，這時(shí)，在畫(huà)U-I圖線時(shí)
，縱軸的刻度可以不從零開(kāi)始
，而是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開(kāi)始（橫坐標(biāo)I必須從零開(kāi)始）。但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流
。不過(guò)直線斜率的絕對(duì)值照樣還是電源的內(nèi)阻。
【誤差來(lái)源及分析】
每次讀完電表示數(shù)沒(méi)有立即斷開(kāi)電源,造成E和r的變化
。
測(cè)量電路存在系統(tǒng)誤差I(lǐng)真=I測(cè)+IV中未考慮電壓表的分流。
用圖像法求E和r時(shí)
，由于做圖不準(zhǔn)確造成的偶然誤差
。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果：E測(cè)<E真、r測(cè)<r真
。
實(shí)驗(yàn)15《用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件》
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br>1．練習(xí)用多用電表測(cè)電阻
2．用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件
【實(shí)驗(yàn)器材】
多用電表
，干電池，電阻箱
，定值電阻，晶體二極管
，導(dǎo)線
【實(shí)驗(yàn)原理】
多用電表由表頭、選擇開(kāi)關(guān)和測(cè)量線路三部分組成（如圖）
，表頭是一塊高靈敏度磁電式電流表
，其滿度電流約幾十到幾百 A
，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和測(cè)量線路相配合，可測(cè)量交流和直流電流
、交流和直流電壓及直流電阻等
。測(cè)量直流電阻部分即歐姆表是依據(jù)閉合電路歐姆定律制成的
，原理如圖所示
，當(dāng)紅、黑表筆短接并調(diào)節(jié)R使指針滿偏時(shí)有
Ig= = （1）
當(dāng)表筆間接入待測(cè)電阻Rx時(shí)
，有
Ix= （2）
聯(lián)立（1）
、（2）式解得
= （3）
由（3）式知當(dāng)Rx=R中時(shí)
，Ix= Ig
，指針指在表盤(pán)刻度中心
，故稱(chēng)R中為歐姆表的中值電阻，由（2）式或（3）式可知每一個(gè)Rx都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的電流值I
，如果在刻度盤(pán)上直接標(biāo)出與I對(duì)應(yīng)的Rx的值
，那么當(dāng)紅
、黑表筆分別接觸待測(cè)電阻的兩端
，就可以從表盤(pán)上直接讀出它的阻值
。
由于電流和電阻的非線性關(guān)系
，表盤(pán)上電流刻度是均勻的
，其對(duì)應(yīng)的電阻刻度是不均勻的，電阻的零刻度在電流滿刻度處
。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
（一）練習(xí)使用多用電表
準(zhǔn)備
（1）觀察多用電表的外形
，認(rèn)識(shí)選擇開(kāi)關(guān)的測(cè)量項(xiàng)目及量程；
（2）檢查多用電表的指針是否停在表盤(pán)刻度左端的零位置。若不指零
，則可用小螺絲刀調(diào)整機(jī)械調(diào)零旋鈕使指針指零
；
（3）將紅、黑表筆分別插入“+”
、“-”插孔；
測(cè)電壓
（4）將選擇開(kāi)關(guān)置于直流電壓2.5V擋
，測(cè)1.5V干電池的電壓
；
（5）將選擇開(kāi)關(guān)置于交流電壓250V擋
，測(cè)220V的交流電壓
；
（6）將選擇開(kāi)關(guān)置于直流電流10mA擋，測(cè)量1.5V干電池與200Ω電阻串聯(lián)回路的電流
；
測(cè)電阻
（7）將選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆表的“×1”擋，短接紅
、黑表筆，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整歐姆零點(diǎn)的旋鈕
，使指針指向歐姆表刻度的零位置
。
（8）將兩表筆分別接觸幾歐、幾十歐的定值電阻兩端
，讀出歐姆表指示的電阻數(shù)值
，并與標(biāo)準(zhǔn)值比較
，然后斷開(kāi)表筆
。
（9）將選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋的“100”擋
，重新調(diào)整歐姆零點(diǎn)
，然后測(cè)定幾百歐
、幾千歐的電阻，并將測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較
。
