度高三物理实验总复习电学实验部分.doc

2007年高三物理实验总复习电学实验部分（二）
教学目标
1．通过对实验的复习，做到对电磁学中的学生实验明确实验目的，掌握实验原理，学会实验操作，正确处理实验数据。
2．进一步学习用实验处理问题的方法，体会实验在物理学中的重要地位。
3．掌握实验操作方法，培养动手操作的能力。
4．通过对电磁学中学生实验的比较，知道所涉及到实验的类型。
5．在掌握课本上所给学生实验的基础上，灵活应用所学知识解决其它问题。
教学重点、难点分析
1．理解实验的设计思想，不但要知道怎样做实验，更应该知道为什么这样做实验。
2．掌握正确的实验操作，是完成实验的最基本要求，对学生来说也是难度较大的内容，一定要让学生亲自动手完成实验。
3．处理数据时，要有误差分析思想，要能够定性地分析在实验中影响实验误差的条件。
教学过程
在电磁学中一共有八个实验知识点是高考中要求的实验，在做实验复习时，要明确实验目的，掌握实验原理，理解地记住实验步骤，处理好实验数据。在实验复习中，实验操作是必不可少的。按照《考试大纲》中的顺序，我们一起来复习电磁学中所涉及的实验。
4、用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻
[实验目的]测定电池的电动势和内电阻。
　　[实验原理]如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组 、r值，最后分别算出它们的平均值。
　　此外，还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U－I图象（如图2）所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。
[实验器材]待测电池，电压表（0－3V），电流表（0－0.6A），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。
　　[实验步骤]
1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。
　　2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。
　　3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。
　　4．打开电键，整理好器材。
　　5．处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。
　　[注意事项]
　　1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。
　　2．干电池在大电流放电时，电动势 会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。
　　3．要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出 、r值再平均。
　　4．在画U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。
　　5．干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U－I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻。
【误差来源及分析】
1．系统误差分析：根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir，本实验电路中电压表的示数是准确的，而电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。

根据闭合电路的欧姆定律：ε=U+Ir。由两次测量列方程为： ，
　　解得 ，　　

若是考虑电流表和电压表的内阻，应用闭合电路的欧姆定律：
，式中的ε与r是电动势和内阻的真实值。

解得：

比较得

为了减小这个系统误差， 滑动变阻器R的阻值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。
本题还可用图象法分析误差。
2．为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用U-I图象处理实验数据。将点描好后，用直尺画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。这条直线代表的U-I关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小。这条直线在U轴上的截距就是被测电源电动势E（对应的I=0），斜率的绝对值就是被测电源的内阻r。（特别要注意：有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r= |ΔU/ΔI |）。
3．每次读完电表示数没有立即断开电源,造成E和r的变化。
4．用图像法求E和r时，由于做图不准确造成的偶然误差。本实验结果：E测<E真、r测<r真。
V
A
R
【其他测量方法】
1．图示，用电压表和电流表测量，原理同上。其系统误差来源于电流表的分压。若是考虑电流表和电压表的内阻，对上图b中应用闭合电路的欧姆定律：
，式中的ε与r是电动势和内阻的真实值。
解得： ， ，比较得 ， 。　　也可以用图象法分析。
A
R
2．用电阻箱、电流表测定
（1）电路图如图所示
（2）原理：改变电阻箱阻值由E1=I1（R1+r）和E2=I2（R2+r）求出。为了准确可多测几组数据，求平均值。
（3）误差分析：未考虑电流表分压，系统误差同上。即电动势的测量值1真实值，而内阻测量值大于真实值。
V
R
3．用电阻箱、电压表测定
（1）电路图如图所示。
（2）实验原理：改变电阻箱阻值由和求出。为了准确可多测几组数据，求平均值。
（3）误差分析：未考虑电压表的分流，系统误差同原始实验误差分析。即电动势的测量值小于真实值，内阻的测量值小于真实值。

[例题]
　　例1．（全国高考题）用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流表和电压表的内电阻分别为0.1Ω和1kΩ，如图为所需的器材。
　　（1）请你把它们连成实验电路，注意两个电表要选用适当量程，并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大。
　　（2）一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在图中画出U－I图线，根据图线求出电池的电动势
________V，内阻 ________ 。
I/A
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
U/V
1.37
1.32
1.24
1.18
1.19
1.05

