实验二十六 温差电磁铁演示仪 实验目的 实验仪器 通过温差电流的磁效应来演示温差现象。

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1 实验二十六 温差电磁铁演示仪 实验目的 实验仪器 通过温差电流的磁效应来演示温差现象。
实验二十六 温差电磁铁演示仪 实验目的 通过温差电流的磁效应来演示温差现象。 实验仪器 温差电磁铁演示仪，如图（1）所示，主要由电磁铁心，温差电偶和衔铁组成。温差电偶是铜和康铜（截面积约1平方厘米）两种材料制成的，在二者接头处分别焊接有导热铜板（图），一个可插入水杯中作为冷端；另一个可用来加热作为热端。温差电偶套在电磁铁心上，用螺丝固定。电磁铁的下面可扣合衔铁，衔铁与电磁铁心的接触面密合。 图2

2 实验原理 二、温差电现象 两种金属接成一个回路 若两个接头处的温度不同 则回路中形成温差电动势 温差电动势产生的原因： 1）在同种金属中
Cu Fe I 冷接头 二、温差电现象 两种金属接成一个回路 若两个接头处的温度不同 则回路中形成温差电动势 温差电动势产生的原因： 1）在同种金属中 温差形成自由电子的热扩散（汤姆孙电动势） 2）不同金属中 自由电子浓度不同 在接头处产生与温度有关的扩散（珀耳帖电动势）

3 实验操作与演示

4 实验二十七 磁滞回线实验仪 实验目的 用示波器观察磁滞回线，比较不同铁磁材料的磁滞回线。 实验仪器 磁滞回线实验仪、示波器

5 实验原理 1、磁畴 多晶磁畴结构示意图 单晶磁畴结构示意图
铁磁性介质原子中的电子之间存在一种量子相互作用即交换作用，在电子自旋平等排列时能量最低，因此铁磁体内的局部存在一个个这样自发排列的磁化区叫做磁畴。由于磁畴之间排列的紊乱而不使整个磁介质显出宏观磁性。当有外磁场存在时，与外磁场同方向的磁畴逐渐扩大，磁介质显示出宏观磁性，当外磁场强到一定程度，全部磁畴都取同一方向，这时称为龙头饱和。当外磁场减小时，由于磁介质内杂质和内应力的存在，磁畴方向的复原受到一定阻碍而出现滞后于外磁场变化的现象，这就是磁滞现象。完整的B-H变化在B-H平面构成闭合曲线即磁滞回线。 1、磁畴 多晶磁畴结构示意图 单晶磁畴结构示意图

6 2. 磁滞现象 --- 剩磁 --- 矫顽力 实验操作与演示

7 实验二十八 巴克豪森效应 实验目的 实验仪器 用巴克豪森效应来验证磁畴理论 。 巴克豪森效应演示仪，如图所示：
实验二十八 巴克豪森效应 实验目的 用巴克豪森效应来验证磁畴理论 。 实验仪器 巴克豪森效应演示仪，如图所示： 将铁磁性物质放入线圈中，然后将条形永久磁铁缓缓地靠近样品使其磁化。当跃变磁化发生时，在线圈中感应出相应的不连续的电流，经过放大，能在喇叭中发出卜卜声或沙沙声。

8 实验原理 铁磁性物质在外场中磁化实质上是它的磁畴存在逐渐变化的过程，与外场同向的磁畴不断扩大，不同向的磁畴逐渐减小。在磁化曲线最陡区域，磁畴的移动会出现跃变， 矩形磁滞回线的铁磁性材料跃变最为明显。跃变磁化现象也称为巴克豪森效应。 实验操作与演示

9 实验二十九 等厚干涉磁致伸缩 实验目的 实验仪器 利用等厚干涉图样的变化演示铁磁物质在磁场作用下的几何尺寸变化的物理现象。
实验二十九 等厚干涉磁致伸缩 实验目的 利用等厚干涉图样的变化演示铁磁物质在磁场作用下的几何尺寸变化的物理现象。 实验仪器 1、显示器（14寸） 2、等厚干涉装置（牛顿环装置） 3、螺线管（其中有一镍棒直顶在牛顿环上，含直流电源） 4、CCD摄像头（含电源）