（10）選擇適當(dāng)?shù)牧砍蹋瑴y(cè)定燈泡
、電爐絲和人體的電阻
。
（11）實(shí)驗(yàn)完畢，將表筆從插孔中拔出，并將選擇開(kāi)關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋
。
（二）用多用電表探測(cè)黑箱內(nèi)的電學(xué)元件
（1）將黑箱（可能有的電學(xué)元件為電池
、電阻和二極管）放在實(shí)驗(yàn)桌上，讓三個(gè)測(cè)量節(jié)點(diǎn)向上
；
（2）用直流電壓擋測(cè)量A、B
、C間的電壓，判斷有無(wú)電池
，及電池的正負(fù)極。
（3）用歐姆檔測(cè)量無(wú)電壓的節(jié)點(diǎn)間阻值
，判斷是否可能存在電阻；
（4）交換紅
、黑表筆，測(cè)量（3）中節(jié)點(diǎn)間阻值
，判斷是否存在二極管；
（5）根據(jù)判斷結(jié)果劃出電路圖
；
（6）打開(kāi)黑箱辨認(rèn)元件
，并與判斷的電路比較。
【注意事項(xiàng)】
1．多用電表在使用前
，應(yīng)先觀察指針是否指在電流表的零刻度，若有偏差
，應(yīng)進(jìn)行機(jī)械調(diào)零
。
2．測(cè)電阻時(shí)
，待測(cè)電阻要與別的元件斷開(kāi)
，切不要用手接觸表筆的金屬部分。
3．合理選擇電流、電壓擋的量程
，使指針盡可能指在中間刻度附近（可參考指針偏轉(zhuǎn)在 ~2R中的范圍）
。若指針偏角太大，應(yīng)改換低擋位
；若指針偏角太小，應(yīng)改換高擋位
。每次換擋后均要重新短接調(diào)零
，讀數(shù)時(shí)應(yīng)將指針示數(shù)乘以擋位倍率
。
4．測(cè)量完畢后應(yīng)拔出表筆，選擇開(kāi)頭置OFF擋或交流電壓最高擋
，電表長(zhǎng)期不用時(shí)應(yīng)取出電池
，以防電池漏液腐蝕
。
【實(shí)驗(yàn)誤差分析】
測(cè)量值偏大,其主要原因可能是表筆與電阻兩端接觸欠緊而引入接觸電阻,或者在連續(xù)測(cè)量過(guò)程中,表筆接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),引起電表內(nèi)電池電動(dòng)勢(shì)下降,內(nèi)阻增加
。如果是高值電阻測(cè)量值偏小,則可能是人體電阻并入造成。歐姆表的刻度是按標(biāo)準(zhǔn)電池標(biāo)出
，當(dāng)電池用舊了
，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻均發(fā)生變化
，由此會(huì)引起測(cè)量誤差。
實(shí)驗(yàn)16《練習(xí)使用示波器》
一
、實(shí)驗(yàn)條例與點(diǎn)撥
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹砍醪綄W(xué)習(xí)使用示波器
；學(xué)會(huì)利用示波器測(cè)量直流電壓。
【實(shí)驗(yàn)原理】當(dāng)信號(hào)電壓輸入示波器時(shí)
，示波管的熒光屏上就反映出這個(gè)電壓隨時(shí)間變化的波形來(lái)
。示波管主要由電子槍
、豎直偏轉(zhuǎn)電極和水平偏轉(zhuǎn)電極組成。兩電極都不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)
，由電子槍產(chǎn)生的高速電子做直線運(yùn)動(dòng)
，打在熒光屏中心
，形成一個(gè)亮點(diǎn)
。這時(shí)如果在水平偏轉(zhuǎn)電極上加上隨時(shí)間均勻變化的電壓，則電子因受偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的作用
，打在熒光屏上的亮點(diǎn)便沿水平方向勻速移動(dòng)。如果再在豎直偏轉(zhuǎn)電極上
，加上一隨時(shí)間變化的信號(hào)電壓
，則亮點(diǎn)在豎直方向上也要發(fā)生偏移，偏移的大小與所加信號(hào)電壓的大小成正比
。這樣
，亮點(diǎn)一方面隨著時(shí)間的推移在水平方向勻速移動(dòng)
，一方面又正比于信號(hào)電壓在豎直方向上產(chǎn)生偏移
。于是在熒光屏上便形成一波形曲線，此曲線反映出信號(hào)電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律
。
【實(shí)驗(yàn)器材】J2459型示波器1臺(tái)
；低壓電源1臺(tái)
；變阻器1只
；電鍵1只；導(dǎo)線若干
。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
1．熟悉J2459型示波器板上各旋鈕的作用
。
如圖為J2459型示波器的面板
，熒光屏右邊最上端的是輝度調(diào)節(jié)旋鈕，標(biāo)以“⊙ ”符號(hào)
，用來(lái)調(diào)節(jié)光點(diǎn)和圖像的亮度
