大学物理演示动画----李萨如图线[福州大学至诚学院]

大学物理仿真实验具体操作指导-图文

大学物理仿真实验具体操作指导-图文示波器的调整和使用
1.主窗口
打开用示波器测时间仿真实验，主窗口如下：
2.正式开始实验（1）操作界面如下：
（2）测示波器校准信号周期连接示波器CH1和示波器校准信号。

校准信号为周期1KHz,峰峰值为4V的对称方波信号。

双击示波器，打开示波器调节界面：
在示波器调节窗口中，左键单击示波器开关，打开示波器，
进行示波器调节和校准。

调节电平旋钮，是信号稳定
调节示波器聚焦旋钮和辉度旋钮使示波器显示屏中的信号清晰，调好后如下图。

调节CH1幅度调节旋钮和CH1幅度微调旋钮，校准信号显现为峰峰值为4V。

调节示波器时间灵敏度旋钮和扫描微调旋钮，校准信号周期显示为
1KHz,调好后如下图。

2
至此，示波器校准结束（3）正式开始实验
调节示波器时间灵敏度旋钮，使0.1m/cm。

界面如下：
调节示波器时间灵敏度旋钮，使0.2m/cm。

界面如下：
调节示波器时间灵敏度旋钮，使0.5m/cm。

界面如下：
3
（4）选择信号发生器的对称方波接y输入(幅度和y轴量程任选)，信号频率为200Hz～2kHz(每隔200Hz测一次)，选择示波器合适的时基，测量对应频率的厘米数、周期和频率
首先按照校准CH1的方法对CH2进行校准。

连接示波器CH2和信号发生器
双击实验平台上示波器和信号发生器，打开示波器和信号发生器调节界面
4。

李萨如图形的动态模拟及其在声速测量中的应用

１对李萨如图形的动态模拟
始运动ꎮ
Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ计算软件具有强大的数值计算、符
号运算和图像处理功能ꎬ其图形界面友好ꎬ输入简单
的语句就可以绘制出精美的二维和三维图形ꎮ 我们
运用Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ８. ０. ４来绘制李萨如动态图形ꎮ
按钮ꎬ合振子便从初始位置( 图中实心原点处) 开
２声速测量的李萨如图形法原理
( ＣＫ２０１５Ｚ２８) ꎻ重庆科技学院本科教育教学改革项目“ 地球物理勘探课程群实验教学” (２０１６２２)
作者简介:姚雪(１９７８ — ) ꎬ女ꎬ实验师ꎬ主要从事物理教学与科研工作ꎮ
通信作者:陈学文(１９８２ — ) ꎬ男ꎬ副教授ꎬ主要从事物理教学与科研工作ꎮ
５０
姚雪ꎬ等:李萨如图形的动态模拟及其在声速测量中的应用
的接收器ꎬ 通过测量距离和时间而计算得到声速
( ｕ＝Ｌ∕ｔ) ꎮ 这种方法主要适用于测量液体中的声
速ꎻ在用来测量空气中的声速时ꎬ 较难控制相对
误差ꎮ
节点ꎮ 然而ꎬ由纵波的性质可以证明ꎬ振动位移处于
共振干涉法和李萨如图形法都是在连续波的谐
超声波的谐振频率ｆꎮ 这两种方法的主要区别在于
测量超声波波长的方法有所不同ꎮ
５１
姚雪ꎬ等:李萨如图形的动态模拟及其在声速测量中的应用
(２) 共振干涉法ꎮ 谐振时ꎬ将接收器附近的合
号输出端接到示波器的ｙ轴输入ꎮ 设声源Ｓ１振动
移动Ｓ２ ꎬ记录连续出现最大振幅时Ｓ２的位置来测量
声速测量是大学物理实验教学中的十分重要的
实验项目ꎮ 实验电路如图２所示ꎬ其中ꎬＳ１和Ｓ２分

大学物理演示动画---光的偏振-[福州大学...李培官]

今天是2013年8月4日星期日
大学物理演示动画 ---光的偏振
福州大学至诚学院
大学物理教研室李培官
1．光的偏振状态
自然光
线偏振光
部分偏振光
偏振片
波动光学
检偏
起偏器
检偏器
思 • 一束光线通过一偏振片，若I 不变化，是什么光？
考 •I 变化且有消光, 是什么光？ • I 变化但无消光, 是什么光？
原理：把自然光分成寻常光和非寻常光，然后利用全反射把寻常光反射到棱镜侧壁上，，只让非寻常光通过，从而获得一束振动方向固定的线偏振光。加工后将两块方解石用加拿大胶粘合起来，对于o光对于e光
光轴
90 48 68
e光 o光
加拿大胶
no n 产生全反射
n 1.55 no 1.658
波动光学
偏振光的干涉人为双折射现象旋光现象偏振光的干涉1 实验装置屏
偏振片P1
波晶片
偏振片P2
2. 实验现象
单色光入射, 波片厚度均匀, 屏上光强均匀分布.
白光入射, 屏上出现彩色, 转动偏振片或波片, 色彩变化. 波片厚度不均匀时, 出现干涉条纹.
双折射[演示动画]
• 尼克尔棱镜
Tips for Better Life
欢迊指导 for 2013
谢谢
今天是2013年8月4日星期日
波动光学
3. 马吕斯定律 I0
P1
I1
P2
I2
P1 A1
E2 E1 cos
P2 A2
A2 A1 cos
马吕斯定律

