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大学物理实验--电学部分

大学物理实验--电学部分
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V pp(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V pp(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。

交流谐振电路实验和交流电桥实验

这两个实验所用的设备基本都是电子仪器设备,比如示波器、信号发生器、电容箱、电阻箱和电感箱等。而每个仪器设备上的调节旋钮又比较多,如果不能正确使用它们,我们在实验过程中将会遇到问题,对实验数据和处理结果有较大影响,所以在实验之前同学们最好仔细听老师对仪器使用的讲解。现将实验过程中出现的部分问题及原因列出,供同学们参考。

一、交流谐振电路实验

1.现象:调节信号源频率,而在示波器上观察的电压波形无明显变化。

可能由于:

(1)信号源频率的调节范围离RLC串联或并联谐振电路的谐振频率较远,可先根据R、L、C的值估计谐振频率是多少

(2)所用电感箱、电容箱和电阻箱至少有一个可能损坏,请联系老师用相关仪表检测是何种原因。

2.现象:调节信号源频率,虽然在示波器上观察的电压波形有大小变化,但对应信号源的频率与RLC 串联或并联电路的谐振频率理论值相差太远。

可能由于:

(1)信号源输出频率的读数结果不正确,注意:信号发生器LCD显示的就是最终结果,不需再乘以频率档位值。

(2)电容箱和电感箱至少有一个输出电容值或电感值不准确,请检查一下调节旋钮有没有错位,然后再找实验室老师用相关工具加以调整或更换。

3.现象:在测品质因数Q时,需测量出VL和VC值,但是测得VL和VC值随着信号发生器频率的改变并没有大小的变化过程,且其值和输入电压Vi相差不大。(串联谐振实验)。

可能由于:测VL和VC时(串联谐振电路),我们要将书(大学物理实验第二册)上84页图2.2.4-5变换一下元件的位置再来测量,即测电感上电压VL时,我们要将图中的电感L放在RLC串联支路的最下方,目的就是保证信号发生器的接地端、示波器的接地端要共地。如果电感L还是在串联支路上面的话,我们用示波器来测量电感L两端电压时,就会造成信号发生器的接地端、示波器的接地端不共地,通过分析我们就知道电容C和电阻R都被短路了,这样测量VL就等于测量Vi,所以就会产生上面的现象。测电容上电压VC类似变换即可。

二、交流电桥实验:

1.现象1:在测量电感时,反复调节元件值但耳机声音仍然比较大,且声音没有降低的趋势。

可能由于:

(1)待测电感线圈本身损坏,请联系实验室老师修理或更换。

(2)可调节的电容箱可能未接入电桥中;

(3)电容箱和电阻箱有可能档位由于使用过久而发生错位,所以实际的输出值与我们通过档位读出的值有较大差别,按照此值调节电桥就不易调节平衡(即耳机近似没有声音)。

(4)耳机或扬声器接入位置错误。

2.现象2:在调节交流电桥平衡时,耳机或扬声器一直没有声音,但并不是已调节电桥达到平衡(即接好电路闭合电键后扬声器就没有声音)。

可能由于:

(1)此电路用的导线很多,某一根导线损坏都有可能产生上面的现象,请老师用万用表判断最易引起此故障的那些导线中有无断路的导线,并更换导线。

(2)音频信号发生器有没有打开?如果整组同学都发生耳机没有声音的现象,估计提供音频信号的信号源没打开或连接线断开。

(3)耳机或扬声器本身损坏,请联系老师更换。

(4)所用的电阻箱和电容箱中有仪器损坏,请老师更换。

三、交流电桥实验中需要注意的事项:

1.实验课本88页图2.2.5-6测电容的电桥电路图中Z3臂上只有一个待测电容,图中画的是待测电容C的等效电路(即虚线框部分),所以在连接电桥时,一定不要在Z3臂上串接电阻箱,本实验只用到三个电阻箱。

2.音频信号源的输出电压约有10几伏,电桥平衡时,ABC支路和ADB支路都必须有足足够的阻抗,以减少支路上的电流。否则会烧坏电阻箱或使信号源短路。

3.平衡电桥的过程中,电阻箱和电容箱的调节都应从高档开始,逐步调到低档。

4.电桥没达到平衡时,耳机或扬声器声音较大,不要离耳朵太近,也不要长时间贴近耳朵,以免耳朵疲劳,影响听力。

四、仪器维护:

由于这两个实验所用电子仪器较多,对电子仪器的维护也特别重要。

1.示波器工作时亮度不要太大,告诉同学尽量不要让示波器屏幕上长时间出现一个亮点,要扫描出时基线。

2.信号源避免短路,即信号源输出的正负极在接入电路时不要接反;

3.电阻箱、电容箱和电感箱因实验过程中档位调节比较频繁,是最容易发生故障的,需定时检查档

位是否发生了错位,及时进行调整。还要检查它们的输出值和标称值相差是否太大,适当在旋钮内加入少许润滑油以避免死档(旋钮拨不动)的现象。

CSY10A型传感器系统实验

一、实验注意事项

1.打开电源前应认真检查线路接线是否正确。

2.如用电脑软件记录数据,应将实验仪的数据采集输出线接入点脑的COM1端口,打开数据采集应用软件,填好姓名,实验名称,和实验用参数。

3.进行数据采集:先在实验仪上调好一个实验点,然后再用数据采集软件采集数据。

二、实验的管理

如实验仪是好的接线也无误但仍无信号:

1.查实验仪的 15V电源开关是否打开。(在有运放的实验电路中)。

2.检查各段导线是否连通,如有示波器可用示波器检查导线的两端的电信号是否一致,如是直流实验可用实验仪上的直流电压表检查导线的各端电压否相等。如是交流实验也可用实验仪上的频率表检查导线的各端频率否相等,但这不能检查交流信号的幅值,如信号频率在用万用表的测交流电压的频率范围内则可用万用表的交流档测导线的各端电压否相等。还可用万用表的电阻档检查各导线的电阻是否为零。

三、实验设备维护(以下所有检测均要参考电路图)

1.半导体应变片的检测:

万用表置电阻档将表笔跨接在面板上应变片两端,拨动应变梁,电表指针应有摆动,如无穷大则应变片损坏。需由厂家更换。

2.桥电位器的检测:

万用表置电阻档将表笔跨接在面板上电位器的一端和中间抽头间,旋转电位器如表针不动或变化有波动则电位器损坏,可拆开面板更换。

3.毫伏表的检测:

将表的IN端与地短路,调节调零电位器,如无法调零一般是调零电位器或内部运放损坏。需更换电位器或运放。运放为插拔式的很好更换。另外前级运放输入端的两个过压保护二极管也可能损坏,可拆下量其正反向电阻。

4.音频及低频震荡电路的检测:

(1)频率的检测:将震荡器的输出端接入面板上电压/频率表的输入端(IN),将电压/频率表开关置2K

或20K档,旋转频率调节电位器,表上所示频率最大和最小值应和面板所标值一致。

如有损坏应据电路图分别检测震荡集成块,运放集成块和功放电路。

震荡集成块:用示波器测其输出端(脚9,3,2)应有输出信号,调节8脚的电位器输出信号的频率应有变化。如无信号则应分别检查电源电压,各电位器等易出故障原件,最后可更换一好的同型号集成块测试。

运放集成块:输入端(脚2)输出端(脚6)信号的波形应一致,输出信号无变形,调节脚2处的“增益电位器”输出信号的幅值应相应改变,否则应检查电源电压,电位器,运放集成块等。

功放电路:输出波形应上下一致,如不一致则相对应的功放管可能损坏。

(2)增益检测:将震荡器的输出端接面板上低通滤波器的输入端,将低通

滤波器的输出端接面板上电压/频率表的输入端(IN),表的开关置2V或20V档,调节增益电位器,表的示值应线性改变,如有跳动一般是电位器有问题。

5. 稳压电源的检测:

由电路图可知,该电源系统分为四组:

(1) +2V,4V,6V,8V,10V五档为一组。其电压由10V的稳压块317产生,10V以下各电压由直流分压电路产生。如该组电源损坏应检查317稳压块。如该组电源不准可调节该分压电路的末级220Ω电位器校准。

(2)-2V,4V,6V,8V,10V五档为一组。其电压由-10V的稳压块337产生,-10V以下各电压由直流分压电路产生。如该组电源损坏应检查337稳压块。如该组电源不准可调节该分压电路的末级220Ω电位器校准。

(3)+15V档为一组。其由单一的15V稳压块7815产生,如该档坏应检查该集成块,及其前后的两个电容和其接地线。

(4)-15V档为一组。其由单一的-15V稳压块7915产生,如该档坏应检查该集成块,及其前后的两个电容和其接地线。

(5)±15V档电源给CSY10A型传感器系统实验仪的所有运放集成块提供工作电压。

(6)所有电源的前级是QL306整流集成块,它的前级是变压器,保险丝,开关和电源插座。如所有的电源都有问题应检查这一部分。

检查保险丝开关和电源插座时,可用万用表的直流档测其直流电阻。

检查QL306整流集成块时,应断开负载用示波器测其输出电压波形,如有问题应予更换。

检查变压器时应断开负载,测其两端直流电阻,如开路则内部线圈断开应更换变压器。

6. 差动放大器,电荷放大器,低通滤波器,移相器,电压放大器的检测,热敏式温度传感器:

该五个功能块均由运放组成。除电位器,运放的外围元件都是电阻,电容不易损坏原件组成。如有问题,首先应检测电位器是否损坏,再检测运放工作电压 15V是否正常,运放则需更换集成块检测,最后检测电阻电容。

7.电容变换器的检测:

电容变换器的前级是一将+15V电压变为+5V电压的稳压块,其为后级的震荡电路提供电压。震荡电路的输出为下级的运放输入,运放的输出为电容变换器的输入。

检测时应用示波器检测面板上电容变换器部分的两可变电容符号的上端,示波器上应看到等幅震荡的波形。

如无波形应检测运放的输入端是否有等幅震荡波形,如有,则应检查运放电路,主要是运放的电位器,工作电压,和运放集成块本身。如运放的输入端无等幅震荡波形,则应检查运放前级的震荡电路,首先检查5V电压是否正常,如不正常还应检查前级的15V电源是否正常,然后检查震荡电路连接的两二极管,检测其正反向电阻,最后检测震荡电路的集成块。

示波器上如无等幅震荡波形,而运放输出有等幅正当波形则应检查电容变换器,该部分电路由电容,电感和二极管组成,主要检查二极管,可用示波器逐个检查二极管的各端脚波形,如有问题应更换。

8.相敏检波器的检测:

将面板上音频震荡器的L0输出端接入2端,用示波器测3,6,7端均应有

方波。如6,7端有方波,3端没有,则可能是运放A2和场效应管3DJ7有问题。如6端有方波7,3端没方波,很可能二极管D损坏。如6端无方波则运放A1损坏的可能性很大。

9.涡流变换器的检验:

接上涡流传感器,上下拨动实验仪上的圆盘,变幻器的输出端应有相应电

压变化。如无变化,应先检测变换器电路中晶体管T2射极电阻上端的电压是否变化,如无变化T2损坏的可能性很大。如能变化,则检查晶体管T1的射极是否有变化,如无变化则T1损坏可能性很大。

螺线管测磁场

载流导体产生的磁场分布,是人们经常关心的问题。本实验通过测试螺线管的磁场而理解磁场的一些特性和电磁感应定律。

本实验所使用仪器为XFD-7A低频信号发生器、、量程为50mA直流电流表、DA16晶体管毫伏表、长直螺线管、探测线圈(小螺线管)及单刀双掷开关、连接导线等构成。

一、实验注意事项:

1.所接线路有无问题。

2.由于所用仪器趋于老化,实验中数据可能随时有所变化,所以数据的读取要快一些。

3.晶体管毫伏表要随时调零,以消除读数的误差。

4.线路接线尽可能紧密,否则会引起电流表指示不稳定。

二、可能故障的产生及消除:

1.电流表无指示。先查低频信号发生器有无功率输出,若有查线路有无断路。

2.探测线圈(小螺线管)无电压。如果大螺线管正常(有电流指示),则看晶体管毫伏表是否正常,是则可证明小螺线管引线开路。另外,线路接线不牢也是导致此种现象的一个原因。

霍尔效应

当载流导体处在磁场中时,若磁场方向和电流方向垂直则在和磁场,电流方向都垂直的方向上出现横向电场称之为霍尔效应。

实验仪器为一组合仪器、实验台由电磁铁(2500GS/A)、霍尔样品和样品架、双刀双掷开关构成。测试仪由励磁恒流源、样品工作恒流源、数字电流表、数字毫伏表等构成。由于仪器为成套组合,损坏后没有多余配套替换所以请大家留意。

一、实验注意事项:

1.实验台三个切换开关、接线柱接线时切忌过分用力,以免影响仪器使用寿命。

2.样品通过调节架一定要使之处在磁场的中心位置上,否则会影响数据的准确性。

3.测试仪上的励磁电流、样品工作电流调节器为两个多圈电位器,易损坏。在实验中调节时不要太快,旋到头时忌继续用力,否则会造成仪器的损坏。

二、仪器故障排除:

1.霍尔电压、不等位电势显示不稳定,检查切换开关及接线柱是否牢固。

2.电流显示不稳定及调节时无变化,一般情况下可能多圈电位器损坏更换即可。

3.无霍尔电压:若其它方面无问题可能霍尔元件已损坏,需更换。

直流电测量

一、实验注意事项:

在仪器中的使用及电学测量中,对直流电的测量是最重要的测量之一。本实验就是其中的几种。实验中多个电路由量程为100─1000uA直流电流表5─1000mA直流电流表、滑线变阻器、数字电压表、以及分压器、限流器、单刀单掷开关、连接导线组成。实验本身与所用仪器虽然不十分复杂,但要得到较好的数据,还必须注意以下事项:

1.线路的连接一定要正确,先接电路,经检查无误后,方可接通直流电源。

2.电流表、电压表的量程档选择正确的档位。

3.线路接好后开关稍碰一下,看电流、电压表指示是否过大,如是则调节分流器、分压器至表针正常为止。反之则可合上开关继续实验。

二、仪器故障排除:

1.电压,无电流一般为开路现象,或半导体二极管损坏。

2.电位器,二极管为易损部件,用万用表即可检查出来,更换即可。

用直流电位差计精确测量电压

直流电位差计精确测量电压是利用直流补偿原理制成的一种仪器,补偿法是一种比较测量法。

用电位差计测量电压,是将未知电压与电位差计上的已知电压相比较,它不像伏特计那样要从待测线路中分流,因而不干扰待测电路,测量结果仅仅依赖于准确度极高的标准电池、标准电阻和高灵敏度的检流计。它的准确度可以达到0.01%或更高,是精密测量中应用最广泛的仪器。

实验中电路由UJ31型低电势直流电位差计、AC5/2型直流指针式检流计、YJ24型晶体管稳压电源、饱和标准电池、电阻箱、标准电阻(0.1Ω)、70Ω电阻、单刀单掷开关、连接导线等组成。

电位差计面板图

一、注意事项

1.按线路图要求连接线路,晶体管稳压电源、饱和标准电池、未知电阻和标准电阻连接到电位差计时注意电压头的正、负极性。

2.电位差计面板图Ea=(5.7-6.4)V是连接晶体管稳压电源。线路经检查正确后,方可打开电源,以免烧毁电源。

3.实验中电位差计D(用×1档)、K旋钮不能放在“断”位置。

4.测量前必须先调节检流计零点(将小旋钮移向“白色圆点”),再校验电位差计“标准”。(调节“粗”“中”“细”旋钮)

