中 学 物 理 教 学 法实验讲义温 州 大 学 物 理 与 电 子 信 息 工 程 学 院二 九 年 九 月2目 录实 验 一 、高 、低 压 电 源 的 认 识 和 使 用 3实 验 二 、双 缝 干 涉 测 单 色 光 波 长 24实 验 三 、测 定 玻 璃 的 折 射 率 实 验 的 研 究 28实 验 四 、验 证 牛 顿 第 二 定 律 30实 验 五 、验 证 碰 撞 中 的 动 量 守 恒 34实 验 六 、测 定 金 属 的 电 阻 率 38实 验 七 、用 伏 安 法 测 定 电 池 的 电 动 势 和 内 电 阻 42实 验 八 、静 电 实 验 探 究 47实 验 九 、创 造 性 实 验 研 究 52实 验 一 高 、 低 压 电 源 的 认 识 和 使 用一 、 实 验 目 的 ：3 、 了 解 1201 低 压 电 源 ， 1206 高 压 感 应 圈 ， 2310 静 电 感 应 起 电 机 的 基 本 结 构及 工 作 原 理 ； 、 掌 握 三 种 仪 器 的 使 用 方 法 和 维 护 保 养 ； 、 能 将 这 三 种 仪 器 用 于 中 学 物 理 实 验 ， 并 研 究 做 好 这 些 实 验 的 关 键 。二 、 1201 低 压 电 源（ 一 ） 、 工 作 原 理 ： 1201 低 压 电 源 主 要 从 降 压 变 压 器 获 得 低 压 交 流 输 出 ， 再 经 全 波 整 流 电 路 获 得 低 压直 流 输 出 。 变 压 器 的 次 级 有 两 个 带 有 中 心 抽 头 的 绕 组 ， 各 线 端 间 的 电 压 分 别 为2 ， 4 ，（ 图 7-1 电 路 原 理 ）6 ， 12 ， 用 四 只 双 掷 钮 子 开 关 把 各 引 出 端 连 接 起 来 ， 利 用 开 关 的 通 或 断 ， 将 变 压 器次 级 绕 组 进 行 不 同 的 串 联 组 合 ， 可 以 获 得 从 2 至 24 内 每 隔 2 一 档 共 12 档 的 输 出 电压 。稳 压 电 源 部 分 是 用 独 立 的 次 组 绕 组 和 整 流 器 供 电 ， 采 用 串 联 式 稳 压 线 路 和 截 止 型 保 护电 路 ， 当 不 慎 短 路 或 过 载 时 ， 输 出 便 自 动 保 护 ， 过 载 消 除 ， 即 自 动 恢 复 工 作 。 整 机 电 路 原理 参 见 附 图 7 1。4 （ 二 ） 、 主 要 用 途 和 技 术 性 能 1201 低 压 电 源 把 市 用 220 交 流 电 改 变 为 低 压 交 流 ， 低 压 直 流 和 直 流 稳 压 输 出 ，为 理 化 教 学 实 验 和 电 子 仪 器 使 用 提 供 电 源 ， 为 实 验 室 通 用 仪 器 。 、 低 压 交 流 ： 标 称 电 压 2 24 ， 每 隔 2 一 档 ， 共 12 档 可 调 。 最 大 输 出 电 流6 ， 有 过 载 指 示 。 、 直 流 输 出 ： 标 称 电 压 2 24 ， 每 隔 2 一 档 ， 共 12 档 可 调 。 最 大 输 出 电 流6 。 当 交 直 流 输 出 电 流 6 ， 熔 断 丝 即 自 行 熔 断 。 、 稳 压 输 出 ： 输 出 电 压 6 ， 9 ， 12 三 档 ， 最 大 允 许 电 流 1 。 当 各 档 输 出 电流 1.5 或 短 路 时 ， 输 出 即 自 动 保 护 。 （ 三 ） 、 使 用 方 法 、 保 养 和 维 护 、 使 用 方 法 ：【 接 线 柱 】 面 板 上 六 个 接 线 柱 ， 为 交 流 、 直 流 、 稳 压 的 输 出 端 ， 可 分 别 输 出 ， 也 可同 时 使 用 ， 但 输 出 总 电 流 不 得 超 过 6 ， 正 负 极 性 不 能 错 接 。【 电 源 开 关 】 为 整 机 总 开 关 ， 控 制 220 交 流 电 进 线 的 通 断 ， 按 动 电 源 开 关 接 通 ，电 源 指 示 灯 亮 ， 表 明 整 机 处 于 通 电 状 态 。 【 钮 子 开 关 】 面 板 上 方 ， 标 注 2 ， 4 ， 6 ， 12 标 称 值 电 压 的 四 只 钮 子 开 关 ，供 选 择 低 压 交 直 流 输 出 电 压 之 用 。 开 关 拨 向 下 为 “关 ”， 拨 向 上 为 “开 ”， 变 换 四 只 钮 子开 关 “开 ”或 “关 ”， 将 变 压 器 次 级 绕 组 进 行 不 同 串 联 组 合 ， 可 获 得 2 至 24 共 12 档交 流 或 直 流 输 出 电 压 。 输 出 电 压 值 等 于 各 向 上 拨 开 关 所 示 电 压 数 之 和 。 如 ： 例 （ ） 2 ， 4 ， 6 ， 12 开 关 拨 上 ： 输 出 电 压 2 4 6 12 24 。 例 （ ） 2 ， 4 ， 开 关 拨 上 ： 输 出 电 压 2 4 6 。例 （ ） 6 开 关 拨 上 ： 输 出 电 压 6 。例 （ ） 2 ， 4 ， 6 ， 12 开 关 拨 下 ： 输 出 电 压 0 。但 应 注 意 ， 面 板 指 示 是 标 称 电 压 值 ， 仅 供 选 择 电 压 时 参 考 ， 与 实 际 输 出 电 压 有 差 异 ，并 随 负 载 大 小 而 变 化 ， 必 要 时 应 用 电 压 表 测 量 。 【 稳 压 选 择 开 关 】 选 择 稳 压 输 出 电 压 之 用 ， 将 稳 压 选 择 旋 钮 拨 到 6 ， 9 ， 12任 一 档 的 位 置 即 可 取 得 相 应 的 直 流 稳 压 输 出 ， 如 把 旋 钮 拨 到 “关 ”的 位 置 ， 稳 压 输 出 则被 切 断 。 【 稳 压 指 示 】 为 稳 压 输 出 指 示 灯 ， 稳 压 开 关 旋 到 “关 ”位 置 灯 不 亮 ， 旋 到6 ， 9 ， 12 三 档 时 灯 均 亮 ， 并 随 电 压 增 高 而 亮 度 增 加 。 若 发 生 过 载 时 ， 输 出 截 止 ， 指示 灯 熄 灭 ， 过 载 排 除 后 ， 指 示 灯 自 动 复 亮 ， 表 明 稳 压 恢 复 正 常 输 出 。 【 过 载 指 示 】 为 低 压 交 流 直 流 输 出 过 载 指 示 灯 。 正 常 工 作 时 灯 不 亮 ， 当 达 到 额 定 输出 电 流 6 时 灯 微 亮 。 超 过 6 时 灯 亮 度 增 加 ， 表 明 已 过 载 ， 应 加 以 注 意 ， 否 则 继 续 过 载 ，低 压 保 险 熔 丝 熔 断 。 【 保 护 措 施 】 在 稳 压 部 分 设 有 “截 止 型 保 护 电 路 ”当 过 载 或 短 路 时 ， 稳 压 输 出 自动 截 止 ， 过 载 排 除 后 即 自 动 恢 复 工 作 。 在 交 直 流 输 出 侧 设 有 “低 压 保 险 ”。 