I 2 I1 cos 2
I2：检偏器射出光强
I1：入射检偏器光强

运用图像“三步法”　巧解交变电流题

运用图像三步法㊀巧解交变电流题康清珍(福建省永春美岭中学ꎬ福建泉州３６２６１８)摘㊀要:交变电流是高中物理中非常重要的内容ꎬ也是学习电学的基础之一.本文以交变电流图像的三步法为基础ꎬ详细介绍了如何通过该方法准确地解决交变电流问题.通过介绍交变电流的基本概念和特点ꎬ阐述了图像三步法的重要性和应用价值ꎬ并详细讲解了三步法的具体操作ꎬ希望本文能够为读者在学习高中物理和解决实际问题方面提供一些指导和帮助.关键词:高中物理ꎻ交变电流ꎻ三步法ꎻ应用技巧中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２３)３３－００７５－０３收稿日期:２０２３－０８－２５作者简介:康清珍(１９８４.９－)ꎬ女ꎬ福建省泉州人ꎬ本科ꎬ中学一级教师ꎬ从事高中物理教学研究.㊀㊀在高中物理交变电流问题中ꎬ正弦图像无论是在命题还是解题中都发挥着重要作用ꎬ而使用图像解题的关键ꎬ可以分为三步.三步法是一种非常基础的解题方法ꎬ通过该方法ꎬ我们可以快速准确地解决交变电流问题.简而言之ꎬ该方法主要是通过厘清图像含义㊁读出图像特殊值以及计算图像隐藏信息三个步骤进行解题.然而ꎬ如何深度理解该方法的三个步骤并将其融会贯通ꎬ是高中物理交变电流学习中的重难点之一.本文将深度研究三步法在高中物理交变电流题中的应用ꎬ从而使学生能够更好地理解和掌握该方法[１].１厘清图像含义当我们解决交变电流问题时ꎬ第一步是要厘清图像的含义.交变电流问题中常见的图像主要为正弦曲线.我们可以通过观察图像的周期㊁振幅㊁初相位和频率等特征来理解其含义.其中ꎬ周期表示一个完整的波形所经历的时间ꎬ振幅表示波形的最大值和最小值之间的差距ꎬ初相位表示波形的开端相对于一个参考点的相位差ꎬ频率表示单位时间内波形经历的周期数.在分析交变电路时ꎬ通常需要将电流或电压表示为正弦函数的形式ꎬ以便进行计算.因此ꎬ对于交变电流问题ꎬ能够正确理解图像的含义并熟练地运用正弦函数公式是非常重要的.例１㊀在一个匀强磁场中ꎬ有一个金属线圈与磁感线垂直转动.假设线圈以匀速转动ꎬ并给出了两张图像:图１左侧是线圈的转动示意图ꎬ图１右侧是相应的交变电动势图像.以下关于这个情景的说法中ꎬ哪个是正确的?(㊀㊀).Ａ.当ｔ＝０.００５ｓ时ꎬ该金属线圈平行于磁感线Ｂ.当ｔ＝０.０１０ｓ时ꎬ该金属线圈垂直于磁感线Ｃ.该金属线圈匀速转动所产生电动势的交变频率为５０ＨｚＤ.该金属线圈产生的交变电动势有效值为３１１Ｖ图１㊀磁场线圈及其电压图像解析㊀此题为基础题ꎬ由图像可得ꎬ当ｔ＝５７０.００５ｓ时ꎬ此时的电动势最大ꎬ意味着线圈切割磁感线最强烈 ꎬ此时线圈与磁场方向平行ꎬ转动方向与磁感线垂直ꎬ故Ａ正确ꎻ当ｔ＝０.０１０ｓ时ꎬ此时电动势为０ꎬ意味着线圈的磁通量变化率为０ꎬ故Ｂ错误ꎻ图像显示周期为０.０２ꎬ则根据周期与频率公式可得频率为５０Ｈｚꎬ因此Ｃ正确ꎻ图像显示该线圈产生的交变电动势最大值为３１１Ｖꎬ则有效值为Ｅ＝Ｅｍ２＝３１１２＝３１１２２Ｖꎬ故Ｄ错误.正确答案为:ＡＣ.