5.调节平衡时,严禁将检流计的“电计”按钮及电位差计的“粗”、“细”按钮同时锁住,以免损坏检流计。先按下“粗”并转一角度锁住,同时用手压住“电计”调节读数盘以防指针急速偏转立即松手,估祘一下电压值再进行“细”调。

6.晶体管稳压电源没有连接电位差计时,请不要打开电源,否则会烧毁电源。

7.请避免使用0.001mV大盘的空档,造成测量过程中检流计指针突然不动。

二、常见故障排除:

1.检流计指针往一边偏,原因是标准电阻和未知电阻正、负极接反,需重新按线路图电流回路连接线路。

2.检流计指针左右晃动不停,原因可能是晶体管稳压电源电压不稳或超过6.4V电压需修理。

3.测量过程中检流计指针突然不动,原因可能是要避开使用0.001mV大盘的空档、单刀开关没有闭合、接线柱没拧紧或断开;需闭合单刀开关、拧紧接头或换导线。

三、维护与保养

1.流计在周围空气自100C至350C,相对湿度80%以下的室内应用,空气中不应有可致腐蚀的有害杂质。

2.将小旋钮移向白色圆点位置,并用零位调节器将指针调零。

3.检流计指针摆动不停,用手轻触几下“短路”按钮指针立即停止,手松开。

4.检流计使用完毕后必须将小旋钮移向“红色圆点”位置,同时将“电计”按钮放松。

5.电位差计使用完毕后必须将“粗”、“细”按钮放松,K旋钮放在“断”位置,

6.读数盘恢复到零位。

双臂电桥测低电阻

电阻按照阻值大小可分为高电阻(100KΩ以上)、中电阻(1~100KΩ)和低电阻(1Ω以下)三种。一般说导线本身的电阻和接点处引起的电路中附加电阻约为0.001Ω左右,这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响,适用于10-5~102Ω电阻的测量。本实验要求在掌握双臂电桥工作原理的基础上,用双臂电桥测金属材料的电阻率。

本实验所使用仪器有双臂电桥(QJ36型)、直流复射式检流计(C15/4或6型)、JWY型直流稳压电源(5A,15V)、电流表(5A)、标准电阻(0.001Ω)、低电阻测试架(待测铜、铝棒各一根)、千分尺、超低

电阻(小于0.001Ω)连接线、双刀双掷换向开关、导线等。

一、注意事项

1..电流表使用应放在水平位置,并尽可能远离强电流导线和强磁场,以免产生附加误差。

2.电流表使用前应先利用表盖上的零位调节把指针调到零位。

3.电流表应串联接入线路,同时在接入线路前必须对电路中的电流强度有所估计,以免过载而使仪表损坏。

4.根据电流回路图接线,标准电阻和未知电阻接于电流回路中为电流头,接于电压回路中为电压头。

5.调节平衡时,严禁将双臂电桥“粗”、“细”按钮同时锁住。

6.按线路图注意双刀双掷开关的连接方法。在不进行测量时将开关断开。

7.使用检流计前用*1档校准零点,实验时先用0.01档开始调节,若光点偏转不大,可逐步调至高灵敏度档。

8.检流计使用完毕后请拔到“短路”档并关闭电源。

二、非仪器故障解决方法:

1.双刀双掷开关稍碰一下看电流表无指示,原因可能是待测金属棒与支架刀口没压紧、端头没有顶到位、锁紧螺丝没拧紧或是导线断开,需断开开关重新固定或换导线解决。

2.按下双臂电桥“粗”调按钮,检流计光标往一边偏,原因可能是标准电阻和未知电阻的电位极性接反,需重新按线路图电流回路顺序连接线路。

3.按下“粗”调按钮,检流计光标不动,原因可能是接线柱接头没拧紧或断开、双刀双掷开关没闭合,需拧紧导线接头或换导线、闭合双刀双掷开关。

三、维护与保养

1.仪器应保存在周围气温自100C至400C及相对湿度不超过85%的室内,且空气中应不含有腐蚀气体及其它有害杂质。

2.电流表在不使用时应放在封闭的柜子及仪表配套的外套内。

3.电流表必须小心轻放避免仪表受到强烈震动。

4.双臂电桥“粗”、“细”按钮测量完毕后必须将按钮放松。

四、AC15/3-6检流计的注意事项、维护与保养,请参照光学部分的检流计

大学物理-电磁学部分-试卷及答案

大学物理试卷 (考试时间 120分钟 考试形式闭卷) 年级专业层次姓名学号 一.选择题:(共30分 每小题3分) 1.如图所示,两个“无限长”的共轴圆柱面,半径分别为R 1和R 2,其上均匀带电,沿轴线方向单位长度上的带电量分别为1λ和2λ,则在两圆柱面之间,距离轴线为r 的P 点处的场强大小E 为: (A )r 012πελ.(B)r 0212πελλ+. (C ))(2202r R -πελ.?(D)) (2101 R r -πελ. 2.如图所示,直线MN 长为l 2,弧OCD 是以N点为中心,l 为半 径的半圆弧,N点有正电荷+q ,M 点有负电荷-q .今将一试验电荷+q 0从O 点出发沿路径OCD P移到无穷远 处,设无穷远处电势为零,则电场力作功 (A) A < 0且为有限常量.(B ) A > 0且为有限常量. (C) A =∞.(D) A = 0. 3.一带电体可作为点电荷处理的条件是 (A)电荷必须呈球形分布. (B)带电体的线度很小. (C )带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计. (D)电量很小. 4.下列几个说法中哪一个是正确的? (A)电场中某点场强的方向,就是将点电荷放在该点所受电场力的方向. (B )在以点电荷为中心的球面上,由该点电荷所产生的场强处处相同. (C)场强方向可由q F E / =定出,其中q 为试探电荷的电量,q可正、可负,F 为试 探电荷所受的电场力. (D)以上说法都不正确. 5.在图(a)和(b )中各有一半径相同的圆形回路1L 、2L ,圆周内有电流1I 、2I ,其分布相

同,且均在真空中,但在(b)图中2L 回路外有电流3I ,P 1、P 2为两圆形回路上的对应点,则: (A )212 1 ,d d P P L L B B l B l B =?=??? (B)212 1 ,d d P P L L B B l B l B =?≠??? (C )212 1 ,d d P P L L B B l B l B ≠?=??? (D)212 1 ,d d P P L L B B l B l B ≠?≠??? 6.电场强度为E 的均匀电场,E 的方向与X 轴正向平行,如图所示.则通过图中一半径为R 的半球面的电场强度通量为 (A)E R 2π.(B) E R 2 2 1π. (C)E R 22π. (D)0 7.在静电场中,有关静电场的电场强度与电势之间的关系,下列说法中正确的是: (A )场强大的地方电势一定高. (B )场强相等的各点电势一定相等. (C)场强为零的点电势不一定为零. (D )场强为零的点电势必定是零. 8.正方形的两对角上,各置点电荷Q,在其余两对角上各置电荷q ,若Q 所受合力为零,则Q 与q 的大小关系为 (A)q Q 22-=. ?(B)q Q 2-=. (C)q Q 4-=.?(D)q Q 2-=. 9.在阴极射线管外,如图所示放置一个蹄形磁铁,则阴极射线将 (A)向下偏.(B )向上偏.(C)向纸外偏.(D)向纸内偏. 10.对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确.

