篇一:《大学物理实验--电学部分》
电学部分
交流电及整流滤波电路实验与示波器测量时间实验.............................................................................................1
凯特摆测重力加速度实验及超声波的传播速度实验.............................................................................................4
交流谐振电路实验和交流电桥实验........................................................................................................................6
CSY10A型传感器系统实验.....................................................................................................................................8
螺线管测磁场..........................................................................................................................................................11
霍尔效应..................................................................................................................................................................11
直流电测量..............................................................................................................................................................12
用直流电位差计精确测量电压..............................................................................................................................12
双臂电桥测低电阻..................................................................................................................................................14电磁测量是物理实验中最重要的基础内容，它在当今生活、生产和科学研究中有着最广泛的应用。实验过程中所使用的仪器种类繁多，所以我们在验证实验原理的同时，也要让同学们学会对各种电磁测量仪器仪表的正确使用。只有在对实验仪器能正确使用的前提下，我们才能保证实验过程中的数据的准确性和精确性。尤其近年来，电磁学实验室更新了大部分的仪器，而且也增添了许多新的实验内容和仪器，这样就有必要对这些新的仪器设备的使用测量方法以及维修维护等知识加以了解，以便在实验过程中教会学生仪器的正确使用方法以及仪器出现故障或其他异常情况我们如何来加以排除。
交流电及整流滤波电路实验与示波器测量时间实验
由于这两个实验实验仪器基本都是电子仪器（示波器、信号发生器、数字电压表），所以在使用过程中请同学们注意使用安全，不要擅自接触仪器的电源插头，以免发生意外，如果感觉仪器不太好用请及时联系实验室老师加以解决。同时由于实验对象是大一的本科生，相当一部分同学以前很少接触到电子仪器，所以在实验过程中可能会出现各种问题，现根据经验将部分常出现的故障现象及排除方法写出来，供大家参考。
一、示波器测量时间实验：
1．现象：示波器屏幕上没有任何信号。
可能的原因有：
（1）示波器的电源开关没有打开；
（2）亮度设置太低，请调节亮度旋扭，增加亮度；
（3）波形偏离屏幕显示区，请调节上下位移旋扭和左右位移旋扭，使波形在示波器屏幕中间区域显示；
（4）实验者可能将所用通道的接地旋扭按下了，这样信号就会对地短路，没有任何信号输入到示波器测量端，请将该旋扭弹起；
（5）仪器相关元件损坏，请联系实验室老师解决。
2．现象：在做示波器测量时间实验中，所读波形周期与理论值相差太大。
可能是由于：
（1）没有把扫描微调旋扭置于校准的位置；该旋扭位于时基旋扭下方，请将其右旋到底；
（2）如果所测周期与理论值相差5倍左右，请看一下是不是将5扩展档按下了？如果按下该档，实际时基量程只有所标的五分之一，请把旋扭弹起，或者在按下的情况下，按实际时基量程的五分之一计算即可，（该旋扭位于时基旋扭的上方）。