　　答案：（1）见下图，在这电流表对电压表来说一定要用内接法，否则测出的电源的电阻值是偏大，是电源内阻与电流表的电阻之和，误差较大；（2）1.46，0.72（见上面的讲解，最好用图象法求）。
　　例2．（04年上海卷）在测定一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为2Ω）的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选：A电压表量程为15V，B电压表量程为3V，A变阻器为（20Ω，3A），B变阻器为（500Ω，0.2A）
电压表应该选 （填A或B），这是因为 .
变阻器应该选 （填A或B），这是因为 .
答：B，A电压表量程过大，误差较大；A，B变阻器额定电流过小且调节不便
例3．（01年上海卷）要求测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势ε和内阻r（约几欧），提供下列器材：电压表V（量程3V，内阻1kΩ）、电压表V2（量程15V，内阻2kΩ）、电阻箱（0～9999Ω）、电键、导线若干。某同学用量程为15 V的电压表连接成如图所示的电路，实验步骤如下：
（l）合上电键S，将电阻箱R阻值调到R1＝10Ω，读得电压表的读数为U1
（2）将电阻箱R阻值调到R2＝20Ω，读得电压表的读数为U2，由方程组U1＝ε－U1r/R1、U2＝ε－U2/R2 解出ε、r
为了减少实验误差，上述实验在选择器材和实验步骤中，应做哪些改进？

答：应选用量程为3V的电压表．
改变电阻箱阻值R，读取若干个U的值，由I＝U/R计算出电流的值，然后作出U－I图线，得到ε、r。
例4．（2004年春招理综）测量电源的电动势及内阻的实验电路如图1所示。图2中给出的器材有：待测的电源（电动势约为4V，内阻约为2），电压表（内阻很大，有5V、15V两个量程），电流表（内阻不计，有0.1A、1A两个是程），滑线变阻器（阻值范围0～10），开关。另有导线若干。试按照图1中的电路在图2中画出连线，将器材连接成实验电路（要求正确选择电表量程，以保证仪器的安全并使测量有尽可能高的精确度）。
解：连线如图所示

例5．（04年理科老课程）图中E为直流电源，R为已知电阻，为理想电压表，其量程略人于电源电动势，K1和K2为开关。现要利用图中电路测量电源的电动势E和内阻r，试写出主要实验步骤及表达式。
解：①将K2闭合，K2断开，记下电压表读数U1。
②K1、K2均闭合，记下电压表读数U2。
结果：电源电动势E=U1 内阻r=

R Rx

V

a b

K1 K2

E
例6．(04年广西卷) 图中R为已知电阻，为待测电阻，为单刀单掷开关，为单刀双掷开关，V为电压表（内阻极大），E为电源（内阻不可忽略）。现用图中电路测量电源电动势及电阻
（1）写出操作步骤：
（2）由R及测得的量，可测得＝__ __,=______________.
解：（1）写出操作步骤：①K1断开，K2接到a端，记下电压表的读数U1;②K2仍接到a端，闭合K1,记下电压表的读数U2;③K1仍闭合，K2接到b端，记下电压表的读数U3.(6分)
（2）由R及测得的量，可得ε＝U1 ; Rx=
例7．测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4．5V，r约为1．5Ω）。器材：量程3V的理想电压表，量程0．5A的电流表（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑线变阻器R′，电键K，导线若干。（05全国理综1）
①画出实验电路原理图。图中各无件需用题目中给出的符号或字母标出。
②实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E= ，r= 。（用I1，I2，U1，U2及R表示）
解：①实验电路原理图如图。
②
例8． （05全国Ⅲ）( l ）用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图所示，此示数为_______mm。
( 2 ）利用图中给定的器材测量电压表V的内阻Rv。图中B 为电源（内阻可忽略不计）, R 为电阻箱，K 为电键。
① 将图中实物连接为测量所用的电路。

② 写出实验中必须记录的数据（用符号表示）,并指出各符号的意义：_______________________________
__________________________
③ 用② 中记录的数据表示RV的公式为RV=___________。