点评㊀根据图像ꎬ我们首先需要确定图像的横纵坐标轴所表示的含义.在图１乙中ꎬ可观察到图像峰值为电压最大值ꎬ结合后文图２来看ꎬ其图像峰值为磁通量最大值ꎬ此时电压最小.因此ꎬ极其相似的两个图像ꎬ可能在解题时会产生截然不同的结果.２读懂图像特殊点在解决高中物理交变电流题目时ꎬ我们需要仔细观察给定的图像ꎬ注意其中的一些特殊值ꎬ包括极值㊁时间点和相位差等ꎬ其中极值是指图像的最大值和最小值.在正弦曲线中ꎬ极值即为振幅所表示的电流或电压的最大值和最小值.通过读取极值ꎬ我们可以确定电流或电压的取值范围ꎬ从而对电路作出更精确的分析.时间点指的是图像上的特定时刻.例如ꎬ在相量图中ꎬ我们可以看到不同元件所引起的电流或电压在不同时间点的数值.这些特定的时间点有助于我们理解电流或电压的相位差ꎬ以及元件之间的相互作用关系.相位差指的是图像上不同电流或电压之间的时间差.通过观察图像ꎬ我们可以看到不同电流或电压波形之间的位置关系ꎬ从而计算它们之间的相位差.相位差是交变电路中重要的指标之一ꎬ它可以用来描述电流和电压之间的相对关系ꎬ以及电路中各元件的工作状态[２].在解读图像特殊值时ꎬ需要注意单位的转换和有效数字的保留.通常情况下ꎬ高中物理题目中给定的数值已经满足了所需的精度要求ꎬ因此在计算过程中要注意保留有效数字ꎬ并按照题目要求进行单位转换.通过仔细读取图像的特殊值ꎬ我们可以更全面地了解电流或电压的性质和行为ꎬ为后续的计算和解题提供准确的数据基础.例２㊀一正弦式交变电流的ｉ－ｔ图像如图所示.下列说法正确的是(㊀㊀).图１㊀磁场线圈及其磁通量图像Ａ.在ｔ＝０.１ｓ时线圈平面与磁场平行ꎻＢ.该交变电流的频率为２ＨｚꎻＣ.在ｔ＝０.２ｓ时电流方向改变ꎻＤ.该交变电流的表达式为ｉ＝２ｃｏｓ５πｔＡ.解析㊀在ｔ＝０.１ｓ时ꎬ通过线圈平面的电流为零ꎬ磁通量最大ꎬ与磁场垂直ꎬ故Ａ错误ꎻ该交变电流的周期为Ｔ＝０.４ｓꎬ频率为ｆ＝１Ｔ＝１０.４Ｈｚ＝２.５Ｈｚꎬ故Ｂ错误ꎻ在ｔ＝０.２ｓ时电流方向改变不变ꎬ故Ｃ错误ꎻ由图像可知Ｉｍ＝２Ａꎬω＝２πＴ＝２π０.４ｒａｄ/ｓ＝５πｒａｄ/ｓꎬ则该交变电流的表达式为ｉ＝２ｃｏｓ５πｔ(Ａ)ꎬ故Ｄ正确.点评㊀本题中的图像为正弦式交变电流的ｉ－ｔ图ꎬ在厘清图像含义的基础上ꎬ需要通过读懂特殊点的含义进行解题.如峰值时ꎬ电流最大ꎬ此时磁通量最小ꎬ磁通量变化率最大ꎬ电压最大ꎬ线圈与磁场垂直ꎬ通过周期可判断频率㊁转速ꎬ最终求得交变电流的表达式.３计算图像隐藏信息在解决高中物理交变电流题目时ꎬ我们需要根据给定的图像ꎬ计算一些隐藏的信息ꎬ包括频率㊁周期㊁角速度㊁电压㊁电流㊁功率等.通过计算这些隐藏的信息ꎬ我们能够深入理解交变电流或电压的性质ꎬ并应用到解题过程中.例如ꎬ根据给定的频率和周期ꎬ我们可以计算交变电流或电压在不同时间点的数值ꎻ根据角速度ꎬ我们可以推导出不同元件之间的相位差.在进行计算时ꎬ需要注意使用正确的公式和单位进行换算ꎬ以确保计算结果的准确性.同时ꎬ也要注意对有效数字的保留ꎬ遵循题目中给定的精度要求. ６７此外ꎬ通过计算图像中隐藏的信息ꎬ我们能够更准确地分析交变电流或电压的特性ꎬ并在解决高中物理交变电流问题时得出正确的答案.