初中物理电学综合试题及标准答案

物理电学试题 一、选择题 1.下列物理量的单位不是“焦耳”的是( ) A.热量 B.功 C.功率 D.能量 2. 两只灯泡串联在电路中,其中一只亮,另一只不亮,这原因可能是() A. 不亮的灯泡灯丝断了或接触不良 B. 两灯相比,不亮的灯泡其电阻太小 C. 两灯相比,不亮的灯泡其电阻太大 D. 两灯相比,通过不亮灯泡的电流较小 3. 甲、乙两电炉并联在同一电源上,各有开关控制,甲炉电阻是乙炉的4倍,要两电炉产生同样多的热量则应:() A. 甲通电时间是乙的4倍 B. 乙通电时间是甲的4倍 C. 甲、乙通电时间一样长 D. 不知道额定电压无法比较 4. 分别标有“6V,2W”和“12V,8W”的两个灯泡,串联后接在电路中,为使其中一个恰能正常发光,加在电路两端的电压应是() A、6V B、12V C、18V D、24V 5. 有两个灯泡,L 1标有“6V,3W”的字样,L 2 没有标记测得L 2 电阻为 6,把它 们串联在电路中,两灯均正常发光,那么该电路两端电压和L 2 的电功率分别是() A. 12V,3W B. 12V,1.5W C. 9V,3W D. 9V,1.5W 6.如图所示,置于通电螺线管内能自由转动的小磁针是静止的,则线圈两端的磁极和电源的正负极分别是 ( ) 。 A.线圈右端为N极,电源右端为正极 B.线圈右端为N极,电源右端为负极 C.线圈右端为S极,电源右端为正极 D.线圈右端为S极,电源右端为负极 7. 有一个额定电压为220伏的电炉,想把它接在 110伏的电路上,而不改变电炉的功率,办法是 () A. 把电炉的电阻丝截去一半 B. 把电炉的电阻丝截成相等的两段,再并联起来 C. 用另一根和它相同的电阻丝串联 D. 用另一根和它相同的电阻丝并联 8. 如图3所示的四个电路中,电压U都相等,并且电阻R 1大于R 2 ,电流表示数 最小的是

大学物理_电磁学公式全集

静电场小结 一、库仑定律 二、电场强度 三、场强迭加原理 点电荷场强点电荷系场强 连续带电体场强 四、静电场高斯定理 五、几种典型电荷分布的电场强度 均匀带电球面均匀带电球体 均匀带电长直圆柱面均匀带电长直圆柱体 无限大均匀带电平面

六、静电场的环流定理 七、电势 八、电势迭加原理 点电荷电势点电荷系电势 连续带电体电势 九、几种典型电场的电势 均匀带电球面均匀带电直线 十、导体静电平衡条件 (1) 导体内电场强度为零;导体表面附近场强与表面垂直。 (2) 导体是一个等势体,表面是一个等势面。 推论一电荷只分布于导体表面 推论二导体表面附近场强与表面电荷密度关系 十一、静电屏蔽 导体空腔能屏蔽空腔内、外电荷的相互影响。即空腔外(包括外表面)的电荷在空腔内的场强为零,空腔内(包括内表面)的电荷在空腔外的场强为零。

十二、电容器的电容 平行板电容器圆柱形电容器 球形电容器孤立导体球 十三、电容器的联接 并联电容器串联电容器 十四、电场的能量 电容器的能量电场的能量密度 电场的能量 稳恒电流磁场小结 一、磁场 运动电荷的磁场毕奥——萨伐尔定律 二、磁场高斯定理 三、安培环路定理 四、几种典型磁场 有限长载流直导线的磁场 无限长载流直导线的磁场 圆电流轴线上的磁场

圆电流中心的磁场 长直载流螺线管内的磁场 载流密绕螺绕环内的磁场 五、载流平面线圈的磁矩 m和S沿电流的右手螺旋方向 六、洛伦兹力 七、安培力公式 八、载流平面线圈在均匀磁场中受到的合磁力 载流平面线圈在均匀磁场中受到的磁力矩 电磁感应小结 一、电动势 非静电性场强电源电动 势 一段电路的电动势闭合电路的电动势 当时,电动势沿电路(或回路)l的正方向,时沿反方向。 二、电磁感应的实验定律 1、楞次定律:闭合回路中感生电流的方向是使它产生的磁通量反抗引起电磁感应的磁通量变化。楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的表现。 2、法拉第电磁感应定律:当闭合回路l中的磁通量变化时,在回路中的感应电动势为 若时,电动势沿回路l的正方向,时,沿反方向。对线图,为全磁通。

大学物理题库电学习题

1.一个未带电的空腔导体球壳,内半径为R 。在腔内离球心的距离为d 处( d < R ),固定 一点电荷+q ,如图所示. 用导线把球壳接地后,再把地线撤去。选无穷远处为电势零点,则 球心O 处的电势为 (A) 0 (B) d q 04επ (C) R q 04επ- (D) )11(40R d q -πε ] 2.三块互相平行的导体板,相互之间的距离d 1和d 2比板面积线度小得多,外面二板用 中间板上带电,设左右两面上电荷面密度分别为1和2,如图所示。则比值21/σσ为 (A) d 1 / d 2 (B) d 2 / d 1 (C) 1 (D) 2122/d d 如图所示,一带负电荷的金属球,外面同心地罩一不带电的金属球壳,则在球壳中一点P (设无穷远处为电势零点)分别为: (A) E = 0,U > 0 (B) E = 0,U < 0 (C) E = 0,U = 0 (D) E > 0,U < 0 4.在空气平行板电容器中,平行地插上一块各向同性均匀电介质板,如图所示。当电容 (A) E > E 0,两者方向相同 (B) E = E 0,两者方向相同 (C) E < E 0,两者方向相同 (D) E < E 0,两者方向相反. [ ] 5.设有一个带正电的导体球壳。当球壳内充满电介质、球壳外是真空时,球壳外一点 的场强大小和电势用E 1,U 1表示;而球壳内、外均为真空时,壳外一点的场强大小和电势 用E 2,U 2表示,则两种情况下壳外同一点处的场强大小和电势大小的关系为 (A) E 1 = E 2,U 1 = U 2 (B) E 1 = E 2,U 1 > U 2 (C) E 1 > E 2,U 1 > U 2 (D) E 1 < E 2,U 1 < U 2 [ ] 6.C 1和C 2两空气电容器串联起来接上电源充电。然后将电源断开,再把一电介质板插 入C 1中,如图所示。则 (A) C 1上电势差减小,C 2上电势差增大 (B) C 1上电势差减小,C 2上电势差不变 (C) C 1上电势差增大,C 2上电势差减小 (D) C 1上电势差增大,C 2上电势差不变 [ B ] 7 .如果在空气平行板电容器的两极板间平行地插入一块与极板面积相同的金属板,则 由于金属板的插入及其相对极板所放位置的不同,对电容器电容的影响为: (A) 使电容减小,但与金属板相对极板的位置无关 (B) 使电容减小,且与金属板相对极板的位置有关 (C) 使电容增大,但与金属板相对极板的位置无关 (D) 使电容增大,且与金属板相对极板的位置有关 [ ] 8. 将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压后,断开电源。再将一块与极板面积相同的金属板平行地插入两极板之间,如图所示, 同,对电容器储能的影响为: (A) 储能减少,但与金属板相对极板的位置无关 (B) 储能减少,且与金属板相对极板的位置有关 (C) 储能增加,但与金属板相对极板的位置无关 (D) 储能增加,且与金属板相对极板的位置有关 E

初三物理电学综合题(较难)及详细答案解析

初三物理电学综合题(较难)及详细答案解析 一、电磁学综合题 1.R2= R总-R1=484Ω-48.4Ω=435.6Ω.(2019·天津中考模拟)(一)小泽发现:漆黑夜间上洗手间,很难摸到墻上开关,于是动手自制夜间照明电路。 器材:6V新蓄电池,规格为“2.5V0.5A”的新灯泡L、定值电阻R0、开关S、导线若干。(1)请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接。要求:夜间闭合开关S,电压表显示电源电压,灯泡正常发光;白天断开开关S,电压表指针指零,灯泡熄灭。 (______) (二)数月后,小泽发现:闭合开关S,灯泡发光,亮度有所下降。 (2)小泽猜想1:可能是长期使用,蓄电池用旧了导致电源的输出电压有所降低。闭合开关,如图乙所示,电压表显示旧蓄电池的输出电压为________伏。 小泽猜想2:可能是长期使用,灯泡自身发生了变化。因为他发现灯泡玻璃壳内壁发黑。灯泡玻璃壳内壁发黑是由于钨丝发生________(填所选项的字母)。 A.先升华后凝华B.先汽化后液化 C.先熔化后凝固 D.先升华后凝固(三)小泽用该旧蓄电池探究、绘制旧灯泡的I—U图像。 (3)请在图内中以笔画线代替导线完成电路,要求:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于A端。 (______) (4)请根据图丁将实验⑥的电流表的示数填入表格,并根据实验表格在图戊中画出旧灯泡的I—U的图像。 (______)