10 实验原理 — 磁致伸缩 长度相对改变约10-5量级, 温下可达10 -1 某些材料在低 化频率和固有频率一致时 , 发生共振 当外磁场变
一、磁致伸缩 — 磁致伸缩 长度相对改变约10-5量级, 温下可达10 -1 某些材料在低 化频率和固有频率一致时 , 发生共振 当外磁场变 磁致伸缩有一定固有频率, 可用于制作激振器、超声波发生器等

11 二、等厚干涉－牛顿环 牛顿环是由一块平板玻璃和一块平凸透镜和在一起形成等厚干涉，并可观察到等厚干涉的干涉图样是一组大小不同的圆环。在压力的作用下等厚干涉的空气间隙会发生微小变化从而干涉图样也会发生变化。当线圈产生磁场时，磁场中的镍棒产生磁致伸缩现象，长度收缩，顶在牛顿环上的应力发生了变化，导致牛顿环的干涉图样也发生变化。

12 实验三十 压电效应 实验目的 演示压电晶体在压缩力作用下，在两面能够产生电位差，即机械振动通过压电晶体转换为电振动（电信号）；在晶体两面加上一定的电位差，晶体线度会发生一定的变化，产生机械振动，即逆压电效应。 实验仪器 压电效应演示仪，如图所示：

13 一.压电效应（Piezoelectric Effect）
实验原理 一.压电效应（Piezoelectric Effect） 由物理学知，一些离子型晶体的电介质(如石英、酒石酸钾钠、钛酸钡等)不仅在电场力作用下，而且在机械力作用下，都会产生极化现象.

14 S=Dt*E Dt是逆压电常数矩阵. 二、逆压电效应
若对上述电介质施加电场作用时，同样会引起电介质内部正负电荷中心的相对位移而导致电介质产生变形，且其应变S与外电场强度E成正比： S=Dt*E Dt是逆压电常数矩阵. 这种现象称为逆压电效应，或称电致伸缩。

15 实验三十一 低气压下辉光放电 实验目的 演示低气压下辉光放电现象 实验 仪器 低气压下辉光放电演示仪 ，结构如图所示：

16 实验原理 在一个置有板状电极的玻璃管内充入低压气体，当两极间的电压增加到一定数值时，稀薄气体中的残余正离子在电场中加速，有足够的动能撞击阴极，产生二次电子，经簇射过程产生更多的带电粒子，使气体导电。管内出现美丽的发光现象，这就是辉光放电。 辉光放电的特征是其电流强度较小，温度不高，放电管内有特殊的亮区和暗区。辉光放电可分为阴极辉层、克鲁克斯暗区、阴极辉区、法拉带暗区、阳极辉柱、阳极辉层和阳极暗区。气压继续降低，阳极辉柱辉光减弱并出现明暗相间的辉纹。

17 实验操作与演示 1、将高压电源接在放电管的两极上，当管内为一个 大气压时，接通电源，放电管不放电；
1、将高压电源接在放电管的两极上，当管内为一个 大气压时，接通电源，放电管不放电； 2、开动抽气机，管内气压下降到几十毫米汞柱高时，接通电源，管内开始放电，两极间有不稳定的紫红色带状光柱。当气压继续下降到几毫米汞柱时，管中光柱红色并充满全管； 3、当气压下降到1毫米汞柱左右，气体放电的辉光变为淡桃红色，并出现特有的暗区和亮区； 4、当气压降至10-2毫米汞柱量极，辉光己很弱而玻璃壁上出现荧光。

18 实验三十二 辉光球、辉光盘 实验目的 进一步观察和认识辉光放电现象 实验仪器 辉光球、辉光盘

19 实验原理 辉光球又称为电离子魔幻球。它的外观为直径约15cm的高强度玻璃球壳，球内充有稀薄的惰性气体（如氩气等），玻璃球中央有一个黑色球状电极。球的底部有一块震荡电路板，通过电源变换器，将12V低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。     通电后，震荡电路产生高频电压电场，由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射，产生神秘色彩。由于电极上电压很高，故所发生的光是一些辐射状的辉光，绚丽多彩，光芒四射，在黑暗中非常好看。     辉光球工作时，在球中央的电极周围形成一个类似于点电荷的场。当用手（人与大地相连）触及球时，球周围的电场、电势分布不再均匀对称，故辉光在手指的周围处变得更为明亮，产生的弧线顺着手的触摸移动而游动扭曲，随手指移动起舞。

