（二）伏安法测非线性电阻
1．二极管的伏安特性
图6?3是二极管的符号，图6?4是二极管正、反方向的伏安特性曲线，其电阻为R?dVdI，可通过曲线上各点斜率求得。
图6?3二极管符号 图6?4 二极管的伏安特性曲线（每个二极管特性有差异，仅供参考）
2．测量线路图
电流I由毫安表测定，单位为mA；电压V由伏特表测定，单位为V。正向用外接法（见图6?5），反向用内接法（见图6?6）。
图6?5电流表外接法测量二极管正向特性 图6?6电流表内接法测量二极管反向特性
【实验内容】
1、设计伏安法分别测量两只不同阻值固定电阻的电路并进行测量和误差计算； 2、用伏安法测稳压二极管的伏安特性； 3．绘制稳压二极管的伏安特性曲线。
【实验器材】
（0—16V，1A）稳压电源、（49?/3A）滑线变阻器、51?和1k?1W固定电阻、1W稳压二极管接线板、C21型直流电压表0.5级（1.5V/3V/7.5V）相应内阻（300?/600?/1500?）、
C21直流电流表0.5级（15mA/30mA）相应内阻（3.7?/2.1?）各一个，导线若干。
【实验步骤及操作】
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（一）测量前完成电压表、电流表全部量程对应的仪器误差?仪的计算和内阻记录。（例如：电流表是1.0级表，对1.5mA档，?仪=1.5×1%=00.015 0.02mA，如使用这一档读数一定读到以mA为单位的小数点后第2位，且只能读至这位，多了、少了都不正确；30mA档?仪=30×1%=0.3mA，以mA为单位，这一档就只能读到小数后第1位了）
（二）测量固定电阻
1．Rx1?51?，采用电流表外接，测试线路如图6?7所示。
图6?7 电流表外接法测量固定电阻 图6?8 电流表内接法测量固定电阻 （1）在断电状态下照图6?7连接线路，将电源的电压调节旋钮、电压微调旋钮、滑线变阻器都调到使被测电阻两端电压最小的位置上；
（2）检查电压表，电流表的机械零点是否指零；
（3）经检查无误后开启电源缓慢调节电源电压和滑线变阻器，使电压表和电流表缓慢增加到合理位置，读取电压和电流，只测一组数据。
2．Rx2?1.0k?，采用电流表内接，测试线路如图6?8所示，操作同上，只测一组数据。 特别注意！如果发现电压表或电流表有超量程或反向偏转必须马上断电，认真检查、确认排除故障后才能再次通电测量。
（二）测二极管的正向特性
1．先将电源的四个旋钮全部反时针转到底，按图6?5所示电路连线，滑线变阻器滑动头置于固定端B。（注意外接法：滑线变阻器是分压器不要连成限流器，它的三个接线柱都要用上，电源输出的电压一定要接在滑线变阻器固定端的接线柱上）。认真检查后再接通电源，电源电压不要超过2V !
2．正向电压变化范围0 ? 1V，电流变化0 ? 30mA,所以电压表选1.5V档，电流表选30mA档。
【选作】：电流表换档测量，即开始用1.5mA档，后换7.5mA档，最后换成30mA档测量。注意各量程内阻不同将造成数据不能吻合，必须将每个数据修正后才能绘伏安特性图。
3．滑动滑动头C，缓缓地增加电压，记录电压和相应的电流值。实验要读取10组以上数据，测量要求是电流变化小的地方电压值少取几个点，电流变化大的地方多取几个点，最后一个点在电流为30.0mA处。电流小于5.0mA时改变电压测电流，电压按0.100V等间隔增
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加，测量电流值；当电流达到5.0mA后，需使用电源的恒流（CC）调节功能的“Fine”旋钮调节电流按5.0mA等间隔增加，测量电压值。
4．电源恒流（CC）调节功能的使用方法：先将电源的四个旋钮都反时针转到底，将两个恒压（CV）旋钮都顺时针转动约20度，这时CC指示灯亮，CV指示灯灭，表示电源处于恒流状态。很小心地将CC的Fine旋钮顺时针旋转，眼睛应时刻关注电流表的读数，以免电流太大烧表！直至调到希望的电流值。如果电流调不上去了，一般是电源限压点不够高，这时CC指示灯灭，CV指示灯亮，可再将CV旋钮顺时针转动少许即正常。
（三）测二极管的反向伏安特性
1．按图6?6所示电路连接，滑动头C置于B处，检查线路无误后方可接通电源，电源电压不超过6伏 !