解：（1）8．116（5 分，在8．116± 0 ． 002 范围内都给5 分）
（2）① 连线如图所示。
②R1．R2,它们是电阻箱的两次读数；U1．U2,它们是相应的电
压表的两次读数。
③

例9．电源的输出功率P跟外电路的电阻R有关．图1-7-19是研究它们的关系的实验电路。为了便于进行实验和保护蓄电池，给蓄电池串联了一个定值电阻R0，把它们一起看作电源（图中虚线框内部分）．于是电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻R0之和，用r表示．电源的电动势用E表示．⑴写出电源的输出功率P跟E、r、R的关系式：__________．（安培表、伏特表看作理想电表）
⑵在实物图1-7-20中画出连线，组成实验电路．
图1-7-19
V
A
R0
E，r
⑶下表中给出了6组实验数据，根据这些数据，在图1-7-21的方格纸中画出P-R关系图线．根据图线可知，电源输出功率的最大值是______W，当时对应的外电阻是______Ω．
I（A）
0.20
0.28
0.36
0.44
0.52
0.60
U（V）
3.00
2.60
2.20
1.80
1.40
1.00
U/I(Ω)

UI(W)

V
A
图1-7-20
由表中所给出的数据，若已知跟电源串联的定值电阻的阻值为R0=4.5Ω，还可以求得该电源的电动势E=______V，内电阻r0=______Ω．
0.65