。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕時(shí)，亮度增加
。
第二個(gè)是聚焦調(diào)節(jié)“⊙”和輔助聚焦“○”
，這兩個(gè)旋鈕配合著使用，能使電子射線會(huì)聚，在熒光屏上產(chǎn)生一個(gè)小的亮斑
，得到清晰的圖像
。
再下面是電源開(kāi)關(guān)和指示燈，用后蓋板上的電源插座接通電源后
，把開(kāi)關(guān)扳向“開(kāi)”的位置，指示燈亮
，經(jīng)過(guò)一兩分鐘的預(yù)熱，示波器就可以使用了
。
熒光屏下邊第一行左、右兩端的旋鈕是垂直位移“ ”和水平位移“ ”
，分別用來(lái)調(diào)整圖像在豎直方向和水平方向的位置
。它們中間的兩個(gè)旋鈕是“Y增益”和“X增益”
，分別用來(lái)調(diào)整圖像在豎直方向和水平方向的幅度
，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)
，幅度連續(xù)增大。
中間一行左邊的大旋鈕是“衰減”
，它有1
、10、100、1000四擋
，最左邊的“1”擋不衰減，其余各擋分別使輸入的電壓衰減為原來(lái)的
、
、 ，因此圖像在豎直方向的幅度都減小為前一檔的1/10
，最右邊的正弦符號(hào)擋不是衰減
，而是由示波器內(nèi)部自行提供豎直方向的交流試驗(yàn)信號(hào)電壓
，可用來(lái)觀察正弦波形或檢查示波器是否正常工作。
中間一行右邊的大旋鈕是“掃描范圍”
，也有四擋
，可以改變加在水平方向的掃描電壓的頻率范圍
，左邊第一擋是10～100Hz
，向右旋轉(zhuǎn)每升高一擋，掃描頻率都增大10倍
，最右邊的是“外X”擋
，使用這一擋時(shí)
，機(jī)內(nèi)沒(méi)有加掃描電壓，水平方向的電壓可以從外部輸入
。
中間的小旋鈕是“掃描微調(diào)”，用來(lái)調(diào)整水平方向的掃描頻率
，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)頻率連續(xù)增加。
底下一行中間的旋鈕“Y輸入”
、“X輸入”和“地”分別是豎直方向、水平方向和公共接地的輸入接線柱
。左邊的“DC
、AC”是豎直方向輸入信號(hào)的直流
、交流選擇開(kāi)關(guān)
。置于“DC”位置時(shí)
，所加的信號(hào)電壓是直接輸入的；置于“AC”位置時(shí)，所加信號(hào)電壓是通過(guò)一個(gè)電容器輸入的
，它可以讓交流信號(hào)通過(guò)而隔斷直流成分
。右邊的“同步”也是一個(gè)選擇開(kāi)關(guān)
。置于“+”位置時(shí)
，掃描由被測(cè)信號(hào)正半周起同步
，置于“-”位置時(shí)
，掃描由負(fù)半周起同步
。這個(gè)開(kāi)關(guān)主要在測(cè)量較窄的脈沖信號(hào)時(shí)起作用
，對(duì)于正弦波、方波等
，無(wú)論扳到“+”或“-”
，都能很好地同步
，對(duì)測(cè)量沒(méi)有影響。
2．練習(xí)使用示波器
（1）觀察熒光屏上的亮斑并進(jìn)行調(diào)節(jié)
①先把灰度調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針轉(zhuǎn)到底
，豎直位移旋鈕和水平位移旋鈕旋到中間位置，衰減調(diào)節(jié)旋鈕置于1000擋
，掃描范圍旋鈕置于“外X”擋
。
②打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)
，等一兩分鐘（預(yù)熱）后，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)灰度調(diào)節(jié)旋鈕
，屏上即出現(xiàn)一個(gè)亮斑
，調(diào)節(jié)該旋鈕
，使亮斑的亮度適中
。
③旋轉(zhuǎn)聚焦調(diào)節(jié)和輔助聚焦調(diào)節(jié)旋鈕
，觀察亮斑的變化情況
，并使亮斑最圓
、最小
。
④旋轉(zhuǎn)垂直位移旋鈕，觀察亮斑上下移動(dòng)的情況
；旋轉(zhuǎn)水平位移旋鈕
，觀察亮斑左右移動(dòng)的情況
。調(diào)節(jié)這兩個(gè)旋鈕，使亮斑位于熒光屏中心
。
（2）觀察掃描并進(jìn)行調(diào)節(jié)
①把X增益旋鈕順時(shí)針轉(zhuǎn)到1/3處，掃描微調(diào)旋鈕逆時(shí)針轉(zhuǎn)到底
，掃描范圍旋鈕置于10~100擋
，可看到掃描的情形
。
②順時(shí)針旋轉(zhuǎn)掃描微調(diào)旋鈕，可看到亮斑移動(dòng)加快
，直至成為一條亮線
。
③調(diào)節(jié)X增益旋鈕
，可以看到亮線長(zhǎng)度隨之改變
。
（3）觀察亮斑在豎直方向的偏移并進(jìn)行調(diào)節(jié)
①將掃描范圍旋鈕置于“外X”擋，交直流選擇開(kāi)關(guān)撥到“DC”位置
。
②按圖連接電路。