（3）所用信号源输出的实际频率不是实验内容的测量点频率，请注意信号源频率直接从右方LCD显示读出即可，不需将结果再乘以所用频率档；例如：信号源显示为199Hz，所用频率档为×1K档，那么信号发生器最终输出的频率是199Hz，而不是199KHz（199×1KHz）。
3．现象：在做示波器测量时间实验中，所读波形Vpp（峰峰值电压）与理论值相差太大。
可能由于：
（1）没有将相关电压灵敏度微调旋扭右旋到校准位置，该旋扭位于电压灵敏度旋扭的下方；
（2）所用的电压灵敏度量程与所用通道不一致，比如用通道1（CH1）测量电压，记录时误读了通道2（CH2）的电压灵敏度量程。
4．现象：实验中示波器显示的待测波形老是在屏幕上移动，测量不方便。
可能由于：
（1）你所用的通道与垂直方式选择档位、触发源选择档位不一致。例如：如果实验者用通道1测量数据，请保证垂直方式置于通道1位置，同时触发源档位也应置于通道1位置，否则波形可能不稳；
（2）如果上面档位正确，请调节电平旋扭，该旋扭能调节触发电平值的大小，使待测波形稳定；
5．现象：在用李萨如图形测公共信号源频率时，没有出现图形。
可能由于：
（1）你所处的这一排（5人）实验者中，可能有同学将测量探头的正负极与木方盒上的正负极接反，从而将公共信号源输出短路，自然没有李萨如图形出现，请同学们检查自己有没有接错；
（2）公共信号源电源开关没有打开，因此没有向外提供输出信号；
（3）测量用探头（有红、黑两个鳄鱼夹）损坏，请找实验室老师调换一根；
6．现象：在用李萨如图形测公共信号源频率时，李萨如图形有明显拐点；与理论不一致。
可能由于：信号发生器的波形选择不是正弦波，由于公共信号源输出的是正弦波信号，所以应保证本地信号源输出的也应是正弦波信号。
7．现象：示波器器的扫描时基线有点倾斜，不水平。
解决：请调节光迹旋转旋扭，找实验室老师解决也可，需一支小型一字形螺丝刀。
8．现象：示波器显示波形较模糊。
可能由于：
（1）示波管老化；
（2）请调节聚焦旋扭。
二、交流电及整流滤波电路实验
示波器使用出现的问题请参阅上面内容。
1．现象：测交流电电压时，数字万用表上显示的电压有效值与理论相差太大。
可能由于：
（1）没有将数字万用表的测量表笔与输出按线柱良好接触；
（2）正弦交流电压波形的Vpp（峰峰值电压）应以示波器观察为准，而不应该以信号发生器右边LCD显示的电压为准，这是由于信号发生器输出的频率显示较准，而电压显示值与实际输出峰峰值有一定误差。
2．现象：做整流波形的测量时，在示波器上没有看到对应的半波或全波整流的波形。
可能由于：
（1）信号发生器输出测量线损坏，请找老师更换一根；
（2）误将信号发生器输出的正弦波信号按到电路板的输出端，正确的情况是应该接到电路板的“信号输入”端，电路板上有标识；
（3）实际所用电路中的整流二极管损坏；请联系老师更换元件；
（4）信号发生器输出正弦波信号的峰峰值太小，本实验为10V；
（5）信号发生器波形选择开关，应该把正弦波旋扭按下，如果波形选择的三个按扭一个都没选择，信号源就不会有任何的信号输出。本实验应把正弦波旋扭按下。
（6）信号发生器的衰减开关一般情况不要使用；如果不慎选择，输出信号电压将按比例衰减。20dB档：将输出信号电压衰减10倍；40dB档：将输出信号电压衰减100倍；60dB档：将输出信号电压衰减1000倍。
3．现象：做整流波形的测量时，观察不到半波整流波形（没有二极管截止时对应的零电平）。
可能由于：信号发生器的直流电平调节旋扭打开了，请关闭。否则，信号发生器输出的波形的直流电
位将会整体变高或变低。与我们理论要求的信号输出条件不一致，从而造成在信号的负半周，由于电平仍为正值，二极管并不截止。
三、实验仪器维护：
1．实验做完请把仪器关闭，避免仪器长时间工作。由于电子元件都有一定的使用寿命，在无人使用时，请关闭仪器
2．长时间不用时，最好用布遮盖仪器，以免进入灰尘。灰尘过多，在阴雨天气，容易受潮而使仪器工作时发生短路而损坏。
3．示波器在使用时，应该告诉同学避免在屏幕上长时间出现一个亮点的现象，应该扫描出时基线。长时间出现亮点，会加速示波管老化过程。做实验过程中也应该提醒同学们尽量不要把亮度调得过大，否则长时间观测对实验者眼睛及仪器本身都有损害。
4．由于仪器工作时间较多，要定期检查相关旋扭，尤其是波段开关，看是否错位，所对应的电压、时间、频率值是否与输出吻合。若有误差，要及时加以调整。
凯特摆测重力加速度实验及超声波的传播速度实验：
这两个实验电子仪器使用较多，请同学们在实验过程中注意安全，仪器如有问题请联系实验室老师更换，自己不要更换仪器，以免发生意外！
一、凯特摆测重力加速度实验故障现象及排除方法：
1．现象：测单个周期时，周期读数的重复性不好，相差较大。
可能由于：
（1）天气热的情况下，有没有开风扇,空气阻力对测量周期有很大影响；
（2）刀口是否太粗糙了，必要时请联系实验室老师加些润滑油改善；
（3）多用数字测量仪本身工作不正常，与实验室老师联系解决；
（4）凯特摆两端的挡光金属部分在实验过程中是否调节好，满足挡光的要求？
（5）凯特摆在摆动时是不是在平面内摆动，尽量不要形成圆锥摆.