20 人体辉光 1911年伦敦有一位叫华尔德·基尔纳的医生运用双花青染料刷过的玻璃屏透视人体，发现在人体表面有一个厚达15毫米的彩色光层。 疾病辉光，在医学领域，根据人体发出的冷光信息，不仅可以判断一个人的健康 状况，还可以用来诊断疾病。在疾病发生前，体表的辉光会发生类似太阳的“日晕”现象。一般认为呈红亮色的光说明健康状况良好，呈灰暗色的辉光则说明病重。 爱情辉光，在男女交往中，人体辉光还是爱情的标志。前不久，美国学者在一家照相馆利用一种高科技微光检测仪对一些拍摄订婚照、结婚照的男女进行观测，发现情侣手挽手拍照时，女性指尖上的光晕特别亮，并向男方指尖延伸过去；而男子的指尖光晕却会略微后缩以顺应女性的光圈。 意识体能辉光，科学家预测：人体辉光还可以应用于其他方面，有的科学家把人体辉光用到犯罪学中去，因为人体辉光会随着大脑思维方式、行为意向的变化而产生不同的晕圈。对犯人也能进行“人体辉光监控”，如犯人企图说谎，身上的辉光便辉出现种种彩色斑点交替闪耀跳动。 人体辉光产生的原因，科学家们至今各抒己见。一些人认为辉光现象除了人体白细胞之外，还可能使人体体表某种物质、射线与空气复合产生的，或是一种水汽和人体盐分与主频电场作用的结果，或是人体的光导系统——经络系统显示它的“庐山真面目”。

21 实验三十三 能量转换轮 实验目的 演示能量之间可相互转化，总的能量不变。 实验仪器 能量转换轮，如图所示:

22 实验原理 能量转化轮演示了电能与磁能、机械能、光能之间的相互转化。给电磁铁通电，电能经电磁铁转换成磁能，即产生产交变磁场，转轮内的磁铁在该磁场的磁力作用下带动转轮旋转，磁能又转换成机械能，而转轮的旋转使永久磁铁的固定磁场运动起来，则左侧的闭合线圈产生感应电流，能量又被转换成电能，并通过发光二极管变为光能。根据能量转换与守恒定律，各能量之间可相互转化，但总的能量不变。 由于转轮的转速越来越快，要求电磁铁所产生的交变磁场与转轮同步，因此需要用感应线圈将转轮的转速情况反馈给控制电路。摩擦力的存在最终使转轮达到匀速转动状态。

23 实验三十四 电磁波的发射、接收与趋肤效应 【实验目的】
实验三十四 电磁波的发射、接收与趋肤效应 【实验目的】 1．演示电磁波的基本特性及其发射、接收原理，使学生加深对交变电磁场的认识，以及对电磁波的发射与接收过程的理解。 2．利用电磁波的电场，用较粗的铜棒做导线演示趋肤效应，使学生更形象地理解此物理现象。

24 【实验器材】 实验装置如图所示。图a为发射机，图b为半波振子接收天线，图c为环形接收天线，图d为氖泡棒，图e为趋肤效应演示天仪。 图e 图b
G H J 图e 图b 图c 图d 图a

25 P 电场 磁场 【实验原理】 一、电磁波的产生和传播
1. 按照麦克斯韦电磁场理论，变化的电场在其周围空间要产生变化磁场，而变化的磁场又要产生新的变化电场。这样，变化电场和变化磁场之间相互依赖，相互激发，交替产生，并以一定速度由近及远地在空间传播出去。 2．振荡电路辐射电磁波的三个条件 1）电路必须开放，使电场能量和磁场能量尽可能向空间开放。 2）由平均辐射功率知，振荡频率必须足够高，才能保证能量的有效发射。 3）必须不断提供能量，补偿电感的耗能和辐射能，保证等振幅振荡的实现。 3．改造L-C振荡电路为振荡电偶极子，实现上述三个条件，便能有效的向空间辐射电磁波。例如：振荡电偶极子辐射。 电场 磁场 P