这一步骤是问题解决过程中不可或缺的一环ꎬ帮助我们更好地理解和应用交变电流的概念.例３㊀为发展新能源ꎬ某科研小组制作了一个小型波浪发电机ꎬ磁铁固定在水中ꎬＳ极上套有一个浮筒ꎬ浮筒上绕有线圈ꎬ其截面示意图如图２甲所示ꎬ浮筒可随波浪上下往复运动切割磁感线而产生电动势ꎬ线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化ꎬ如图２乙所示ꎬ线圈电阻ｒ＝２Ωꎬ匝数为１００匝ꎬ线圈处磁感应强度Ｂ＝０.１Ｔꎬ线圈的直径ｄ＝２ｍꎬ把线圈与阻值Ｒ＝８Ω的小灯泡串联ꎬ小灯泡恰好正常发光ꎬ下列说法不正确的是(㊀㊀).Ａ.浮筒在竖直方向上下振动的频率为２.５ＨｚＢ.发电机的输出功率为１.２８ＷＣ.小灯泡的额定电压为４ＶＤ.浮筒在竖直方向上下运动最大速度为０.４πｍ/ｓ图２㊀发电机及其电动势图像解析㊀由图２乙可知交变电流的周期为Ｔ＝０.４ｓꎬ则交变电流的频率为ｆ＝１Ｔ＝１０.４Ｈｚ＝２.５Ｈｚꎻ浮筒在竖直方向上下振动的频率与交变电流的频率相同ꎬ即浮筒在竖直方向上下振动的频率为２.５Ｈｚꎬ故Ａ正确ꎻ由图２乙可知ꎬ感应电动势最大值为Ｅｍ＝４２Ｖꎬ感应电动势有效值为Ｅ＝Ｅｍ２＝４２２Ｖ＝４Ｖꎬ根据闭合电路的欧姆定律ꎬ线圈中的电流有效值为Ｉ＝ＥＲ＋ｒ＝４８＋２Ａ＝０.４Ａꎬ由此时小灯泡正好正常发光ꎬ小灯泡的额定电压为Ｕ＝ＩＲ＝０.４ˑ８Ｖ＝３.２Ｖꎬ发电机输出功率为Ｐ＝ＵＩ＝０.４ˑ３.２Ｗ＝１.２８Ｗꎬ故Ｂ正确ꎬＣ错误ꎻ由Ｅｍ＝ＮＢＬｖｍꎬ解得浮筒在竖直方向上下运动的最大速度为ｖｍ＝ＥｍＮＢＬ＝ＥｍＮＢπｄ＝４２１００ˑ０.１ˑπˑ２ｍ/ｓ＝０.４πｍ/ｓꎬ故Ｄ正确.由图乙读出周期Ｔꎬ由ｆ＝１Ｔ求出频率ꎻ由乙图读出感应电动势最大值ꎬ由Ｅ＝Ｅｍ２求出感应电动势有效值ꎬ由闭合电路欧姆定律求出线圈中的电流有效值ꎬ由欧姆定律求小灯泡的额定电压ꎬ由Ｐ＝ＵＩ求发电机输出功率ꎻ由Ｅｍ＝ＮＢＬｖｍ求解浮筒在竖直方向上下运动的最大速度.点评㊀解答本题时ꎬ要理解波浪发电机的工作原理ꎬ注意小灯泡的额定电压㊁发电机的输出功率都要用到交流电的有效值.本题考查范围较广ꎬ所需计算的变量较多ꎬ是正弦交变电流图像题目中的典型代表.在交变电流题目的解题过程中ꎬ需要学生能够根据图像的含义以及特殊点的信息ꎬ利用所有隐含信息进行计算.在日常练习中ꎬ无论题目中是否设问ꎬ都建议学生将所有能计算出的信息计算出来ꎬ从而做到对图像的融会贯通.本文以深度运用图像的三步法ꎬ巧解高中物理交变电流题为主题ꎬ详细介绍了如何通过该方法快速准确地解决交变电流问题.我们探究了三步法的具体操作ꎬ提出了判断题目所给信息的关系的方法ꎬ并结合实例ꎬ展示了如何使用三步法解决常见的交变电流问题.在日后学习和掌握物理知识的过程中ꎬ我们还需要不断地实践和思考ꎬ将理论知识转化为实际能力ꎬ更好地应对各种问题.参考文献:[１]缪婧钥ꎬ姜玉梅ꎬ高正球.基于核心素养的高中物理大单元教学设计探讨:以交变电流单元为例[Ｊ].物理之友ꎬ２０２２ꎬ３８(０９):２２－２５.[２]王习元.交变电流有效值求解的深入探讨[Ｊ].湖南中学物理ꎬ２０１９ꎬ３４(０３):９７－９８.[责任编辑:李㊀璟]７７。