③將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑至適當(dāng)位置后閉合開(kāi)關(guān)
，把衰減調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針依次轉(zhuǎn)到100
、10和1擋
，觀察亮斑向上偏移的情況
。
④調(diào)節(jié)Y增益旋鈕
，使亮斑偏移一段適當(dāng)?shù)木嚯x，再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器
，觀察亮斑偏移的距離隨輸入電壓變化的情況
。
⑤調(diào)換電池的正負(fù)極，可以看到亮斑改為向下偏移
。
（4）觀察按正弦規(guī)律變化的電壓的圖線
①將掃描范圍旋鈕置于10~100擋，衰減調(diào)節(jié)旋鈕置于“ ”擋。
②調(diào)節(jié)掃描微調(diào)旋鈕
，使屏上出現(xiàn)完整且穩(wěn)定的正弦曲線。
③調(diào)節(jié)Y增益旋鈕（或者X增益旋鈕）
，觀察曲線形狀沿豎直（或水平）方向的變化情況。
④調(diào)節(jié)豎直（或水平）位移旋鈕
，觀察曲線整體在豎直（或水平）方向上的移動(dòng)情況
。
（5）關(guān)機(jī)
將灰度調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針轉(zhuǎn)到底
，再斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。
二
、操作指導(dǎo)與思維啟迪
正確熟練地掌握J(rèn)2459型學(xué)生示波器的使用方法
，才能有效地利用示波器進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)
，提高儀器的利用率
，并避免產(chǎn)生不必要的故障，延長(zhǎng)儀器的使用期
。
1．使用J2459型學(xué)生示波器注意事項(xiàng)：
①示波器屬熱電子儀器
，要避免頻繁開(kāi)機(jī)
、關(guān)機(jī)，否則易損壞儀器
。
②示波器的使用電壓為220V±10％范圍。超出這個(gè)范圍將影響儀器正常工作
。當(dāng)電源電壓波動(dòng)比較大時(shí)
，最好采用交流穩(wěn)壓措施后再使用
。
③示波器機(jī)箱與機(jī)內(nèi)電路接地點(diǎn)相連接，為了安全及減少外界環(huán)境對(duì)儀器的干擾
，應(yīng)將儀器機(jī)殼接地
。可用帶接線焊鉤的黑色導(dǎo)線
，將示波器面板上的接地柱和實(shí)驗(yàn)桌上的接地接線柱相連接
。如果實(shí)驗(yàn)室裝有帶地線的三孔安全電源插座
，則可以將示波器電源線二腳插頭換成三腳插頭
，另加一根黑色導(dǎo)線將三腳插頭外殼和三腳插頭地腳相連接
。機(jī)殼不接地也可以使用
，這時(shí)外部感應(yīng)將使示波器的噪音干擾略增大一些
。
④測(cè)試信號(hào)輸入線最好采用帶有香蕉插頭的高頻屏蔽線或單股線
，輸入線盡量短一些
，將香蕉插頭分別插入示波器Y輸入與地接線柱及信號(hào)輸出儀器接線柱。如果要檢查實(shí)驗(yàn)電路某點(diǎn)波形
，輸入線測(cè)試端可接一對(duì)帶套管的鱷魚(yú)夾或測(cè)試棒比較方便
。如果測(cè)試點(diǎn)電壓較高
，最好應(yīng)先切斷被測(cè)電路電源
，接好測(cè)試點(diǎn)再進(jìn)行測(cè)試。否則應(yīng)特別注意安全，站在適當(dāng)?shù)慕^緣物上
，單手進(jìn)行操作
。
⑤示波器使用時(shí)應(yīng)注意輝度適中，不宜過(guò)亮
，且光點(diǎn)不應(yīng)長(zhǎng)期停留在一點(diǎn)上，以免損壞熒光屏
。還應(yīng)避免在陽(yáng)光直射熒光屏的情況下工作
。關(guān)機(jī)前應(yīng)先將輝度關(guān)滅
。
⑥示波器應(yīng)避免在強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境中工作。因?yàn)橥獯艌?chǎng)會(huì)引起顯示波形失真
。
⑦當(dāng)“Y輸入”接導(dǎo)線并“懸空”時(shí)
，容易出現(xiàn)干擾波形，應(yīng)避免出現(xiàn)這種情況
。
⑧示波器使用時(shí)
，接入輸入端的電壓不應(yīng)超過(guò)說(shuō)明書(shū)規(guī)定的最大輸出耐壓400V（DC+ACPP）
。如果信號(hào)為直流則應(yīng)小于400V
。如果信號(hào)為直流加交流
，則其直流和交流峰值之和應(yīng)小于400V
。特別要注意當(dāng)Y衰減開(kāi)關(guān)放到1時(shí)，應(yīng)防止過(guò)大的被測(cè)信號(hào)加入輸入端
，以免損壞儀器。
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