0.70
0.60
0 2 4 6 8 10 12 14 16
0.55
P/W
R/Ω

0.85

0.80

0.75
图1-7-21

解：（1）P=E2R/（R+r）2
（2）略
（3）0.80 5.0 4.0 0.50

5、练习使用多用电表（万用表）测电阻
　　【实验目的】
1．练习用多用电表测电阻
2．用多用电表探索黑箱内的电学元件
【实验器材】
多用电表，干电池，电阻箱，定值电阻，晶体二极管，导线
【实验原理】
多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成（如图），表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满度电流约几十到几百μA，转换开关和测量线路相配合，可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的，原理如图所示，当红、黑表笔短接并调节R使指针满偏时有
Ig== （1）
当表笔间接入待测电阻Rx时，有
Ix= （2）
联立（1）、（2）式解得
= （3）
由（3）式知当Rx=R中时，Ix=Ig，指针指在表盘刻度中心，故称R中为欧姆表的中值电阻，由（2）式或（3）式可知每一个Rx都有一个对应的电流值I，如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。
由于电流和电阻的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满刻度处。
【多用电表的使用】
~
Ω
Ω
×1k ×100 ×10 ×1
Ω
OFF
2.5 10 50 250 500
2.5
50
mA
100
10
1
500
10
250
V
~
+
V
⑴使用前应查看指针是否指在刻度盘左端零刻线处。如不在，应进行机械调零。方法是用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。
⑵根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位置。读数时还要注意选用刻度盘上对应的量程刻度。（如测量20mA左右的直流电流，应将选择开关对准左边100mA量程处；在刻度盘上，应该看最下一行刻度，即满偏刻度为10的刻度线，从刻度盘读出数据后还应再乘10，得测量结果。）
⑶使用欧姆挡时，先选好倍率，再进行欧姆调零。方法是：将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处。因此用多用电表的欧姆挡测电阻的操作步骤是：⑴选倍率。一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率。如估计值为200Ω就应该选×10的倍率。⑵进行欧姆调零。⑶将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。⑷将指针示数乘以倍率，得测量值。⑸将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。
用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小（即指针所指的刻度值太大），应该增大倍率重新调零后再测；如果指针偏转角度太大（即指针所指的刻度值太小），应该减小倍率重新调零后再测。
⑷使用多用电表时，两只手只能握住表笔的绝缘棒部分，不能接触表笔上的金属部分（首先是为了安全；其次两手之间的人体电阻将与被测电路并联，改变了电路结构）。
⑸不论使用多用电表的哪个挡，电流总是从多用电表的正接线柱（红表笔）进入电表，而从负接线柱（黑表笔流出）。
【实验步骤】
（一）练习使用多用电表
准备
（1）观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程；
（2）检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零；
（3）将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔；
测电压
（4）将选择开关置于直流电压2.5V挡，测1.5V干电池的电压；
（5）将选择开关置于交流电压250V挡，测220V的交流电压；
（6）将选择开关置于直流电流10mA挡，测量1.5V干电池与200Ω电阻串联回路的电流；
测电阻
（7）将选择开关置于欧姆表的“×1”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。
（8）将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，然后断开表笔。
（9）将选择开关置于欧姆挡的“100”挡，重新调整欧姆零点，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将测定值与标准值进行比较。
（10）选择适当的量程，测定灯泡、电炉丝和人体的电阻。
（11）实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
（二）用多用电表探测黑箱内的电学元件
（1）黑箱上的三个接点呈三角形排列，两个接点间最多只能有一个元件，箱内的总元件数不超过两个，可能的元件有电池、电阻和二极管，但一般不设置电池。
（2）二极管全称晶体二极管，它是用半导体材料制成的电子元件。二极管有二根引线，一根叫正极，一根叫负极（如图）。将二极管和小灯泡按图所示的电路连接起来，即给二极管加上 正向电压，可以看到，小灯泡正常发光；将二极管的两极对调一下，即给二极管加上反向电压，可以看到，小灯泡不发光（如右图）。这说明二极管具有单向导电性。当二极管加上一定的正向电压时，它的电阻值很小，就像一个接通的开关一样；当给二极管加上反向电压时，它的电阻值变得很大，就像断开的开关一样。
（3）用多用表判断的思路如右
【欧姆表误差分析】
测量值偏大,其主要原因可能是表笔与电阻两端接触欠紧而引入接触电阻,如果是高值电阻测量值偏小,则可能是人体电阻并入造成。欧姆表的刻度是按标准电池标出，当电池用旧了，或者在连续测量过程中,表笔接触时间过长,引起电表内电池电动势下降,内阻增加，由此会引起测量误差。
　 [例题]
　　例1．多用电表中“+”孔插______（红、黑）表笔，电流是从该表笔流______(填“进”或“出”)，欧姆表内部电池的正极是接______(填“红”或“黑”)表笔的。
　　答：由一般的知识可知红表笔就是接正极，由上面的图形可知欧姆表的电流是由红笔流进的，由黑笔流出；欧姆表内部电池的正极是黑笔。所以上面的空应填“红”、“进”、“黑”。
　　例2．一学生使用多用电表测电阻，他在实验中有违反使用规则之处。他的主要实验步骤如下：
　　A．把选择开关置于“×1”欧姆挡；
　　B．把表笔插入插孔中，先把两表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；
　　C．把两表笔分别与某一待测电阻的两端相连，发现这时指针偏转角度较小；
　　D．换用“×100”挡，发现这时指针偏转适中，随即记下电阻值；
　　E．把表笔从插孔中拔出后，就把多用表放回桌上原处，实验完毕。
　　这个学生已经注意到在测量时待测电阻与其它元件或电源断开，不用手碰表笔的金属杆。这个学生在实验中哪一个或哪些步骤违反了使用规则？
　　答案：D．先调零后再测R；E．将选择开关置于“OFF”或交流电压最大挡。

~
Ω
Ω
×1k ×100 ×10 ×1
Ω
OFF
2.5 10 50 250 500
2.5
50
mA
100
10
1
500
10
250
V
~
+
V
例3．多用电表表头的示意图如右。在正确操作的情况下：
⑴若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。
⑵若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。
⑶若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。
⑷若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：________，_________，_________。
⑸全部测量结束后，应将选择开关拨到______或者_______。
⑹无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从_____色表笔经______插孔流入电表。
解：⑴直流电压，1.24V。⑵直流电流，49mA。⑶电阻，17kΩ。⑷该用×1kΩ倍率，重新调零，将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值。⑸OFF，交流电压500V档位置。⑹红，正。
A
B
C
例4． 已知黑箱外有A、B、C三只接线柱，黑箱内有一只定值电阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上。用多用电表依次测三只接线柱间的阻值，结果如下表所示。由此可以判定黑箱内的结构。
红表笔
A
A
B
C
C
B
黑表笔
B
C
C
B
A
A
阻值(Ω)
100
150
50
2k
2.1k
100
定值电阻阻值与电流方向无关。二极管有单向导电性，其电阻与电流方向有关：其正向电阻较小，反向电阻很大。电流方向总是从红表笔流入多用电表，因此一定是从黑表笔流入被测电路的。
A
B
C
解：A、B间电阻与电流方向无关，因此一定是定值电阻；B、C间电阻与电流方向有关，且阻值比A、C间的相应阻值大，说明二极管一定直接接在B、C间且C为正极。
由以上分析，黑箱内结构如右图所示。
例5．（2003年春招理综）
根据试题要求填空或作图。