运用示波器的XY模式绘制动态特性曲线

运用示波器的XY模式绘制动态特性曲线示波器是时域分析的最典型仪器，也是当前电子测量领域中，品种最多、数量最大、最常用的一种仪器，使用示波器可直观地看到电信号随时间变化的图形。

更广泛的，只要能把两个有关系的变量转化为电参数，分别加至示波器的X（CH1）、Y（CH2）通道,设置为XY显示模式，就可以在LCD屏幕上显示这两个变量之间的关系。

一般我们会使用XY模式来显示李萨如图形，通过图形来判断两个信号之间的相位差，其实还可以使用XY模式来绘制一些特殊的特性曲线，能够清晰直观的展现这两个变量的关系。

SIGLENT的SDS2000系列超级荧光示波器（SPO）兼具数字示波器和模拟示波器的优势，11万次每秒的刷新率和256级辉度显示能够很好地实现模拟余辉功能，在XY模式下能够绘制出各类特性曲线。

晶体管的输出特性是一个以ib为参数的曲线，就包含两个相关变量，表达式如下：因此，我们就可以使用SDS2102的XY模式很方便的画出其输出特性曲线，采用模拟逐点测量法，利用50Hz交流电源经过降压及全波整流后获得的半波脉动电压作为被测晶体三极管的集电压扫描电压，使Uce自动变化，如图1所示，它自动地从0扫到最大致，然后又扫回0值。

每固定一个iB 的值，改变Uce 从0值逐点变到一定的值，测出一组Uce 及iC 的值，完成一条以iB为某一固定值的iC~f(Uce) 曲线。

再改变iB的值，重复上述过程，得到另一条曲线的测量数据。

增加阶梯波的级数，可以增加描绘曲线的条数。

图1 晶体管输出特性的动态测量基极电流iB的变化使用一个阶梯波电压提供的，每上升一级即改变一次iB的值。

集电极扫描电压与基极阶梯波电压应保持同步关系，如图2所示，使TB=nTC 其中n=1、2、3...... 图2（a）（b）集电极扫描电压波形和基极阶梯电流之间的关系的时间关系曲线（c）屏幕上显示的输出特性曲线取样电阻R1上的压降Uy=iE*R1约等于iC*R1 ，反映iC 的变化（见图1），接至示波器Y(CH2)输入端；以ux 电压（图中包含有压降iE*R1 ，但R1很小，可以忽略其影响）反映Uce的变化；接至X输入端（示波器工作在XY 显示状态），则可自动描绘出特性曲线，如图（c）所示。

用几何画板函数作图法作横波传播动画

Ｖｌ）ＮＯ４９ｏ３（．３
物理教学探讨
第３０卷总第４９期３２１０２年第１（期上半月）
一＾＾＾一－＾＾ｔ＾现教技
一ｖ¨ｖ¨ 一、 ¨ 代育术
用几何画板函数作图法作横波传播动画
荣盘亮
江苏省沭阳高级中学，江苏省沭阳市２３０２６０
点Ｅ，住ｓｉ按ｈｆｔ
软件新建界面图１中，点击菜单 “ 示 ”“ 置参／设
数” ，后会｝如｝｛同２的对话框．按罔２设置参数．．
图１
键依次选中图中
、
图４
量示鞫ｉ ¨ｌ￡【ｌ篝嘶ｌ掌
（Ｓ）１２１．３．０２５
｛理｝ｒ物 —
｛验｝１实
．、，．，．
一
太阳能热水器的故障及缘由
朱应海。芄芄，翠芹朱刘
１莱芜市莱城区凤城高级中学，东省莱芜市２１０．山７１０
２莱芜市莱城区羊里中学。．山东省莱芜市２１０７１０
５的对话界面上．左向右依次选择 “ 向 ” “ 从单、围
绕圆” “ 、慢速地 ” 经确定后界面上将显示 “ ｉ ” ，动田ｊ
操作按钮
ｆ１中界面中Ｅ点后，击菜单 “ 示 ”‘ ６选点显／轨 ‘
迹跟踪 ” 便于演示动画时观看质点Ｅ运动规律，，

示波器使用大学物理实验报告示范及数据处理

《示波器的使用》实验报告物理实验报告示范文本：包含数据处理李萨如图【实验目的】1．了解示波器显示波形的原理，了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合；2．熟悉使用示波器的基本方法，学会用示波器测量波形的电压幅度和频率；3．观察李萨如图形。

【实验仪器】1、双踪示波器 GOS-6021型 1台2、函数信号发生器 YB1602型 1台3、连接线示波器专用 2根示波器和信号发生器的使用说明请熟读常用仪器部分。

[实验原理]示波器由示波管、扫描同步系统、Y轴和X轴放大系统和电源四部分组成，1、示波管如图所示，左端为一电子枪，电子枪加热后发出一束电子，电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上，屏上的荧光物发光形成一亮点。