26 . q + +q - H E x y z p S . a b 振荡电偶极子电磁场分布

27 从以上分析可以看出，电磁波不同于机械波，它的传播不需依赖任何弹性介质，它只靠“变化电场产生变化磁场，变化磁场产生变化电场”的机理来传播，因此，电磁波在真空中也同样可以传播。
麦克斯韦由电磁理论预见了电磁波的存在是在 1865 年，二十余年之后，赫兹于 1887 年用类似上述电偶极子产生了电磁波，他的实验在历史上第一次直接验证了电磁波的存在，并且还证明了这种电磁波就是光波，即光波本质上也是电磁波。

28 二、电磁波的性质（在均匀无限大介质中）1、电磁波是横波： E ⊥ k ，H ⊥ k
2、E 与 H 相互垂直，且与 k 组成右手螺旋系，即：电磁波沿着 E×H 的方向传播。 k E H 3、E 和 H 同相位，且  E2 =  H2 4、电磁波的传播速度：u = 1 / (  )1/2 在真空中电磁波的速度为： c = 1/( o  o )1/2 = 3.0× m/s 与真空中的光速相等。

29 三、偶极振子发射的电磁波的能量 2 1、偶极振子发射的平均能流密度
因为偶极振子发射的是球面波，根据能量守恒定律，通过任何以它为中心的球面的能流都应一样，而这能流等于球面的面积 乘以 ，因此S必然与 成反比。 3 偶极振子辐射电磁能量并不是各向同性的，沿赤道面最大；r 越趋向极轴，能量越小；到了极轴方向，没有能量沿该方向发出。

30 四、趋肤效应 如图所示。当流过导线的电流是交变电流时，导线内外出现交变磁场，因此在导线内产生涡电流。设某时刻通过导线的电流正在增大，导线内产生的涡电流方向如图所示，靠近导线中心的涡电流的方向与原电流的方向相反，而在导线表面附近涡电流的方向与原电流的方向相同，结果是导线表面附近的电流密度较大，形成电流趋向于沿导线表面流动。这种现象称为趋肤效应。 实验表明，交变电流的频率越高，趋肤效应越显著。在频率很高时，如10MHz，电流绝大部分集中在导线表面附近，在这种情况下，根据此原理，可使用空心导体代替实心导体，即节省材料，有可减轻重量。 I

31 电磁波谱 频率 波长 μ 10 HZ 1km 1m 1cm 1 1nm A m γ 1K 1M 1G 1T X 射线 紫外线 可见光 红外线
3 6 9 12 15 22 13 5 2 HZ 1K 1M 1G 1T 1km 1m 1cm 1 1nm A μ m X 射线 紫外线 可见光 红外线 微 波 高频电视 调频广播 雷达 无线电射频 电力传输 射线 γ 电磁波谱 频率 波长

32 【实验操作与现象】 1．检查发射机上的电子管是否固定好，接收天线上小电珠是否完好，拉杆天线接头处的螺钉是否拧紧。 2．关闭高压开关（图a中B），接通电源（图a中C），预热5分钟，待发射管烧热后即可进行演示。 3．演示电磁波接收及电磁共振。将半波振子接收天线移到正对发射天线50cm左右，使接收天线与发射天线平行，接通高压开关，接收天线上的小电珠发亮。将接收天线拉长或缩短（改变接收天线的固有频率），接收天线上的小电珠就变暗或熄灭，只有当接收天线为某一长度时，小电珠最亮，因为此时接收天线的固有频率与接收的电磁波频率相同，产生共振。 4．演示电磁波的电场方向。保持半波振子接收天线与发射天线距离为50cm左右，接收天线长度为共振时长度。将半波振子接收天线绕接收天线轴心转动360°，可以观察到只有当接收天线与发射天线平行时，小电珠最亮，由此可以确定电磁波的电场方向。演示完毕，关闭高压开关。

33 5．演示电磁波的磁场方向。打开高压开关，手持环形接收天线到离发射天线20cm左右，使其水平，用绝缘起子调整环形接收天线的微调电容器，使环形天线上的小电珠达到最亮。把环形天线沿发射天线一端移向另一端，发现中央最亮两端不亮，这是由于发射天线的长度是发射电磁波的半波长，两端为电流波节，中央为电流波腹磁场最强。转动环形天线的平面，当水平放置时，小电珠达到最亮，由此定出电磁波的磁场方向，与上面演示相比较就可以使同学形象地看到电磁场波的电场与磁场是互相垂直的。同时还可以加深对磁通概念的认识。演示完毕，关闭高压开关。 6．演示发射天线的电压振幅。打开高压开关，将氖泡棒的氖泡靠在发射天线上，由一端移至另一端，由于半波长发射天线中的电流与电压相位差约为π/2，两端电压最大为波腹，中部电压为零是波节，氖泡在高频电压过低时就不激发氖气发光，因此氖泡在天线两端最亮，当靠近中部时就熄灭了。在发射振荡回路，可以看到类似的现象。演示完毕，关闭高压开关。