（1）图1为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为20～30的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：
①调节可调部件 ，使电表指针停在 位置；
②调节可调部件K，使它的尖端指向 位置；
③将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件 ，使电表指针指向 位置。

（2）在用多用表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图2所示，该电阻的阻值为 。
（3）现用伏安法测量（1）问中的那个定值电阻Rx的阻值（约为20～30）。所供器材如下：
电压表V（量程0～15V，内阻20），电流表A1（量程0～50mA，内阻20）
电流表A2（量程0～30mA，内阻4）
滑动变阻器R（最大阻值为50，额定电流为1A）
直流电源E（电动势约9V，内阻约0.5）,电键K连线用的导线若干根。

在以上器材中选出适当的器材，画出电路图，要求在图上标出所选器材的符号。
（4）该电阻是由电阻丝绕成的，为了求得该电阻线材料的电阻率，需用螺旋测微器测量电阻丝的直径，结果如图3，其读数为 。
解： （1）①S，左端的“0”②挡的×1③T，右端的“0”
（2）20.0K（写成20k给分）（3）如图所示。（4）0.700mm
例6．（ 03年江苏）要测量一块多用电表直流10mA档的内阻RA（约40Ω）。除此多用电表外，还有下列器材：直流电源一个（电动势E约为1.5V，内阻可忽略不计），电阻一个（阻值R约为150Ω），电键一个，导线若干。
要求：⑴写出实验步骤。⑵给出RA的表达式。
解：（1）实验步骤：①用多用电表的直流电压档测量电源电动势E. ②用多用电表的档测电阻阻值R. ③将多用电表置于直流10mA档,与电阻R及电键串联后接在电源两端,合上电键,记下多用电表读数I. （2）
例7．“黑盒子”表面有a．b．c三个接线柱，盒内总共有两个电子元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：（05北京）
第一步：用电压挡，对任意两接线柱正．反向测量，指针不发生偏转
第二步：用电阻×1000挡，对任意两个接线柱正．反向测量，指针偏转情况如图1所示。

（1）第一步测量结果表明盒内______________________。
（2）图2示出了图1〔1〕和图1〔2〕中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是_______Ω，图3示出了图1〔3〕中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是__________Ω。

（3）请在图4的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。
a
b
c
图4
e
f
图5
a
b
c
（4）一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图5所示。如果把图5中e．f两端用导线直接相连，小灯泡仍可正常发光。欲将e．f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连，使小灯泡仍可发光。那么，e端应连接到__________接线柱，f端应连接到_______接线柱。
（1）不存在电源
（2）1200，500
（3）如下图所示
（4）c．a

