设计性实验示波器的扩展应用

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,设计性物理实验,指,根据给定的实验题目、要求和实验条件，由学生自己设计方案并基本独立完成全过程的实验。,即学生明确实验内容和误差要求后，查资料确定实验方法，选择实验仪器，制定实验步骤，完成整个实验方案的设计，在教师的引导下完成实验操作，分析实验结果，最后完成实验报告（小论文）。整个过程要求实验知识的灵活运用，可以提高学生的实验水平和动手能力，培养学生的探究和创新能力。,设计性实验（概述）,三种类型：,测量型实验：对某一物理量（如电容、折射率的测量等）进行测定，达到设计要求。,研究型实验：用实验确定两物理量或多物理量之间的关系（电源特性研究，超声波的应用），并对其物理原理、外界条件的影响或应用价值等进行研究。,制作型实验：设计并组装装置，如万用表、全息光栅等。,实验安排：分三次课进行,第,1,次课为教师讲课，介绍实验选题。了解所需实验仪器性能和操作方法，进行试做，研究设计方案的可行性。,第,2,次课学生带“可行的设计方案”，教师审查，通过审查的实验组可粗做实验。,第,3,次课精做实验，数据处理。撰写小论文。,设计性实验的一般程序,：,建立,物理,模型,确定,实验,方法,选择实验仪器,选择实验参数,实验操作,处理数据,撰写实验报告,制定实验步骤,示波器的扩展应用,一、用示波器测量二极管伏安特性曲线：,1.,原理和实验方法选择,提出设计实验项目后，要求学生自己查阅资料选择仪器、器材，设计电路。在准备实验过程中，先考察下面几个问题：,（,1,）如何取得二极管电流信号？,（,2,）如何正确设计电路，使得示波器水平方向输入二极管电压信号，示波器垂直方向输入二极管电流信号？,（,3,）如何准确测量二极管正向导通电压和反向击穿电压的大小，即电压（横轴）如何定标？,示波器是不能直接测量电流信号的，电路设计的关键是如何测量二极管的电流，如何将二极管的电流信号转化成电压信号？,可以在电路中给二极管串接上取样电阻,R,，通过取样电阻将二极管的电流信号转化成电压信号。,实验方案设计提示,2.,实验仪器：,信号发生器，电阻，二极管,(,稳压二极管、整流硅二极管、发光二极管,),，,双踪示波器。,二、用示波器测量电容：,1.,原理和实验方法选择,用示波器测量电容的容量,可用不同的方法：,通过测电容两端电压和流过电容的电流、测电容上电流和电压的相位差或测,LC,谐振频率都可以得到电容的容量。,由电容的定义可知：,所以通过测电容两端电压、流过电容的电流可以计算电容的大小。,在,LC,串联回路中，调节信号发生器的频率的同时观察电容两端电压的变化，当调到某一频率时，电压为最大，测得这个谐振频率后可以计算电容的大小。,实验方案设计提示,2.,实验仪器：,信号发生器，,电容，电阻,，,电感，,双踪示波器。,提出选题的具体设计方案（写在实验报告纸上），下一周上课时带来请老师审查。,整个过程中要查阅足够的参考资料；,在实验室实地考查仪器情况并进行准备性实验。,参考资料：,大学物理、物理实验教科书（不同版本）；,有关测量方面的教材和专著；,仪器、仪表、器件手册；,仪器说明书。,方案审查通过后进行实验操作。,撰写小论文。,实验方案应有的内容,实 验 题 目,一、实验任务和要求,二、实验方案,1,、物理模型的比较与选择。,2,、实验方法的比较与选择，,得出实验公式。,3,、仪器的选择与配套。,4,、测量条件与最佳参数的确定,1,）测量条件,2,）最佳参数,三、实验步骤（数据记录表格）,四、实验注意事项,五、参考文献,实验方案完成后，进行下面的工作,1,、数据处理与分析,实验数据、数据计算、误差估算、误差分析 。,2,、实验总结,包括对本实验的总结；实验中的体会、,收获；对实验选题的建议、意见等。,3,、写出小论文，要求用,A4,纸打印。,小论文内容,论文的构成应包括题目、论文完成人及单位、摘要和关键词，接着是正文部分，正文部分包括引言、理论分析、实验方案设计、实验数据处理、实验结论、必要的分析讨论，最后是参考文献。再附一段设计性实验体会。详细的数据处理过程,可以附在论文的后面。论文要求电脑打印（,A4,纸）。,小论文格式示例,（标题）,专业：姓名：学号 指导教师：,摘要：,关键词：,正文,论述,(,包括数据与数据处理的结果，处理过程另附在论文的尾部,),。,结论、参考文献。,另附：数理处理过程、实验的体会。,四、结语,设计性实验可促使学生主动积极地学习和思考，提高了动手能力。以往测二极管伏安特性曲线时，采用的是直流电源，测出若干电流、电压数据，再通过作图法得到曲线。而用示波器观察伏安特性曲线既直观又方便。,再 见,