亮点在偏转板电压的作用下，位置也随之改变。

在一定范围内，亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。

示波管结构简图示波管内的偏转板2、扫描与同步的作用如果在X 轴偏转板加上波形为锯齿形的电压，在荧光屏上看到的是一条水平线，如图图扫描的作用及其显示如果在Y 轴偏转板上加正弦电压，而X 轴偏转板不加任何电压，则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡，在横方向不动。

我们看到的将是一条垂直的亮线，如图如果在Y 轴偏转板上加正弦电压，又在X 轴偏转板上加锯齿形电压，则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移，其合成原理如图所示，描出了正弦图形。

如果正弦波与锯齿波的周期（频率）相同，这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。

但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同，则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开，在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形，甚至很复杂的图形。

由此可见：（1）要想看到Y 轴偏转板电压的图形，必须加上X 轴偏转板电压把它展开，这个过程称为扫描。

如果要显示的波形不畸变，扫描必须是线性的，即必须加锯齿波。

（2）要使显示的波形稳定，Y 轴偏转板电压频率与X 轴偏转板电压频率的比值必须是整数，即：n f f xy = n=1,2,3,示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调，但要准确的满足上式，光靠人工调节还是不够的，待测电压的频率越高，越难满足上述条件。

大学物理实验试题库01

第3章：基本操作实验（实验1）基本测量一、填空题16．滑线变阻器的参数是最大阻值和额定电流，在实验中欲使所调节的电流能从0开始变化，滑线变阻器须用接法。

（填“分压”/“限流”）二、选择题三、简答题四、计算题16.根据公式HD M24πρ=测量铜圆柱体的密度。

已知：M=213.04+0.05(g)、D=19.465+0.003(mm)、H=80.37+0.0.02(mm).试计算ρ及其不确定度，并写出结果表达式。

17．圆柱体的质量m 为（279.680.02±）g ，高度H 为（90.350.03±）mm,底面直径为（22.4550.002±）mm ，求该圆柱体密度()c u ρρρ=±。

14.测量圆柱体的体积。

已知：D=19.465+0.003(mm)、H=80.36+0.02(mm).试计算体积V 及其不确定度，并写出结果表达式。

14.用50分度的游标卡尺测圆柱高5次，结果分别为：5.12mm,5.14mm,5.10mm,5.10mm,5.14mm 。

用不确定度正确写出结果表达式。

五、操作题题目1：在杨氏模量实验中，求出n ∆，依次增加到5个砝码，利用逐差法计算。

题目2：在杨氏模量实验中，分别测量出钢丝的直径3次，求出其平均值，调节望远镜看到标尺的像。

题目3：在杨氏模量的实验中，求出n ∆，依次增加到3个砝码，在依次减少3个，利用逐差法计算。

题目4：在杨氏模量实验中，分别测量出光杠杆前后脚距离3次，求出其平均值，调节望远镜看到标尺的像。

（实验2）液体表面张力系数测定一、填空题二、选择题三、简答题四、计算题五、操作题题目1：用读数显微镜测量两种小球的直径,各测2次分别计算平均值。

题目2：已知钢球的直径为1.000mm,筒的直径D=8.750cm,./钢=378g cm ρ，./,油=0395g cm ρ./2g 98m s =，试测量液体的粘滞系数，要求：各个量测量一次。

实验示波器观测信号波形

实验示波器观测信号波形示波器是一种用途广泛的电子测量仪器，它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。

根据示波器对信号的处理方式，可将示波器分为模拟示波器和数字示波器。

本实验主要使用数字示波器。

一、实验目的1.理解示波器的基本显示原理；2.熟悉示波器的常用功能，并使用示波器观察信号电压的波形；3.学会用示波器测量交、直流信号电压的峰值和频率；4.学会用示波器观察李萨如图形。

二、实验仪器DS2072A型数字示波器，DG4062型函数信号发生器等。

图1-1 DS2072A型数字示波器图1-2 DG4062型函数信号发生器三、实验原理(一)示波器显示波形原理示波器上的波形是Y轴和X轴输入电压共同作用的结果。

Y轴输入正弦波，X轴输入锯齿波，则屏幕上显示正弦波。

现举例说明示波器是如何扫描出被测波形的。

如图2所示，设垂直偏转板（即Y轴）上加一正弦电压U y，水平偏转板（即X轴）上加一锯齿波电压U x，二者周期相同（T x= T y）。

在t=0时刻，U x=U y=0，光点在屏上A点（称为起扫点）；在t=c时刻，U y随时间上升到最大值U ym，到达图（a）中Y方向的C y点，U x增加到U xc，到达图（b）中X方向的C x点，两者合成使光点运动到图（c）中的C点；在t=e时刻，U y的值下降到0，到达图（a）中Y方向的E y点，U x增加到U xe，到达图（b）中X方向的E x点，两者合成使光点运动到图（c）中的E点；在t=g，i时，两者合成，使光点分别运动到图（c）中的G点和I点。

