一道物理竞赛题的新解法

第一届全国中学生物理竞赛有一道题：如图1（a）所示的电路中，直流电源的电动势为5V，交流电源的电动势为3V，则电阻尺上的电压有效值为     

利用万用电表的交流电压档测量交流电流

大多数万用电表中都没有交流电流档,不能测交流电流。笔者采用并联分流电阻的办法,利用交流电压档测交流电流效果很好。其中,利用10■档改装效果最佳。电路见图1,外接分流电阻R可直接并在正、负极接线柱上。图2中,R_1是负载电阻,R_V表示电压档内阻,U表示交流电源电压。     

RLC串联电路暂态过程临界阻尼电阻谐波分析

电感和电容上的交流损耗是引起RLC串联电路临界阻尼过程中临界电阻的实验测量值与理论值偏离的原因。将临界阻尼脉冲电流转换为周期脉冲序列,并展开为三角函数级数。分别以各次谐波电流作用RLC串联电路,测出电感和电容上的平均损耗电阻,以此对临界阻尼电阻的测量值进行修正,使得临界阻尼电阻修正后的测量值与理论值基本一致。     

对教材一个演示实验的改进

1 教材给出的演示实验 高中教材(人教版)《物理·选修3-2》 第五章第3节"电感和电容对交变电流的影响"中,有一个展示电感对交流电阻碍作用的演示实验,如图1所示. 把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来,先把它们接到直流电源上,如图1(a)所示;再把它们接到交流电源上,如图1(b)所示.取直流电源的电压与交流电源电压的有效值相等,观察两种情况下灯炮的亮度. 这个实验说明了什么? 2 对演示实验的评价 该演示实验直观地展示了电感对交变电流的阻碍作用,对学生认知电感的"通直流阻交流"特性,起到了很好的铺垫作用.     

串联谐振电路Q值的计算与意义

在实际电路中,即使是一个简单的线圈,不仅有电感,还有电阻,不能分割,但可以用集中的电感L与电阻R串联电路模型来表示.作为具有代表性的典型模型,经常研究电阻、电感、电容串联电路.1RLC串联电路的特点与谐振现象如图1所示是由电阻、电感和电容相串联所组成的RLC串联电路.在此电路中,电容和电感是储能元件,其中能量的转换是可逆的,而电阻是耗能元     

用半波整流万用表测量非正弦波电压的平均值

万用表交流档是属于整流系表,表的偏转角正比于被测量某一量的平均值。无论半波整流或全波整流的表,表面刻度皆为被测量的有效值,所以读取的数值是有效值。欲得平均值,须将读数除以1.11倍。即平均值=(读数(有效值))/1.11。在测正、负两半周波形对称的电压时,不因全波整流或半波整流而有不同读数。     

通过半波整流二极管中的电流问题

考虑到半波整流电容滤波电路的特点,仔细地分析了这种电路整流滤波后的电流波形,并提出了这种电路瞬时电流最大值的计算公式。     

双指数脉冲电流发生器的电路仿真计算

双指数脉冲电流发生器可用于电子系统端口传导耦合实验,主要用于研究电磁敏感器件的电磁脉冲效应的损伤规律。根据实验要求,该发生器能够输出前沿10 ns、脉宽100 ns、电流幅值3 kA的双指数脉冲电流。建立了该发生器的电路模型,并对杂散电容和电感对输出电流波形的影响进行了分析。模拟计算表明,电流信号的过冲现象和后沿叠加干扰信号的原因可能是电阻负载自身存在的杂散电容和测量电流的线圈附近的杂散电容和电感的共同作用导致的。经过理论计算,如果在测量线圈附近添加适当的滤波设备或者用无损同轴电缆引出电流,能够明显地抑制过冲和干扰。     

正确测定RLC串联电路暂态过程的临界阻尼电阻

用示波器观察RLC串联电路电容C上电压暂态过程的线路如图1所示.对于不同的电阻R充电时电容器C上的电压uC和时间Z的波形如图2所示.其中1为欠阻尼状态（R2＜4L／C），ⅡE为过阻尼状态（R＞4L／C），Ⅲ为临界阻尼状态（R2=4L／C）.临界阻尼状态是欠阻尼状态与过阻尼状态之间的过渡状态.对应于临界阻尼状态的电阻R为临界阻尼电阻，理论值图1图2实验测定临界阻尼电阻的一般方法是改变电阻箱的阻值R从小变大，使电路从1状态逐渐进入Ⅲ状态.当欠阻尼振荡的振幅衰减到示波器荧光屏不能分辨时，相应的电阻为临界阻尼电阻.用此方法确定的临界…     

变压器在不同电源激励下次级不同响应的演示实验

变压器初级在不同的电源(电压源和电流源)激励下,当变比n变化时,次级(接入负载电阻)电压或电流有不同表现,本文设计的演示实验能清楚地显示这个易被忽视的现象,对变压器电路工作的分析很有好处。一、实验装置及测试仪表实验装置及电原理图如图1所示。其中变压器Tr采用低频推挽功放电路的输入变压器;晶体管T组成产生电压源和电流源电路。备用测试仪表:晶体管毫伏表、示波器(监视R_L上电压波形不失真)、万用表。     