6、练习使用示波器（见二册教材）
【实验目的】（1）知道示波器的简单原理及面板上各个旋钮的调节作用；（2）会使用示波器观察交变电压的波形。
【熟悉示波器面板上各旋钮或开关的名称、作用】
⑴辉度调节旋钮，用以调节图象亮度。⑵聚焦调节旋钮，用以使电子束会聚成一细束，在屏上出现小亮斑，使图象线条清晰。⑶辅助聚焦调节旋钮，与前者配合使用。⑷电源开关。⑸指示灯。⑹竖直位移旋钮，用来调节图象在竖直方向的位置。⑺水平位移旋钮，用来调节图象在水平方向的位置。⑻Y增益旋钮，用来调节图象在竖直方向的幅度。⑼X增益旋钮，用来调节图象在水平方向的幅度。⑽衰减调节旋钮，使图象在竖直方向上衰减， 挡是由机内自行提供竖直方向的按正弦规律变化的交变电压。⑾扫描范围旋钮，用来改变扫描电压的频率范围。其中“外X”挡机内不提供扫描电压，水平方向电压可从外部输入。⑿扫描微调旋钮，使扫描电压的频率在选定的范围内连续变化。⒀“Y输入”、“X输入”、地，分别是对应方向的信号输入电压的接线柱和公共接地接线柱。⒁交直流选择开关，置于“DC”时，所加信号电压直接输入；置于“AC”时，所加信号是通过电容器后输入的，可隔断直流成分。⒂同步极性选择开关，置于“+”时，正弦曲线从正半周开始，置于“—”时，正弦曲线从负半周开始。
【实验步骤】
（1）观察亮斑并调节：把辉度调节旋钮               ，竖直位移旋钮和水平位移旋钮旋转到            ，衰减调节旋钮置于         ，扫描范围旋钮置于       挡，打开电源开关，指示灯亮，预热            后，顺时针旋转           旋钮，屏上即出现一个亮斑。注意不应使亮斑         或长时间停留不动。
（2）观察扫描并调节：把X增益旋钮顺时针转到       处，扫描微调旋钮             ，扫描范围旋钮置于         ，可以看到扫描的情形：亮斑从左向右移动，到右端后又很快回到左端。顺时针旋转扫描微调旋钮以增大           ，可以看到亮斑迅速移动成为一条亮线。调节X增益旋
钮，可以看到亮线长度的改变。
（3）观察亮斑在竖直方向的偏移并调节：给竖直方向加一个直流电压。把扫描范围旋钮置于        挡，使亮斑位于屏的中心，把“DC、AC”开关置于       位置。照右图连接电路，直流电源用一两节干电池即可。逐步减小        ，观察亮斑的向上偏移。再调节Y增益使亮斑偏移一段适当的距离，调节变阻器改变输入电压，可以看到亮斑的偏移随着改变，电压越高，偏移越大。调换电池的正负极，改变输入电压的方向，可以看到亮斑改为向下偏移。
（4）观察按正弦规律变化的电压的图线：把扫描范围旋钮置于             。把衰减调节旋钮置于        挡，即由机内提供竖直方向的按正弦规律变化的电压。调节扫描微调旋钮，使屏上出现完整的正弦曲线。调节Y增益和X增益，使曲线形状沿竖直或水平方向发生变化。把同步极性开关置于      位置，可看到甲图波形，把同步极性开关置于      位置，可看到乙图波形。
（5）注意，实验结束时，要将辉度调节旋钮调到         ，然后关机。
例1．某同学发现示波器显示屏上显示的波形如甲图所示。为将这个波形变为乙图所示的波形，可进行如下调节：（填选钮或开关的编号）
甲
乙
⑴调节______使图象变细；⑵调节_____与_____使图象位于示波器中央；⑶调节____增大曲线竖直方向的幅度；⑷调节______使图象从负半周开始。
解：⑴2、3；⑵6、7；⑶9；⑷15。
例2．观察电子束的水平扫描过程时，下列叙述正确的是：
A、应在荧光屏上已出现调好的光斑，“Y输入、X输入、地”不接信号的情况下进行观察
B、X增益应顺时针转过一定角度，扫描频率范围旋纽置于最低档，且扫描微调旋纽应逆时针转到底
C、在扫描频率最低时，看到的现象是亮斑从左向右匀速移动，到右端后又很快回到左端，周而复始
D、若将扫描旋钮置于第二档，看到的将是一条水平亮线而不是移动的光斑
答：ABCD
例3．当使用示波器观察扫描并进行调节时，下列调节方法中正确的是……………（    ）
A、要增加亮斑在水平方向上左右移动的距离，应将X增益旋钮顺时针转动。
B、要增加亮斑在水平方向上左右移动的距离，应将X增益旋钮逆时针转动。
C、要使荧光屏上的亮斑移动速度放慢，应将扫描范围旅钮位于最低档，然后将扫描微调旋钮顺时针转动。
D、要使荧光屏上的亮斑移动速度放慢，应将扫描范围旋钮位于最低挡，然后将扫描微调旋钮逆时针转动。
例4．如果在示波器荧光屏上发现水平方向有一亮斑自左向右的移动图形，现要使它在水平方向出现一条亮线的办法是：
A、顺时针旋转辉度旋钮 B、调节衰减旋钮 C、调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，增大扫描频率
D、调节Y增益旋钮
答：C
例5．在开启示波器前，应进行的操作是：
（1）辉度旋钮
（2）竖直位移和水平位移旋钮旋转到
（3）衰减调节旋钮置于
（4）扫描范围置于
答：（1）逆时针旋转到底（2）中间位置（3）最高档（4）“外x档”
例6．在观察竖直方向偏移情况时，应进行的操作是：
（1）扫描范围旋钮置于 ，调节竖直位移旋钮使亮斑处于
（2）减小衰减档时，会发现亮斑
（3）将Y增益旋钮顺时针慢慢转动时，会发现亮斑在竖直方向上的偏移距离
（4）Y输入的电压增大时，会发现亮斑的竖直方向上的偏移距离
（5）改变“Y输入”与“地“的相对极性，会发现亮斑
答：（1）“外x档“ 荧光屏中心（2）竖直方向上的偏转逐渐增大（3）渐大（4）增大（5）竖直方向上的偏移方向变的与原来相反。
例7．在观察按正弦规律变化的电压图线时，应进行的操作是：
（1）扫描范围旋钮置于 （2）衰减调节旋钮置于
（3）若在荧光屏上看不到完整的正弦曲线时，应调节
（4）为增大调节正弦曲线的水平长度应调节 ，改变正弦曲线在竖置方向的高度时，可调节
（5）将同步旋钮由“＋”改置于“－”后，看到的正弦曲线形状是
答：（1）第一档“10”（2） 档（3）扫描微调旋钮（4）X增益旋钮，Y增益旋钮（5）
例8．在“Y输入”和“地”之间输入图a所示的电压，在“X输入”和“地”之间输入图b所示的电压
（1）画出当T2=T1、T2=T1/2、T2=3T1/2时荧光屏上显示的波形；（2）若T2略大于T1，在荧光屏上会看到什么现象。
u
t
T1
图a
u
t
T2
图b