【答案】详见解析 4.5 A 详见解析 0.4 详见解析 【解析】 【分析】 根据题中“于是动手自制夜间照明电路”可知,本题考查电路的连接、电表读数、物态变化、以及I-U图象。根据电压表的使用规则和滑动变阻器的连接方式连接电路,根据量程和分度值读出电压表和电流表的示数,根据描点法画出图象。完成解答。 【详解】 (一)(1)闭合开关S,灯泡正常发光,电压表显示电源电压,说明电压表可并联在电源两端或并联在灯泡和定值电阻的两端;断开开关S,灯泡熄灭,电压表指针指零,说明电压表并联在灯泡和定值电阻的两端,电源电压为6V,所以电压表选用0~15V量程,实物连接如下: (二)(2)由图乙可知,电压表使用0~15V量程,分度值为0.5V,示数为4.5V; 灯泡的钨丝在温度较高时会直接变成气体,发生了升华现象;当钨蒸气遇到冷的玻璃泡内壁时,又会直接变成固体附着在灯泡上,发生了凝华现象。即先升华后凝华,故选A。(三)(3)滑动变阻器的接线柱应一上一下串联电路中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于A端,即最大值端,所以应将B接线柱接入电路中,电路图如下: (4)由图丁可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.4A; 根据实验数据,描点连线画出旧灯泡的I-U图象,如图所示: 2.(2)已知电流表a测量L1的电流,则通过灯L1的电流I1=0.3A,并联电路的干路电流等于各支路电流之和。则L2的电流I2=I?I1=1.2A?0.3A=0.9A。(2019·江苏南通田家炳中学中考模拟)阅读短文,回答问题 2018年5月21日,在嫦娥四号升空前,中继星“鹊桥”号成功发射,为即将发射的嫦娥

大学物理电学部分复习

1、 半径为R ,带电量为Q 的金属导体球,其外表面处的电场强度大小为多少?电势为多少?导体 球内距离球心r (r

大学物理-电磁学部分-试卷及答案word版本

学习资料 大学物理试卷 (考试时间 120分钟 考试形式闭卷) 年级专业层次 姓名 学号 一.选择题:(共30分 每小题3分) 1.如图所示,两个“无限长”的共轴圆柱面,半径分别为R 1和R 2,其上均匀带电,沿轴线方向单位长度上的带电量分别为1λ和2λ,则在两圆柱面之间,距离轴线为r 的P 点处的场强大小E 为: (A )r 012πελ. (B )r 0212πελλ+. (C ))(2202r R -πελ. (D )) (2101R r -πελ. 2.如图所示,直线MN 长为l 2,弧OCD 是以N 点为中心,l 为半径的半圆弧,N 点有正电荷+q ,M 点有负电荷-q .今将一试验电荷+q 0从O 点出发沿路径OCDP 移到无穷远处,设无穷远处电势为零,则电场力作功 (A ) A < 0且为有限常量.(B ) A > 0且为有限常量. (C ) A =∞.(D ) A = 0. 3.一带电体可作为点电荷处理的条件是 (A )电荷必须呈球形分布. (B )带电体的线度很小. (C )带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计. (D )电量很小. 4.下列几个说法中哪一个是正确的? (A )电场中某点场强的方向,就是将点电荷放在该点所受电场力的方向. (B )在以点电荷为中心的球面上,由该点电荷所产生的场强处处相同.

学习资料 (C )场强方向可由q F E /ρρ=定出,其中q 为试探电荷的电量,q 可正、可负,F ρ 为试探 电荷所受的电场力. (D )以上说法都不正确. 5.在图(a )和(b )中各有一半径相同的圆形回路1L 、2L ,圆周内有电流1I 、2I ,其分布相同,且均在真空中,但在(b )图中2L 回路外有电流3I ,P 1、P 2为两圆形回路上的对应点,则: (A )212 1 ,d d P P L L B B l B l B =?=???ρρρρ (B )212 1 ,d d P P L L B B l B l B =?≠???ρ ρρρ (C )212 1 ,d d P P L L B B l B l B ≠?=???ρρρρ (D )212 1 ,d d P P L L B B l B l B ≠?≠???ρ ρρρ 6.电场强度为E ρ的均匀电场,E ρ 的方向与X 轴正向平行,如图所示.则通过图中一半径 为R 的半球面的电场强度通量为 (A )E R 2π.(B )E R 22 1 π. (C )E R 22π. (D )0 7.在静电场中,有关静电场的电场强度与电势之间的关系,下列说法中正确的是: (A )场强大的地方电势一定高. (B )场强相等的各点电势一定相等. (C )场强为零的点电势不一定为零. (D )场强为零的点电势必定是零. 8.正方形的两对角上,各置点电荷Q ,在其余两对角上各置电荷q ,若Q 所受合力为零,则Q 与q 的大小关系为 (A )q Q 22-=. (B )q Q 2-=. (C )q Q 4-=. (D )q Q 2-=. 9.在阴极射线管外,如图所示放置一个蹄形磁铁,则阴极射线将 (A )向下偏. (B )向上偏. (C )向纸外偏. (D )向纸内偏.

初中物理电学综合题专题训练

班级: __________ 姓名: 得分: _________ 初中物理电学综合题专题训练 (时间:40分钟 一、选择题:(6'左30') 1、 关于电阻,下列说法中准确的是( ______________ ) B 、 导体的电阻越大,电流通过导体产生的热量越多 C 、 某学校教学楼中,同时发光的电灯越多, 电路的总 电阻越小 D 、 导体两端的电压越大,导体的电阻越大 2、 关于磁场、电磁波,下列说法准确的是( _______ ) A 、 电磁波在真空中传播的速度是 3 xi05 m /s B 、 通电直导线周围存有磁场, 通电弯曲导线周围不存 在磁场 C 、 光纤通信是利用光经多次反射实行传输光信号的 D 、 发电机是利用磁场对电流作用的原理实行工作的 3、 人类正面临能源危机, 为选用节能交通信号灯的灯 源,实验室通过实验发现,下表中的 LED 灯和白炽 灯在正常工作时光照强度相同。相关数据如下表: 分值:100分) C 、 电流表的示数减小,弹簧的长度增加 D 、 电流表的示数减小,弹簧的长度减小 5、 如图所示是电阻甲和乙的 U-I 图像,下列说法中正 确的是( ________ ) A 、 电阻甲和乙都是阻值不变的电阻 B 、 当乙两端电压为 2V C 、 甲、乙串联在电路中, 源电压为2V D 、 甲、乙并联在电路中, 总功率为1.2W 二、填空题:(3'X=133') 6、 在图甲所示的电路中,闭合开关 S 后,电压表的示 数 为2V ,两个电流表的指针指在图乙所示的同一位 置。则电灯L 1中的电流I 1 = ______________ A , L 1的电阻R 1 = _____ Q,电路的总电阻 R = _____________ Q;电灯L 1消耗的 电功 率P 1与L 2消耗的电功率P 2之比为 时,R 乙=5 Q 当 电路电流为 当电源电压为 0.2A 时,电 2V 时,电路 两种灯 LED 灯 白炽灯 发光原理 二极管发光 钨丝高温发光 额定电压 24V 220V 响应时间 10「9s 10「3s 额定功率 12W 100W 请根据以上材料说明,下列的说法错误的是 ( ______ ) L2 —I —3— A 、在光照强度相同的情况下, LED 灯不必要达到很 高的温度就能发光, 电能基本上不转化成内能,几 乎全部转化光能,因而发光效率高 B 、 LED 灯的额定电压低,人直接接触不会触电 C 、 LE D 灯响应时间短,也就是从开始发光到正发光 所用的时间短 D 、 LED 灯额定功率小,消耗的电能肯定比白炽灯少 4、如图所示,给电磁铁通电,铁块及弹簧在图中位置 静止,当滑动变阻器的滑片向 b 端滑动时,关于电 流表示数和弹簧长度变化情况是( _______________ ) A 、 电流表的示数增大,弹簧的长度增加 B 、 电流表的示数增大,弹簧的长度减小 2 ---------- 1 甲 7、下表是某电炒锅的铭牌, 问题:若家庭电路中的电压只有 1h 消耗的电能是 0.2 0.4 3 0 0.6 A o 0朋 乙 根据表中的信息回答下列 198V ,电炒锅工作 kW ?h 。若家庭电路中只有 电炒锅在烧水且正常工作,电炒锅产生的热值有 70%被水吸收后水的温度升高了 30C ,且右图中电 能表的转盘正好转了 300转,该电炒锅中水的质量 为 __________ 。[水的比热容 c = 4.2 X103J / ( kg -°C )] BC-65B 电炒锅 额定电压 220V 额定功率 1100W 工作频率 50Hz 8、一款太阳能旋转吊钩,其内部装有一个用太阳 能电池供电的小型电动机,能使花盆缓慢旋转, 让植物各部分得到充足的光照。太阳能属于 ________________ (选填 可再生”或不可再生”)能