（6）可能没有把摆在刀口上放好，导致摩擦增大，影响周期读数。
2．现象：还没有摆动凯特摆，多用数字测试仪就开始记数了。
可能由于：没有将光电门测量探头很好地插入B输入接口。
3．现象：用多用数字测试仪测周期时不计数。
可能由于：
（1）光电门测量探头未接入B输入接口；
（2）光电门坏，联系实验室老师解决；
（3）多用数字测试仪的复位按钮损坏，造成不能清零；
（4）是否未将测量选择开关置于“振动”档位。
本实验还应注意的问题有：
1．测量一个周期时，请将计数-停止开关置于停止档，这样多用数字测试仪会自动记一个周期的时间；
2．测量10个周期时，请先选择计数-停止开关于计数的位置，到第9个周期时，再将该开关打到停止的位置，这样仪器会在第10个周期时停止计数；
3．时标开关应该选择0.1ms比较合适。
二、超声波在空气中的传播速度实验实验故障现象及排除方法：
1．现象：用驻波法测声速时，移动换能器，示波器接收到的输出电压波形无大小变化。
可能由于：
（1）测量线损坏，请联系实验老师更换；
（2）射换能器和接收换能器不垂直、不平行；
（3）示波器相关功能档位设置不合适；
（4）信号发生器输出频率偏离换能器固有谐振频率太大；
2．现象：用相位法测声速时，李萨如图形只在一个方向大小变化，无法判定相位差。
可能由于：
（1）示波器工作方式未置于“X-Y方式”；
（2）示波器通道1（CH1）、通道2（CH2）测量端分别接发射换能器输入端和接收换能器输出端，检查是不都是接到一个端口造成该现象；
三、仪器维护：
1．凯特摆在长期不使用时，要在刀口处加入润滑由，然后用布盖住防尘，摆捶要取下，摆最好要垂直吊挂，以免发生微小形变（弯曲）；
2．示波器在使用过程中避免长时间出现一个亮点，也不宜过亮，这样可以延长示波管的使用寿命。信号源的按键由于使用频繁，所以要定期检查，看档位有没有发生错位现象，用频率计等仪器来校验输出频率是否在允许的误差范围内，再加以调校。
篇二:《大学物理实验报告》摘要：热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻，具有许多独特的优点和用途，在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性，加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。关键词：热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性
1、引言
热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件，其电阻温度系数一般为（-0.003~+0.6）℃-1。因此，热敏电阻一般可以分为:Ⅰ、负电阻温度系数（简称NTC）的热敏电阻元件常由一些过渡金属氧化物（主要用铜、镍、钴、镉等氧化物）在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的，近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离，即载流子浓度基本上与温度无关，因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系，随着温度的升高，迁移率增加，电阻率下降。大多应用于测温控温技术，还可以制成流量计、功率计等。Ⅱ、正电阻温度系数（简称PTC）的热敏电阻元件常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺，高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加，载流子数目越多，电阻率越小。应用广泛，除测温、控温，在电子线路中作温度补偿外，还制成各类加热器，如电吹风等。
2、实验装置及原理
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当负载电阻→，即电桥输出处于开路状态时，=0，仅有电压输出，用表示，当时，电桥输出=0，即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性，在测量之前，电桥必须预调平衡，这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。若R1、R2、R3固定，R4为待测电阻，R4=RX，则当R4→R4+△R时，因电桥不平衡而产生的电压输出为：（1—5）在测量MF51型热敏电阻时，非平衡直流电桥所采用的是立式电桥，，且，则（1—6）式中R和均为预调平衡后的电阻值，测得电压输出后，通过式（1—6）运算可得△R，从而求的=R4+△R。
3、热敏电阻的电阻温度特性研究
根据表一中MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）之电阻~温度特性研究桥式电路，并设计各臂电阻R和的值，以确保电压输出不会溢出（本实验=1000.0Ω，=4323.0Ω）。根据桥式，预调平衡，将“功能转换”开关旋至“电压“位置，按下G、B开关，打开实验加热装置
升温，每隔2℃测1个值，并将测量数据列表（表二）。
表一MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）之电阻～温度特性温度℃253035404550556065电阻Ω2700222518701573134111601000868748
表二非平衡电桥电压输出形式（立式）测量MF51型热敏电阻的数据i12345678910温度t℃10.412.414.416.418.420.422.424.426.428.4热力学TK283.4285.4287.4289.4291.4293.4295.4297.4299.4301.40.0-12.5-27.0-42.5-58.4-74.8-91.6-107.8-126.4-144.40.0-259.2-529.9-789-1027.2-124.8-1451.9-1630.1-1815.4-1977.94323.04063.83793.13534.03295.83074.92871.12692.92507.62345.1
根据表二所得的数据作出～图，如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为，即MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）的电阻～温度特性的数学表达式为。
4、实验结果误差
通过实验所得的MF51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻～温度特性的测量值，与表一所给出的参考值有较好的一致性，如下表所示：表三实验结果比较温度℃253035404550556065参考值RTΩ2700222518701573134111601000868748测量值RTΩ2720223819001587140812321074939823相对误差%0.740.581.600.894.996.207.408.1810.00从上述结果来看，基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现，随着温度的升高，电阻值变小，但是相对误差却在变大，这主要是由内热效应而引起的。
5、内热效应的影响
在实验过程中，由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过，热敏电阻的电阻值大，体积小，热容量小，因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升，这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时，必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。6、实验小结
通过实验，我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的，而且随着温度上升，其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器，可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出，特别适于高精度测量。又由于元件的体积小，形状和封装材料选择性广，特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器，可应用与各种生产作业，开发潜力非常大。
参考文献：
[1]竺江峰，芦立娟，鲁晓东。大学物理实验[M][2]杨述武，杨介信，陈国英。普通物理实验（二、电磁学部分）[M]北京：高等教育出版社[3]《大学物理实验》编写组。大学物理实验[M]厦门：厦门大学出版社[4]陆申龙，曹正东。
篇三:《大学物理实验报告》第三部分基本实验指导
实验一、惠斯通电桥测电阻
电桥是利用比较法进行电磁测量的一种电路连接方式，它可以测量很多电学量，如电阻、电容、电感、互