34 7．演示趋肤效应。打开趋肤效应演示仪，接通直流电路，可见两个小电珠同时亮且亮度相同，此时无趋肤效应。关闭趋肤效应演示仪，打开高压开关，并把该演示仪平行放在距离发射天线约50cm处，可发现两端与铜棒外层连接的小电珠发亮，而两端与芯处连接的小电珠不亮。 8．关闭高压开关，关闭电源开关，取下220V电源插头。 【注意事项】 1．使用此仪器时，要先打开电源开关，后打开高压开关，关闭时，先关闭高压开关，后关闭电源开关。 2．打开高压前，要将配套的接收天线，氖泡棒等远离发射机，以防打开高压后烧毁小电珠。

35 实验三十五 超导磁悬浮列车 【实验目的】 【实验器材】
实验三十五 超导磁悬浮列车 【实验目的】 通过利用超导体对永磁体的排斥和吸引的作用，演示磁悬浮和磁倒挂，理解和掌握磁悬浮原理。 【实验器材】 1．超导磁悬浮列车演示仪，如图7所示。由二部分组成：磁导轨支架、磁导轨。其中磁导轨是用550 × 240 × 3椭圆形低碳钢板作磁轭，按图70-2所示的方式铺以18 × 10×6 mm的钕铁硼永磁体，形成磁性导轨，两边轨道仅起保证超导体周期运动的磁约束作用。 2．高温超导体，是用熔融结构生长工艺制备的，含Ag的YBacuo系高温超导体。之所以称为高温超导体是因为它在液氮温度77KC（-196℃）下呈现出超导性，以区别于以往在液氦温度42K（-269℃）以下呈现超导特性的低温材料。样品形状为：圆盘状，直径18 mm 左右，厚度为6 mm ，其临界转变温度为90K左右（-183℃）。底座立柱椭圆形磁轭定位销钉永磁体磁轨 3．液氮。

36 底座 立柱 椭圆形磁轭 定位销钉 永磁体磁轨 实验装置图 S极 N极 磁导轨

37 实验原理 一、超导电性   某些物质在一定温度条件下电阻降为零的性质。1911年荷兰物理学家H·卡末林·昂内斯发现汞在温度降至4.2K附近时突然进入一种新状态，其电阻小到实际上测不出来，他把汞的这一新状态称为超导态。以后又发现许多其他金属也具有超导电性。低于某一温度出现超导电性的物质称为超导体。 超导体的主要性质表现为： ①超导体进入超导态时，其电阻率实际上等于零。从电阻不为零的正常态转变为超导态的温度称为超导转变温度或超导临界温度，用Tc 表示。 ②外磁场可破坏超导态。只有当外加磁场小于某一量值Hc时才能维持超导电性，否则超导态将转变为正常态，Hc 称为临界磁场强度。Hc 与温度的关系为Hc≈H0〔1－(T／Tc)2〕，H0 是T＝0K时的临界磁场强度。 ③超导体内的电流强度超过某一量值Ic 时，超导体转变为正常导体，Ic称为临界电流。 ④不论开始时有无外磁场，只有T＜Tc，超导体变为超导态后，体内的磁感应强度恒为零，即超导体能把磁力线全部排斥到体外，具有完全的抗磁性。此现象首先由W.迈斯纳和R.奥克森菲尔德两人于1933年发现，称为迈斯纳效应。一个小的永久磁体降落到超导体表面附近时，由于永久磁体的磁力线不能进入超导体，在永久磁体与超导体间产生排斥力，使永久磁体悬浮于超导体上。