在i时刻U x由U xi突然变为0，而U y不变，则光点由图（c）中的I 点突然反跳回原起扫点A，完成一次扫描。

以后不断重复这样一个过程，使屏上显示出一个稳定的正弦波形。

这样一个正弦波形，实质上是沿Y轴方向的简谐运动与沿X轴方向的匀速运动合成的一种合运动。

图2 示波器显示波形原理当T x = 2T y 时，则合成的是2个正弦波形。

大学物理演示动画--迈克尔逊干涉仪-[福州大学...李培官]

3
2.迈克尔逊干涉仪的原理
（1）M1 和M2垂直， M1 和M2 平行；等倾干涉。
反射镜M1 M2的像M 2
2e( )
e
2
M1 M2
单色光
反射
源
镜
M2
12
E 和M2 不平行；等厚干涉。
M2的像M 2 反射镜M1
2e( )
今天是2020年1月6日星期一
大学物理演示动画
--迈克尔逊干涉仪
福州大学至诚学院
大学物理教研室李培官
第十一章.
波动光学
大学物理演示动画
迈克尔逊干涉仪
2
1.迈克尔逊干涉仪的结构
反射镜M1
单色光源
分光板G1
M1 M2
G1//G2 ,与M1、M2 成450 角。
反射镜 M2
1 2 补偿板 G2 E
for 2014
欢迎指导
谢谢
今天是2020年1月6日星期一
9
2
M1与M
不
2
垂
直
单色
反
光
射
源
镜
M2
12
E
5
6
M1
b
a
M

1
M2
b1
b2
a1
a2
M1
b
a
M

1
M2
b2
b1
a2
a1
相干长度：两个分光束产生干涉效应的最大光程差δm为波列长度Lc,δm称为相干长度。相干时间：与相干长度对应的时间 Δt=δm/c
相干长度
7
8
Tips for Better Life

大学物理演示动画--劈尖干涉-[福州大学...李培官]

今天是2014年4月22日星期二
大学物理演示动画
--劈尖干涉
福州大学至诚学院
大学物理教研室李培官
1
第十一章.
波动光学
大学物理演示动画
劈尖干涉
2
劈尖涉
n
介质劈尖空气劈尖
n=1
考察入射光为单色平行光垂直入射情况:

反射光1
n e n θ n (设n > n )
反射光2
反射光1与 2 的光程差：
2ne

2
k
明条纹
(2k 1)

2
暗条纹
讨论
(1) 同一厚度d 对应同一级条纹—— 等厚条纹. 条纹平行于棱.
3
空气劈尖(分振幅)
4
5
问题：若劈尖的一边作如下变化，相应的条纹如何变化？
每一条纹对应劈尖内的一个厚度，当此厚度位置改变时，对应的条纹随之移动.
6
Tips for Better Life
for 2014
欢迎指导
谢谢
今天是2014年4月22日星期二
7

李萨如图形PPT课件

为了能够形象地描述李萨如图形的形成过程一般是把x轴和y轴上的简谐运动分别用旋转矢量图来描述如图1所示
李萨如图形是一个质点的运动轨迹，该质点在两个垂直方向的分运动都是
简谐运动。李萨如图形是物理学的重要内容之一，在工程技术领域也有很
重要的应用。利用李萨如图形可以测量未知振动的频率和初相位，掌握李
萨如图形的形成过程有很重要的意义。因而动态显示李萨如可以深入理解
其形成过程。
-
1
假定形成李萨如图形的两个简谐运动，一个在X轴上，一个在Y 轴上，它们的运动方程为（假设它们的振幅相等）：它们的合运动轨迹就是李萨如图形。为了能够形象地描述李萨如图形的形成过程，一般是把X轴和Y轴上的简谐运动分别用旋转矢量图来描述，如图1 所示。由上式计算出不同时刻的质点的坐标（x，y），依次连接这些点，得到的图形就是李萨如图形。
-
2
-
3
嫦娥二号在L2点沿李萨如轨道飞行-ຫໍສະໝຸດ 4示波器-
5
X Y的比例不一样会出现各种图形哦~
-
6
-
7

示波器实验仿真

大学物理仿真实验——示波器的调节和使用主讲人：蒋逢春1、实验仪器示波器仿真界面1校准信号输出端子（CAL）2辉度旋钮（INTENSITY）4聚焦旋钮（FOCUS）5光迹旋转旋钮（TRACE ROTATION）9电源开关（POWER）13通道1输入端[CH1 INPUT（X）]17通道2输入端[CH2 INPUT（Y）]10、15衰减器开关（VOLTS/DIV）20主扫描时间因数选择开关30X-Y控制键32电平锁定（LOCK）33触发电平旋钮（TRIG LEVEL）34释抑（HOLDOFF）信号发生器仿真界面1．频率显示窗口2．幅度显示窗口3．输出波形，对称性调节旋钮（SYM）4．速率调节旋钮（WIDTH）5．扫描宽度调节旋钮（RATE）8．函数信号输出端：输出多种波形受控的函数信号9．函数信号输出幅度调节旋钮（AMPL）11．函数信号输出幅度衰减开关（ATT）12．函数输出波形选择按钮14．频率范围细调旋钮15．频率范围选择按钮16．整机电源开关2、实验内容1）用x轴的时基测信号的时间参数●测量示波器自带方波输出信号的周期(时基分别为0.1 ms/cm，0.2 ms/cm，0.5ms/cm)。