大学物理电磁学部分练习题讲解

大学物理电磁学部分练习题 1.在静电场中,下列说法中哪一个是正确的?(D ) (A )带正电荷的导体,其电势一定是正值. (B )等势面上各点的场强一定相等. (C )场强为零处,电势也一定为零. (D )场强相等处,电势梯度矢量一定相等. 2.当一个带电导体达到静电平衡时:D (A )表面上电荷密度较大处电势较高. (B )表面曲率较大处电势较高. (C )导体内部的电势比导体表面的电势高. (D )导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零. 3. 一半径为R 的均匀带电球面,其电荷面密度为σ.该球面内、外的场强分布 为(r 表示从球心引出的矢径): ( 0 r r R 3 02εσ) =)(r E )(R r <, =)(r E )(R r >. 4.电量分别为q 1,q 2,q 3的三个点电荷分别位于同一圆周的三个点上,如图所示.设无穷远处为电势零点,圆半径为R ,则b 点处的电势U = )22(813210q q q R ++πε 5.两个点电荷,电量分别为+q 和-3q ,相距为d ,试求: (l )在它们的连线上电场强度0=E 的点与电荷量为+q 的点电荷相距多远? (2)若选无穷远处电势为零,两点电荷之间电势U = 0的点与电荷量为+q 的点电荷相距多远? .解:设点电荷q 所在处为坐标原点O ,X 轴沿两点电荷的连线. (l )设0=E 的点的坐标为x ′,则 d q +q 3-

0)'(43'42 02 0=-- = i d x q i x q E πεπε 可得 0'2'222=-+d dx x 解出 d x )31(21'1+-=和 d x )13(21' 2-= 其中'1x 符合题意,'2x 不符合题意,舍去. (2)设坐标x 处 U = 0,则 ) (43400x d q x q U -- = πεπε 0]) (4[40 =--= x d x x d q πε 得 4/04d x x d ==- 6.一半径为R 的半球壳,均匀地带有电荷,电荷面密度为σ,求球心处电场强度的大小. 解答:将半球面分成由一系列不同半径的带电圆环组成,带电半球面在圆心O 点处的电场就是所有这些带电圆环在O 点的电场的叠加。 今取一半径为r ,宽度为Rd θ的带电细圆环。 带电圆环在P 点的场强为:() 3222 01 ?4qx E r a x πε= + 在本题中,cos x h R θ==,a r = 所以可得:() 33 222 0044hdq hdq dE R r h πεπε= = + 上式中()222sin dq r Rd R d σπθπσθθ== 即:33 00 2sin cos sin cos 42R d dE d R σπθθθσ θθθπεε== 整个半球面为:2000sin cos 24E dE d π σ σθθθεε===????,方向沿半径向外 7. 电荷q 均匀地分布在一半径为R 的圆环上。计算在圆环的轴线上任一给定点 P 的场强。

初三物理电学综合试题

初三电学综合试题 物理试题 全卷共85分 第I卷(选择题共36分) 一、单项选择题(每小题只有一个选项正确,将正确答案的字母填在机读卡上, 多选、错选或不选均不得分,18个小题,每小题2分,共36分) 16.下列四个电路图中与右边实物图相对应的是 ( ) A. B C D 17.关于家庭电路,下列说法中正确的是 ( ) A.我国家庭电路的电压是220V B.保险丝是以并联方式接人电路的 C.开关与被控制的灯泡并联 D.家用电器是以串联方式接人电路的 18. 有两个灯泡,L 1标有“6V,3W”的字样,L 2 没有标记测得L 2 电阻为 6,把 它们串联在电路中,两灯均正常发光,那么该电路两端电压和L 2 的电功率分别是() A. 12V,3W B. 12V,1.5W C. 9V,3W D. 9V,1.5W 19. 在居民小区的楼道里,有一种声控加光控的照明电路,声控和光控电路都相当于开关,在光控电路的小盒子上有个进光孔,夜晚没有光照时,光控开关闭合,当有人走动发出声音时,声控开关闭合,电路被接通,灯泡发光。而在白天,光控电路受到光照,光控开关断开,无论楼道内发出多大的声音,楼道灯都不会亮。实际的声控和光控电路比较复杂,在下图中用声和光两个符号代表声控、光控开关,你认为下图中各电路图能够满足上面要求的是( )

20.某同学观察到如下图所示的两种家用电器的铭牌,根据铭牌上提供的信息, 判断在12个小时内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是 ( ) A .电冰箱比电风扇多 B .电风扇比电冰箱多 C .电冰箱与电风扇一样多 D .电冰箱比电风扇可能多,也可能少 21.在如下图甲所示的电路中,0R 为定值电阻,ab 是粗细均匀、长为L 的一根电阻丝,滑片P 与ab 接触良好并可自由滑动,且0ab R R .当闭合开关S 后,电压表的示数U 随滑片P 离a 点的距离x 变化的规律能用图乙中哪个图像描述(电源两极间电压不变 ) ( ) 22.如右下图中,两只电压表的指针均指在刻度盘正中央,以下正 确的是( ) A .通过R 1的电流小于通过R 2的电流 B .R 1两端的电压与R 2两端的电压相等 C .R 1电阻值大于R 2电阻值 D .R 1消耗的功率小于R 2消耗的功率 23 .如右下图所示,在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁,开关闭合后,当滑片P 从a 端向b 端滑动过程中,会出现的现象是( ) A .电流表示数变小,弹簧长度变短 B .电流表示数变小,弹簧长度变长 C .电流表示数变大,弹簧长度变长 D .电流表示数变大,弹簧长度变短 A a b P S S N