用图象法讲解"欧姆表测电阻"效果好

在万用表的使用中,学生对用欧姆表测电阻,为什么要选择使指针在中心值附近一档,不易理解．在此我采用图象法讲解． 欧姆表测电阻的原理电路如图１所示．凡为表头内阻,Ｒｘ为待测电阻,Ｅ为电源,Ｒ为固定电阻．当被测电阻Ｒｘ接入电路时,电路的工作电流Ｉ为当Ｒｘ＝０时此时即是电路中电流满量程,Ｒｚ＝Ｇｇ＋Ｒ为欧姆表综合内阻．（１）式可写为当Ｒｘ＝　　时,Ｉ＝０仪表没有偏转,该点定为欧姆表电阻无穷大（　）．刻度．当电阻Ｒｘ值从零到无穷大范围内变化时,指针的偏转角也在０　　刻度范围内变化．欧姆表刻度与电流表刻度是…     

两方法让学生理解交流电最大值和有效值的关系

在学习正弦交流电的有效值的概念时,我们很多时候会强调交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的,即让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等,我们就把恒定电流的电流（电压）叫做这个交流电的电流（电压）有效值。而在具体举例时,我们往往还会让学生知道正弦交流的最大值是有效值的2倍。但为什么是2倍呢？     

如何用模拟万用表测量电容容量

对一个原来不带电的电窬进行充电的过程是一个零状态响应的过程,在此过程中电容可以看成是阻值随时间变化的动态电阻,其变化范围是由零增至无穷大的。因此,当用万用表对电容进行测量（充电）时,必须有一个时刻其大小与万用表的内阻相等,而其内阻又与中值电阻相等,可由表盘直接读出,依据有关公式便可很快计算出待测电容大小。     

利用李萨如图形测量交流阻抗特性

通常用交流电桥法测量电容、电感等交流阻抗的数值,由于待测的交流阻抗不一定是“纯”的电容或电感,其中总存在一定的等效电阻,所以,用交流电桥法测量的结果误差较大。本文所介绍的李萨如图形方法,直接测量通过阻抗的电流和两端电压间的相位差,通过调节电路中的电阻,使这一相位差与标     

当交流电遇上理想二极管能量守恒吗——2014年高考理综(课标卷Ⅱ)第21题引发的思考

当正弦交流电遇上理想二极管时,由于理想二极管的单向导电性,把正弦交流电整流成正弦式半波直流电,此时从能量守恒的角度求得的有效值,与根据有效值定义求得的有效值不同,难道此时能量不守恒?下面让我们从2014年高考理综(课标卷Ⅱ)第21题谈起,该考题具体内容如下.【题目】如图1所示,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1,n2.原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻     

同基准16路电流型测温电路设计与应用

在许多实际的应用系统中,需要同时测量多点温度,为了解决多支路测温需要相同参考标准的问题,保证各路参数具有可比性;巧妙地设计同基准A/D转换电路,运用低导通电阻模拟开关构建矩阵开关进行分时切换各支路,有效地解决了多支路同基准测量问题;结合实际应用确定A/D转换器输入电路滤波电容大小与开关切换延时的关系;利用台阶电阻使A/D转换器的输入端的“零”电平得到抬升,偏离A/D转换器非线性段,解决了微小信号输入的测量精度;对于温度测量普遍使用的铂电阻传感器,利用模拟开关实现了铂电阻传感器静态下预热电流与测量状态下工作电流的电路转换,保证电路的信号稳定起到很好作用;在实际的应用系统中,检定数据和使用效果表明,同基准16路电流型测温电路具有高稳定度、高精度特点,适用于各种相参测量系统中使用。     

把单相交流电变换为三相四线制三相电源

一、基本电路图1所示为把单相交流电变换为三相四线制三相电源的线路图.该电源只有接三相对称电阻性负载，且电感与电容为理想元件时，才能输出三相对称电压和电流，这是与常用三相图1对称电源的不同之处.图1中变压器的原边电压为220V，副边为有中间抽头且两段电压比为1：2的次级绕组（或顺接的两个电压比为1：2的次级统组）.电感L为直流电阻很小的铁芯线圈，电容C为交流电容器.各元件有关参数由负载电阻的大小和所耗功率决定.二、工作原理该三相电源是由单相交流电经电容和电感移相形成的，其基本原理可由图2的位形图说明.图2在图1电路中…     

对无功功率物理意义的讨论

有功功率和无功功率是电工理论中非常重要的基本概念,有功功率物理意义明确,是瞬时功率在一个周期内的平均值,而无功功率概念模糊,正弦稳态电路中,一端口网络无功功率的值为端口电压有效值与电流有效值及电压与电流相位差的正弦函数三者的乘积,即Q=UIsinφ,有的教材将无功功率解释为网络内部与外部电源能量交换的最大规模,本文通过纯电阻、纯电感和纯电容电路,以及对RL与C并联电路的分析,证实对无功功率的这种解释是有歧义的.     

电流补偿实验

一般大学和中学都开设了如电势差计这样的电压补偿实验,但却没有电流补偿的实验。本文准备介绍这个实验的原理和方法,希望在开设了这个实验后,能使学生对“补偿”的意义有更深的理解。一、电流补偿的原理当我们在一电路中串入电流表测量其电流时,往往由于电流表的内阻而使得测量值较原电路的真实值为小(如图1)。为此我们可以设计如图2所示的电路。在这个电路     

对“测定两个小灯泡在串、并联电路中的功率”分组实验的改进意见

中师物理课本第二册“测定两个小灯泡在串、并联电路中的功率”的实验,其目的是学习测定灯泡的功率,并验证并、串联电路中功率跟电阻的关系。原实验电路如图1,测量记录计算结果如表1。因为两个小灯泡是并联的,U_1=U_2,即P_1R_1=P_2R_2=U~2,用此电路无法对比L_1与L_2的电阻和功率P_1与P_2的关系.