哪种时基测出的数据更准确，为什么？●选择信号发生器的对称方波接y输入(幅度和y轴量程任选)，信号频率为200Hz～2kHz(每隔200Hz测一次)，选择示波器合适的时基，测量对应频率的厘米数、周期和频率。

以信号发生器的频率为x轴，示波器频率为y轴，作y-x曲线，求出斜率并讨论。

●选择信号发生器的非对称方波接Y轴，频率分别为200，500，1K，2K，5K，10K，20K(Hz)，测量各频率时的周期和正波的宽度。

用上面的方法作曲线。

●选择信号发生器的输出为三角波，频率为500Hz、1kHz、1.5kHz，测量各个频率时的上升时间。

下降时间和周期。

2）观察李萨如图形并测频率用两台信号发生器分别接y轴和x轴，取fx/fy =1、1/2、2、2/3、3/4时，测出对应的fx和fy，画出有关图形并求出公用信号的频率。

李萨如图

李萨如图形的应用摘要：李萨如图形是波与波叠加的结果，通过对波形的观察，可以比较出两组波的差异，在已知一组波的相关数据的情况下可以得出另一组波的相关数据，根据这些数据又可以得出与那一组波的相关的一些数据等，从而求出所需数据，如求频率，电阻，电阻的变化情况，容抗阻抗，电压大小……关键词：李萨如图形，对比，数据1.李萨如图的形成原理李萨如图形就是利用一个示波器，在X轴和Y轴上输入不同的正弦信号，把他们有机的叠加起来所形成的一种图形，如图所示，把X轴的信号换成正弦信号，就形成了李萨如图形。

由于输入信号是加在X方向偏转电压和Y方向的偏转电压上，从电子枪里头喷出的电子就会在这两个电压的影响下，向不同的方向偏转，然后打在屏上，显示出不同的波形。

所以，通过对波形的研究，我们就可以了解到两个方向所加的信号得特征，如果已经知道一个方向的型号特征，就可以通过对比，得出另一个信号的特征，再根据这些特征来求出一些需要的值。

2.影响李萨如图的因素要想通过一个信号的特征推出另一个信号特征，那么就必须了解影响李萨如图形的一些关键因素，通过比较这些因素，才能得出结果。

通常情况下能够影响图形形状的有输入信号的振幅大小，两个输入信号的初始相位的不同，两个信号的频率的不同等。

2.1频率对李萨如图的影响李萨如图形的周期与频率是分不开的，设一个方向上的频率为fx，另一个的为fy，那么李萨如图形的周期T即为1/fx和1/fy的最小公倍数，因为在T时间内，X方向和Y方向都经过了几个完整的周期，之后又重头开始，和刚开始时一样。

有时示波器调出的波形会移动，就是因为周期没有调好的缘故。

根据对李萨如图形一个周期的测量，在已知一个信号的频率的情况下，就可求出另一个信号的频率；李萨如图形本身还具有一个特点，图形边界与水平方向的交点和竖直方向的交点的比等于fy/fx，如图,因为图形的最低点即为Y方向信号的波谷，图形最左端与竖直的交点即为X方向信号的波谷，在一个李萨如图形周期T内，有几个交点，则对应X方向和Y方向信号就经历了多少个周期，正好与fy/fx相吻合。

机械波演示动画

机械波演示动画
横波的形成
纵波的形成
声波的形成
正弦横波模拟动画
显示横轴隐藏横轴
2014-10-11
显示纵轴隐藏纵轴
显示振幅隐藏振幅返回
垫江中学物理教研组贺靖霖横波的模拟动画Fra bibliotek显示横轴
显示纵轴
隐藏横轴
隐藏纵轴
返回
声波的模拟动画
返回
重庆市垫江中学物理教研组贺靖霖机械波演示动画?横波的形成?纵波的形成?声波的形成201924垫江中学物理教研组贺靖霖正弦横波模拟动画显示纵轴隐藏纵轴显示横轴隐藏横轴显示振幅隐藏振幅返回横波的模拟动画显示横轴隐藏横轴显示纵轴隐藏纵轴返回声波的模拟动画返回
机械波演示动画
制作：重庆市垫江中学物理教研组贺靖霖