大学物理实验--第2部分 电学

第二部分电学 万用表及电路 ⑴为什么不宜用欧姆计测量表头的内阻? ⑵万用表使用完毕后,为什么不能让功能旋钮停在欧姆挡? ⑶选择两个电位器,组成一个可以进行粗调和细调的分压电路(画出电路图,标明电位器的阻值)。检流计的特性 ⑴灵敏电流计之所以有较高的灵敏度是由于结构上做了哪些改进? 双臂电桥测低电阻 ⑴如果将标准电阻和待测铜棒的电压接头与电流接头互相颠倒,等效电路是怎样的?这样做好不好? 电压的精确测量-直流电位差计 ⑴能否用伏特计测量电池的电动势?如果认为能,那么它和电位差计相比怎样?如果认为不能,指的是原则上行不通呢?还是测量误差大? ⑵如果实验中发现检流计总往一边偏,无法调到平衡,试分析可能有哪些原因? ⑶实验中如何实现电压的连续可调?粗调和细调? 示波器的使用 ⑴ 1V峰峰值的正弦波,它的有效值是多少? ⑵示波器作为测量电压的仪器,比通常的电压表有什么优点?又有什么缺点? ⑶假定在示波器的输入端输入一个正弦电压,所用水平扫描频率为120Hz,在屏上出现了三个完整的正弦波周期,那么输入电压的频率为多少?这是不是一个测量频率的好方法?请说明理由。 稳恒电流场模拟静电场 实验中如果用一般的伏特表代替场效应管伏特表进行测量,会出现什么问题?为什么? 霍耳效应 ⑴若磁场的法线不恰好与霍耳元件的法线一致,对测量结果会有何影响?如何用实验的方法判断B 与元件法线是否一致? ⑵若霍耳元件的几何尺寸为4mm×6mm,即控制电流两端距离为6mm,而电压两端的距离为4mm,问此霍耳片能否测量截面积为5mm×5mm气隙的磁场? ⑶能否用霍耳元件片测量交变磁场? 直流电表和直流测量电路

大学物理电磁学题库及答案

一、选择题:(每题3分) 1、均匀磁场的磁感强度B 垂直于半径为r 的圆面.今以该圆周为边线,作一半球面S ,则通过S 面的磁通量的大小为 (A) 2 r 2B . (B) r 2B . (C) 0. (D) 无法确定的量. [ B ] 2、在磁感强度为B 的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ,S 边线所在平面的法线方向单位矢量n 与B 的夹角为 ,则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为 (A) r 2B . (B) 2 r 2B . (C) - r 2B sin . (D) - r 2B cos . [ D ] 3、有一个圆形回路1及一个正方形回路2,圆直径和正方形的边长相等,二者中通有大小相等的电流,它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为 (A) 0.90. (B) 1.00. (C) 1.11. (D) 1.22. [ C ] 4、如图所示,电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路,汇合于b 点.若ca 、bd 都沿环的径向,则在环形分路的环心处的磁感强度 (A) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内. (B) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外. (C) 方向在环形分路所在平面,且指向b . (D) 方向在环形分路所在平面内,且指向a . (E) 为零. [ E ] 5、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状, 则P ,Q ,O 各点磁感强度的大小B P ,B Q ,B O 间的关系为: (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O . (C) B Q > B O > B P . (D) B O > B Q > B P . [ D ] 6、边长为l 的正方形线圈,分别用图示两种方式通以电流I (其中ab 、cd 与正方 形共面),在这两种情况下,线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为 (A) 01 B ,02 B . (B) 01 B ,l I B 0222 . (C) l I B 0122 ,02 B . a

2020年初三物理电学综合题(较难)及答案

2020年初三物理电学综合题(较难)及答案一、电磁学综合题 1.(4)因为电解铝的密度小,根据公式ρ=m V 可知,火炬体积一定时,选用电解铝材质 会大大减轻火炬质量。(2019·广东中考模拟)如图甲是某饮水器的原理图。饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝R1(是一个定值电阻)和热敏电阻R x,只要水面到达如图所示的位置,接触开关S1就会导通。继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。 (1)若分别把电热丝R1和热敏电阻R x单独接入某电源电路中,它们的电流随电压的变化曲线是图乙中A、B、C中的两条。可知R1的阻值是_____Ω,饮水器的正常加热功率是 _____W。 (2)为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路,热敏电阻R x应选择图乙中的_____(选填图象中的字母)。在使用过程中,发现饮水器内的水实际加热到90℃就自动切断了加热电路,为了使水能在加热至沸腾后才能自动切断加热电路,可将滑动变阻R2的滑片向_____调节。 (3)已知该饮水器装有10kg水,在实际使用中发现,当只有饮水器接入电路中时,它将水从20℃加热到100℃的过程中,电能表的转盘转了3000转,则该饮水器加热过程中的热效率是_____(保留小数点后一位)。(电能表参数“2500revs/kW?h”,水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)) 【答案】10 4840 C 左 77.8% 【解析】 【详解】 (1)因为R1是定值电阻,则通过R1的电流与它两端电压成正比,其I﹣U图象为过原点的倾斜直线,所以图像中B为定值电阻R1的电流随电压的变化曲线;结合欧姆定律,取图像 中点(10V,1.0A)可得,R1的阻值为R1=U I = 10V 1A =10Ω,其正常工作时的功率为P= 2 U R = 2 220V 10 () =4840W。 (2)为了使饮水器在水加热至沸腾后能自动切断加热电路,则应使继电器开关S2断开,应减弱电磁铁的磁性,根据影响电磁铁磁性强弱的因素可知应减小控制电路中的电流,由

大学物理电磁学知识点汇总

稳恒电流 1.电流形成的条件、电流定义、单位、电流密度矢量、电流场(注意我们 又涉及到了场的概念) 2.电流连续性方程(注意和电荷守恒联系起来)、电流稳恒条件。 3.欧姆定律的两种表述(积分型、微分型)、电导、电阻定律、电阻、电 导率、电阻率、电阻温度系数、理解超导现象 4.电阻的计算(这是重点)。 5.金属导电的经典微观解释(了解)。 6.焦耳定律两种形式(积分、微分)。(这里要明白一点:微分型方程是 精确的,是强解。而积分方程是近似的,是弱解。) 7.电动势、电源的作用、电源做功。、 8.含源电路欧姆定律。 9.基尔霍夫定律(节点电流定律、环路电压定律。明白两者的物理基础。)习题:13.19;13.20 真空中的稳恒磁场 电磁学里面极为重要的一章 1. 几个概念:磁性、磁极、磁单极子、磁力、分子电流 2. 磁感应强度(定义、大小、方向、单位)、洛仑磁力(磁场对电荷的作用) 3. 毕奥-萨伐尔定律(稳恒电流元的磁场分布——实验定律)、磁场叠加原理(这是磁场的两大基本定律——对比电场的两大基本定律) 4. 毕奥-萨伐尔定律的应用(重点)。 5. 磁矩、螺线管磁场、运动电荷的磁场(和毕奥-萨伐尔定律等价——更基本) 6. 稳恒磁场的基本定理(高斯定理、安培环路定理——与电场对比) 7. 安培环路定理的应用(重要——求磁场强度) 8. 磁场对电流的作用(安培力、安培定律积分、微分形式)

9. 安培定律的应用(例14.2;平直导线相互作用、磁场对载流线圈的作用、磁力矩做功) 10. 电场对带电粒子的作用(电场力);磁场对带电粒子的作用(洛仑磁力);重力场对带电粒子的作用(引力)。 11. 三场作用叠加(霍尔效应、质谱仪、例14.4) 习题:14.20,14.22,14.27,14.32,14.46,14.47 磁介质(与电解质对比) 1.几个重要概念:磁化、附加磁场、相对磁导率、顺磁质、抗磁质、铁磁 质、弱磁质、强磁质。(请自己阅读并绘制磁场和电场相关概念和公式 的对照表) 2.磁性的起源(分子电流)、轨道磁矩、自旋磁矩、分子矩、顺磁质、抗 磁质的形成原理。 3.磁化强度、磁化电流、磁化面电流密度、束缚电流。 4.磁化强度和磁化电流的关系(微分关系、积分关系) 5.有磁介质存在时的磁场基本定理、磁场强度矢量H、有磁介质存在时的 安培环路定律(有电解质存在的安培环路定律)、磁化规律。 6.请比较B、H、M和E、D、P的关系。磁化率、相对磁导率、绝对磁导 率。 7.有磁介质存在的安培环路定理的应用(例15.1、例15.2)、有磁介质存 在的高斯定理。 8.铁磁质(起始磁化曲线、磁滞回线、饱和磁感应强度、起始磁导率、磁 滞效应、磁滞、剩磁、矫顽力、磁滞损耗、磁畴、居里点、软磁材料、 硬磁材料、矩磁材料)(了解) 习题: 15.11