38 二、磁悬浮 当将一个永磁体移近超导体表面时，因为磁力线不能进入超导体内，所以在超导体表面形成很大的磁通密度梯度，感应出高临界电流，从而对永磁体产生排斥。排斥力随相对距离的减小而逐渐增大，它可以克服超导体的重力，使其悬浮在永磁体上方的一定高度上。当超导体远离永磁体移动时，在超导体中产生一负的磁通密度，感应出反向的临界电流，对永磁体产生吸力，可以克服超导体的重力，使其倒挂在永磁体下方的某一位置上。 【实验操作与现象】 1、演示磁悬浮 将超导体样品放入液氮中浸泡约3—5分钟，然后用竹夹子将其夹出放在磁体的 中央，使其悬浮在高度为10mm，以保持稳定。再用手沿轨道水平方向轻推样品（导体），则看到样品将沿磁轨道做周期性水平运动，直到温度高于临界温度（大约90 K），样品落到轨道上。 2、演示磁倒挂 将超导体样品放入液氮中浸泡3—5分钟，把磁导轨定位销拔掉，将其翻转1800，使导轨朝下，再将定位销插上。然后用竹夹子将样品夹出放到轨道下方，用手推到距轨道约10 mm处，并用手沿水平方向轻推样品，则观察到样品沿磁轨道下方旋转数圈。注意接住导体。

39 实验三十六 基尔霍夫定律 实验目的 验证基尔霍夫第一定律和第二定律。 实验器材

40 实验原理　 基尔霍夫定律 复杂电路：有两个以上的有电源的支路组成的多回路电　　　　路，运用电阻串、并联的计算方法不能将它　　　　简化成一个单回路电路，如下图： E1 E2 R1 R2 R3 A B C D F G

41 一、支路、节点和回路 I1 I2 I5 I3 I4 1. 支路：有一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路。
2. 节点：三条或三条以上支路的汇交点。 3. 回路：任意的闭合电路。 4. 网孔：简单的不可再分的回路 回路 节点 I1 I2 I3 I4 I5 节点 支路 网孔

42 二、基尔霍夫第一定律（节点电流定律） 1、基尔霍夫第一定律阐明的是电路中任一节点处各电流之间的关系。
2、基尔霍夫第一定律的基础是电荷守恒定律。由于在直流电路中一点都没有电荷的累积，因而电流是连续的，即流向该节点的电流与由该节点流出的电流相等。 3、基尔霍夫第一定律的内容是：回路中任一节点处电流的代数和等于零。数学表达式 ——基尔霍夫第一方程组 n表示汇合于节点处的支路数。 对于右图所示的节点，可以写出电流方程为 说明： 1．规定由节点流出的电流为正，流入节点的电流为负； 2．如果电路中有m个节点，则可得m个方程，其中只有m-1个方程是独立 的； 3．如果电路中电流的方向难以确定，可以任意假定电流I的正方向，当计算结果I>0时，表示电流的方向与假定的方向一致，当I<0时，表示电流的方向与假定的方向相反。

43 三、基尔霍夫第二定律（回路电压定律） 1、基尔霍夫第二定律阐述的是电路中任一回路各部分电势差之间的关系。
2、基尔霍夫第二定律的基础是静电场的安培环路定理。 3、基尔霍夫第二定律的内容：沿回路绕行一周时，各电源与电阻上电势差的代数和为零。数学表达式 ——基尔霍夫第二方程组 说明： 1、在使用基尔霍夫第二定律时要先选定回路的绕行方向，在回路的绕行方向上，电势降为正值，电势升为负值； 2、当选定的回路绕行方向与某段支路上的电流标定方向一致时，该支路上每个电阻R上的电位降落IR之前写加号，否则写减号。 3、当选定的回路绕行方向从某个电源的正极指向负极时，电动势 之前写加号， 否则写减号。 4、如果电路有n个回路，其中只有n-1个回路方程是独立的； 5、新选定的回路中，应该至少有一段电路是在已选过的回路中所未曾出现的，这样作得到的方程将是独立的。

44 实验操作与现象 1、演示基尔霍夫第一定律 ①将4.5V直流电源正极的插头从面板后侧拔掉、在面板前面用短路线将4.5V短接。这时的电路原理如右图： ②接通电源。这时三个电流表将有电流读数、若表头①反偏，则用开关K1换向。 ③读出三个表头的电流读数I1、I2、I3、将I1、I2相加，正好等于I3的数值。即I1+I2=I3，若流向节点的为负，流出节点的电流为正，则有 ∑Ii= I1+I2+I3=0 ④将K2、K3、K4开关依次打到另一侧，即改变三个支路的电阻值、则可测得另一组数据I1、I2、I3。每一组数据都表明节点C处电流满足 ∑Ii=0，这样就验证了基尔霍夫第一定律。