当 输 出 电 流 时 熔 丝 自 行 熔 断 ， 过 载 指 示 灯 熄 灭 ， 需 换 上 新 的 同 规 格 熔 丝 管 后 ， 才 能 恢 复 输 出 。 在变 压 器 初 级 设 有 “熔 断 电 流 为 2 电 源 保 险 ”， 作 为 整 机 保 护 之 用 。 必 要 时 输 出 电 流 可 用电 流 表 监 视 。 、 保 养 和 维 护 ：（ ） 1201 低 压 电 源 应 放 置 在 干 燥 、 通 风 和 无 腐 蚀 性 气 体 的 地 方 ， 以 免 元 件 受 潮5和 腐 蚀 ， 影 响 仪 器 的 绝 缘 强 度 、 电 器 性 能 和 使 用 寿 命 。（ ） 电 源 在 长 时 间 满 载 或 接 近 满 载 使 用 时 ， 必 须 注 意 通 风 散 热 ； 连 续 工 作 不 得 超过 8 小 时 。 且 不 允 许 超 载 使 用 。（ ） 为 了 在 使 用 时 减 小 各 开 关 触 点 电 弧 的 烧 损 ， 在 使 用 时 应 后 开 电 源 开 关 ， 使 用完 毕 时 应 先 关 电 源 开 关 ， 后 关 其 他 开 关 。 每 次 使 用 完 毕 ， 所 有 开 关 均 应 拨 到 “关 ”的 位置 ， 以 备 下 次 使 用 。（ ） 电 源 中 5 熔 断 丝 管 作 “低 压 保 险 ”， 为 交 直 流 过 载 保 护 用 。 2 熔 断 管 作“电 源 保 险 ”， 为 整 机 过 载 短 路 保 护 之 用 。（ 四 ） 、 思 考 题 、 1201 型 低 压 电 源 可 输 出 几 类 电 压 ？ 分 别 画 出 各 类 电 压 的 “ ”图 象 。 、 各 类 电 压 可 否 同 时 输 出 ， 如 可 以 ， 有 什 么 要 求 ？ 、 若 二 台 1201 低 压 电 源 分 别 出 现 以 下 故 障 ,请 问 你 准 备 从 哪 里 开 始 检 修 ？ （ ） 指 示 灯 不 亮 或 无 输 出 电 压 。 （ ） 直 流 输 出 的 实 际 电 压 远 低 于 标 称 值 。三 、 1206 型 高 压 感 应 圈 （ 一 ） 、 仪 器 构 造 和 工 作 原 理（ 图 7-2 感 应 圈 结 构 及 电 路 原 理 图 ） 、 仪 器 结 构 ： 1206 型 高 压 感 应 圈 主 要 由 铁 芯 、 初 级 线 圈 、 次 级 线 圈 、 断 续 器 、 放 电 杆 等 部 件 构成 。 具 体 结 构 和 电 路 如 图 7-2 所 示 。 铁 芯 由 0.35cm 硅 钢 片 组 成 。 内 层 的 初 级 线 圈 为 1 1.2毫 米 、 匝 数 为 2505 匝 的 漆 包 线 ； 外 层 的 次 级 为 0.1 0.12 毫 米 、 匝 数6为 33000 匝 的 漆 包 线 。 线 圈 用 蜡 料 密 封 绝 缘 。 放 电 杆 可 拆 卸 ， 断 续 器 的 振 动 簧 片 的 高 低可 调 整 ， 断 续 器 触 点 为 铂 金 。 、 工 作 原 理 ：如 果 给 高 压 感 应 圈 初 级 输 入 端 输 入 8 12 伏 的 低 压 直 流 ， 则 与 次 级 连 接 的 放 电 杆便 可 得 到 5 6 万 伏 的 脉 冲 高 压 。电 源 电 流 是 经 过 断 续 器 的 触 点 通 入 初 级 线 圈 的 ， 当 触 点 接 触