(完整版)初中物理电学综合计算题

电学综合计算题 1、(2013?绥化)某种电热水器,其电路图如下,R 1为发热板,R 2 为保温电阻,S 1 是温控开关.当 电热水器处于加热状态时,水被加热,达到设定温度时,S 1 自动断开,热水器处于保温状态.已 知电阻R 1=50Ω,R 2 =450Ω.求: (1)热水器内装有质量为2kg的水,当水的温度从20℃升高到40℃ 时,这些水吸收的热量是多少? (2)当电热水器处于加热状态时,电路中的电流是多大? (3)当热水器处于保温状态时,R 1 电功率为多少? 2、(绥化2014)小丽的妈妈买了一台全自动豆浆机,如图甲所示。图乙是豆浆机的主要结构:中间部分是一个带动刀头的电动机,用来将原料进行粉碎打浆;外部是一个金属圆环形状的电热管,负责对液体加热煮沸。图丙是豆浆机正常工作时,做一次豆浆的过程中,电热管和电动机交替工作的“P-t”图象。右表是这个豆浆机的主要技术参数。 请解答下列问题: (1)豆浆机正常工作时的最大电流是多大? (2)豆浆机正常工作,做一次豆浆,加热时消耗的电能是多少?

(3)豆浆在正常工作状态下做一次豆浆,若大豆和清水总质量为1.5 kg,初温为20℃,豆浆 沸腾时温度是100℃。求豆浆机电热管的加热效率是多少?(已知大豆和清水的混合物的比热容及豆浆的比热容均为4.0×103 J/(kg·℃),计算结果保留到小数点后一位)。 (4)在某一次豆浆机工作的时候,小丽将家里的其它用电器都关闭,她观察到豆浆机的电热 管工作时,家里标有“1200 r/kW·h”字样的电能表转盘在1 min内转过了22转。 此时豆浆机的实际功率是多大? 3、(绥化2015).养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器,类似于电水壶,其最大的特点是采用一种新型的电加热材料,通过高温把电热膜电子浆料(金属化合物)喷涂在玻璃表面形成面状电阻,在两端制作银电极,通电后产生热量把壶内的水加热.小明家买了一把 型号HX-201504 额定电压220V 频率50Hz 额定功率1210W 小明关闭了家中的其它所有用电器,并在壶中加入初温为25℃的水,6min将水烧开(标准大气压下),求: (1)在加热过程中家用电能表(图乙)的转盘转了300转,此过程中养生壶消耗的电能是多少? (2)如果养生壶的热效率是87.5%,此过程中水吸收的热量是多少? (3)壶中水的质量是多少? (4)养生壶两端的实际电压是多少?(不考虑温度对电阻的影响)

最新初中物理电学综合测试题(培优班用)

初中物理电学综合测试题(培优1班用) 一、填空题(共22分) 1、如图所示,电源电压为6V且保持不变。当开关闭合时,电压表的示数为2V,则L1两端的电压是 ,L2两端的电压是 ;当开关断开时,电压表示数为 。 2、如图所示的电路中,闭合开关后,V1的示数是3V,V2的示数是5V。已知电源两端的电压是6V,那么L1两端的电压是 ,L2两端的电压是 ,L3两端的电压是 。 3、在如图(a )所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图b 所示,则电阻R 1和R 2两端的电压分别为 、 。 4、在某一温度下,两个电路元件A 和B 中的电流与其两端电压的关系如图所示。则由右图可知,元件A 的电阻为 Ω;将A 和B 并联后接在电压为2.5V 的电源两端,则通过A 和B 的总电流是 。 5、城市的交叉路口通常都装有红、黄、绿三色灯来指挥车辆行人通行。若每只灯的规格都是“220V 300W ”,则每组交通指挥灯(含红、黄、绿三种颜色灯)工作15h 要消耗电能_________kw ·h 。 6、电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW ·h)”字样,将某用电器单独接在该表上工作20min ,电能表指示灯闪烁了300次.该用电器在上述时间内消耗的电能为 __________kW ·h ,它的电功率是__________W 。 7、如图是一个玩具汽车上的控制电路,小明对其进行测量和研究发现:电动机的线圈电阻为1Ω,保护电阻R 为4Ω,当闭合开关S 后,两电压表的示数分别为6V 和2V ,则电路中的电流为 A ,电动机的功率为 W 。 8、将光敏电阻R 和定值电阻R0、电流表、电压表连成电路,接在9V 的电源上,光敏电阻阻值随光强变化关系如下表:(“光强”表示光强弱程度的物理量, ,电压表的示数将 。(“增大”、“减小”或“不变”)。分析表中数据可知光强E=1.5cd 时,光敏电阻的阻值R= Ω,此时电流表的示数为0.5A ,则通电1分钟R0上产生的热量为 J 9、一个“12V 6W ”的小灯泡,如果接在36V 电源上,为使其正常发光,需串联一个________Ω的电阻,该电阻消耗的功率是________W . 10、现有阻值分别是10Ω、15Ω的电阻两只,允许通过它们的最大电流分别是1A 和0.6A ,若将它们串联起来使用,两端允许加的最大电压是 V ,电路的最大功率是 W . 二、选择题(每题2分,共30分) 1、在如图所示的电路中,电源电压为9V,且保持不变,开关S闭合时,电压表的示数为6V,则( ) A.L1两端的电压为3V B.L2两端的电压为6V C.L2两端的电压为3V D.L2两端的电压为9V 2、如图所示电路中,电源电压不变,闭合开关S后,灯泡L1、L2都发光。一段时间后,其中一只灯泡突然熄灭,另一只灯泡仍然发光,而电压表V1的示数变小,V2的示数变大。则产生这一现象的原因是( ) A.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L1短路 D.灯L2短路 3、如图所示,滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表的示数范围为1A 到2A 之间,电压表的示数范围为6V 到9V 之间,则定值电阻R 的阻值及电源电压分别为( ) A.3Ω,15V B .6Ω,15V C.3Ω,12V D.6Ω,12V 4、如图所示的电路中,当开关S闭合,甲乙两表示电压表时,示数之比U甲︰U乙=3︰2;当开关S断开,甲、乙两表是电流表时,则两表的示数之比I甲︰I乙为( ) A.2︰1 B.3︰1 C.2︰3 D.1︰3 5、如图所示,电池组电压一定.关于电路工作情况,下列说法中正确的是( ) A.只闭合S 1时,两只灯泡是串联的 B.若先闭合S 1,再闭合S 2,电压表、电流表的读数均变小 C.若先闭合S 1,再闭合S 2,电压表、电流表的读数均变大 D.若先闭合S 1,再闭合S 2,电压表读数不变、电流表读数变大 6、两只灯泡串联后接入电路,其中一只亮,另一只不亮,产生这种现象可能是( ) A .两灯相比,不亮的灯泡电阻太小了 B .两灯相比,不亮的灯泡中通过的电流太小了 C .两灯相比,不亮的灯泡额定功率一定大 D .不亮的灯泡的灯丝断了 7( ) 8、如图6A 、甲是电压表,乙是电流表 B C 、甲乙都是电流表 D 、甲乙都是电压表 9、如图所示,电源电压保持不变,当开关S 从b 端滑到a 端的过程中,下列说法正确的是( ) A 、电压表、电流表的示数均变小 B 、电压表、电流表的示数均不变 C 、电压表的示数不变,电流表的示数变小 D 、电压表的示数变小,电流表的示数不变 10、一只电阻两端的电压从2V ,增加到2.8V ,通过该电阻的电流增加了0.1A ,则该电阻的阻值是 3 15 V 0.6 3 A A - - 15 V 0. 3 A B - - 15 V 0. 3 A D - - 3 15 V 0.6 3 A C - -

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