45 ①将4.5V直流电源的短接线拔掉，在面板后侧将4.5V直流电源的正极插头插上。 ②K1开关打向另一侧，打开电源开关，此时的电路原理如右图：
B C D A mA F E 4.5v 2、演示基尔霍夫第二定律 ①将4.5V直流电源的短接线拔掉，在面板后侧将4.5V直流电源的正极插头插上。 ②K1开关打向另一侧，打开电源开关，此时的电路原理如右图： 我们取顺时针方向为正、对回路ABCDEFA和回路ABCFA运用第二定律和第一定律，则有：       I1R1+I3R3=ε1       I1R1-I2R2=ε1-ε2       I1+I2+I3=0     将R1、R2、R3以及ε1、ε2各数值代入上三式可解出各支路中的电流I1、I2和I3的数值。将实测的三个回路中的电流读数读出与理论值比较基本一致，这就验证了基尔霍夫第二定律：∑IiRi=∑εi  将开关K2、K3、K4打到另一侧，即改变了电阻R1、R2、R3的数值，重复上述操作、可得到另一组实验值和理论值。两者之间误差不超过5%。

46 实验三十七 RC电路时间常数演示仪 【实验目的】 1、演示电容放电的时间常数。 【实验器材】 2、演示电阻R及C的变化的时间常数。
1、1—5号电容，分别为10000微法、3300微法、1000微法、470微法、100微法。 2、滑动变阻器R为1KΩ±10%。 3、单刀双掷开关K,置a处时，给电容充电；置b处时，通过继电器J，电位器R给电容放电。 4、多掷开关K，通过插头的换接改变电容大小。 5、继电器J为DC=6V，继电器线圈电压超过6V时，则吸合，右端回路接通，灯泡发光，若RC时间常数大，则灯泡亮的时间长，反之则短，灯泡亮的时间长短则直接反映了时间常数的大小。 6、EI为15V直流电源，EII为6V直流电源。

47 也可由此曲线衰减到0.37E所对应的时间来确定
实验原理 一、电容器充电 在如图所示的电路中，t=0时，电容器上的电量为q=0。将开关Ｋ拨至１位置，电源开始对电容充电，假设电路中的电流为i，以顺时针方向为回路的正方向，沿回路绕行一周，由基尔霍夫第二定律，得 （1） 图1 RC电路 由于 （2） 求解微分方程可得：电容器上的电量与时间的关系为 （3） 则电容器两端的电压 （4） 图2 RC电路的充放电曲线 电路的时间常数 = RC，由电压uc上升到0.63E，所对应的时间即为。 二、电容器放电 t=0时，电容器上的电量为q0。，将开关Ｋ拨至2位置，电容器开始放电 同理可得 （5） 也可由此曲线衰减到0.37E所对应的时间来确定

48 【实验操作与现象】     先接通220V交流电源，经变压器降压，整流滤波后，变为15V、6V直 流电压（已配）。 1、演示电容C变化时间常数：     先将R旋至最小，以保证继电器吸合，然后将K1掷于a处充电，（由于充电也需时间，则应保持一段时间，尤其对大电容）。当充电完成后将K1掷于b处，进行放电，通过换接开关K2，从1号电容到5号电容，分别对其充放电（通过K1）观察灯泡发光的时间长短。可以看出电容越小，灯泡发光时间越短，电容越大，灯泡发光时间越长，可以非常直观的反映出时间常数的大小。 2、演示电阻R变化时间常数：     选定一电容，最好是一号电容（10000微法），改变R阻值的大小，对电容充放电，观察灯泡发光的时间长短，可以发现电阻越大，发光时间越长。但当电阻过大时，电阻分压过大，继电器则无法吸合，灯泡不发光。（选电容小的，由于充电量少，放电时间短，继电器刚刚吸合，则放电完毕，观察不到灯泡发光）。注意：当放电开始前先将电位器R旋至最小，当灯泡发光后在逐渐增大R以增加时间常数。