V)I(A)把所得数据描绘在IU直角坐标系中，确定U和I之间的函数关系。这些点所在的曲线包括原点，因为当U=0时，I=0；这些点所在曲线是一条过原点的斜直线。把R0换成与之不同的R0，重复前面步骤，可得另一条不同的但过原点的斜直线。实验结论：给定导体，导体中电流与导体两端电压成正比，IU。2、电阻定律影响电阻的因素电压表、电流表、直流电源(低压)、滑动变阻器、酒精灯、电阻定律演示器(J2359)、开关电阻丝参数：序号名称直径(mm)截面积(mm2)长度(mm)1铜丝0.50.19610002铁丝3镍铬丝4镍铬丝教师操作：(1)研究导体的电阻跟它的长度的关系用电压表、电流表、电源、变阻器、开关等组成测试电路，分别接第三根、第三根与第四根串联的镍铬丝，观察并记录伏特表、安培表的读数，利用部分电路欧姆定律进行计算，并作比较。(2)研究导体的电阻跟它的横截面积的关系用测试电路分别接第三根、第三根与第四根并联的镍铬丝，观察并记录伏特表、安培表的读数，利用部分电路欧姆定律进行计算，并作比较。(3)研究导体电阻与材料的关系用测试电路分别接第一根铜丝、第二根铁丝、第三根镍铬丝，观察并记录伏特表、安培表的读数，利用部分电路欧姆定律进行计算，并作比较。(4)导体的电阻率与温度的关系用测试电路接任意一根电阻丝，并用酒精灯加热，观察并记录伏特表、安培表的读数变化，利用部分电路欧姆定律进行计算，并作比较。实验结论：(1)同一种物质制成的导体，当它们的横截面积相同时，它们的电阻值跟它们的长度成正比。(2)同一种物质制成的导体，当它们的长度相同时，它们的电阻跟它们的横截面积成反比。(3)导体的电阻与导体的电阻率有关；导体的电阻率由制成导体的物质所决定。(4)导体的电阻率的大小与温度有关，一般随温度升高而增大。3、滑动变阻器实验仪器：滑动变阻器(J23541型，50欧，1.5安)、直流电流表(J0407型或J04071型)、直流电压表(J0408型或J04081型)、简式电阻箱(J2362型)、学生电源(J1102型或J11021型)、单刀开关(J2352型)、导线若干VA实验原理：滑动变阻器在电路中有两种连接方法限流接法和分压接法，利用它可以改变电路中的电流或电压。滑动变阻器改变电路的电流或电压的能力与负载电