解：（1）
T2=T1
T2=T1/2
T2=3T1/2

（2）图形不稳定，缓慢向左漂移
u
t
图a
u
t
图b
例9．

（1）输入”和“X输入”中都输入图a所示的电压，荧光屏上的波形是
B
A
C
D

（2）如在“Y输入”输入图a所示的电压，在“X输入”输入图b所示的电压，则荧光屏上显示的波形是
解：（1）A（2）D
例10．（ 00年天津、江西卷）图1为示波器面板，图2为一信号源。
（1）若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形，应将信号源的端与示波器面板上的 接线柱相连，端与 接线柱相连。
（2）若示波器所显示的输入波形如图3所示，要将波形上移，应调节面板上的 旋钮；要使此波形横向展宽，应调节 旋钮；要使屏上能够显示3个完整的波形，应调节 旋钮。
答：（1）输入（1分），地（1分）
（2）6（2分，填写↓↑的也给2分），X增益（2分），扫描范围和扫描微调（2分，答对其中1个即可给这2分）
例11．（03年江苏）图中为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形。
⑴若要增大显示波形的亮度，应调节_______旋钮。
⑵若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节______旋钮。
⑶若要将波形曲线调至屏中央，应调节____与______旋钮。
→
←
答：（1）辉度（或写为 ） （2）聚焦（或写为○）垂直位移（或写为↑↓）水平位移（或写为 ）
7、传感器的简单应用
【实验目的】认识光敏电阻、热敏电阻等传感器的特性；了解传感器在技术上的简单应用。
【实验原理】
传感器能够将感受到的物理量（力、热、光、声等）转换成便于测量的量（一般是电学量），其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的电信号，转换后的电信号经过相应的仪器进行处理，就可以达到自动控制的目的。
【实验器材】热敏电阻、光敏电阻多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。
【实验步骤】
（1）热敏电阻特性
①按