2．电压变化范围0 ? 6 V左右（视不同型号稳压二极管而定），电流变化范围0 ? 30mA，所以电压表选7.5V档，电流表选30mA档。
【选作】：电流表和电压表换档测量。注意各量程内阻不同将造成数据不能吻合，必须将每个数据修正后才能绘伏安特性图。
3．逐步改变电压，记录电压和相应的电流值。实验要读取10组以上数据，测量要求是电流变化小的地方电压值少取几个点，电流变化大的地方多取几个点，最后一个点在电流为30.0mA处。测量方法是电流小于5.0mA时电压按0.50 ? 1.00V等间隔增加，测量电流值；当电流达到5.0mA后，需使用电源的恒流（CC）调节功能的“Fine”旋钮调节电流按5.0mA等间隔增加（方法同正向伏安特性测量），测量电压值。如果电压小时电流表指针未动，记为0.0mA。
（四）注意事项
1．接线或拆线时，注意不要让电源短路。最好是接好再开启电源，断电后再拆线路，如共用电源而做不到断电操作也必须做到接线时后接电源端，拆线时先拆电源端，切忌把接电源的两根导线的另一端相碰而短路。
2．测量二级管正向伏安特性时，毫安表的读数不得超过二极管的最大正向电流（本实验不要超过30mA）。
3．测二极管反向特性时，加在二极管上的电压不得超过该管的最大允许电压（实验时，反向电流为30mA对应的那个电压）。
4．使用电压（电流）表时要合理选择量程，量程太小可能烧坏电表；太大测量的误差会增大。
【实验数据及分析】
（一）电压表、电流表参数记录表
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电表 精度等级 量程 / 单位 仪器误差 / 单位 估读误差 / 单位 内阻 / ? 电压表 电流表 （二）固定电阻的测试数据表 被测电阻标称值 测量接线方法 项目 电压表 / V 电流表 / mA 量程 51? 仪器误差 测量值 量程 1k? 仪器误差 测量值 （三）二极管正向伏安特性测量数据
电流表 接法； V量程： ，?V仪： ； I量程： ，?I仪： V / V 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 I / mA ? ? 20.0 25.0 30.0 5.00 10.00 15.0 注：换量程测量的要自行设计表格。 （四）二极管反向伏安特性测量数据
电流表 接法； V量程： ，?V仪： ； I量程： ，?I仪： V / V 0.00 I / mA 1.00 2.00 2.50 3.00 ? ? 20.0 25.0 30.0 5.00 10.00 15.0 注：换量程测量的要自行设计表格。 （五）固定电阻的计算分析
?。 1．应用公式（6-1）分别计算两固定电阻的粗略测量值Rx2．分别用公式（6-3）、（6-5）计算两固定电阻修正后的测量值Rx。
3．两测量值Rx与电阻标称值（51?或1k?）比较计算相对误差，分析误差原因。 4．计算51?电阻测量值Rx的相对不确定度
?RxRx（不考虑A类不确定度和估读误差）。
【选作】：计算1k?电阻测量值Rx的相对不确定度。
5．51?电阻测量值的相对不确定度是否达到测量的设计要求（?1.0%）？试讨论之。 【选作】：1k?电阻测量值的相对不确定度是否达到测量的设计要求？试讨论之。
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（六）用一张坐标纸在同一坐标系内，绘制稳压二极管正、反方向的伏安特性曲线（由于正反向电压值相差较大，其坐标分度可选不同值）。
（七）等厚干涉实验—牛顿环和劈尖干涉
【实验目的】
（一）通过对等厚干涉图像观察和测量，加深对光的波动性的认识。 （二）掌握读数显微镜的基本调节和测量操作。
（三）掌握用牛顿环法测量透镜的曲率半径和劈尖干涉法测量玻璃丝微小直径的实验方法。
【实验仪器】
读数显微镜，牛顿环，劈尖，钠光灯（??589.3nm），薄纸条。
【实验原理】
参见教材：《结构化大学物理实验》（第二版）实验3.2和3.3（参考页码P96?99和P99-100）。
【实验内容与步骤】
（一） 实验装置的调整 (1)先用眼睛粗调
将牛顿环装置放在读数显微镜的工作台上，先不从显微镜里观察而用眼睛沿镜筒方向观察牛顿环装置，移动牛顿环装置，使牛顿环在显微镜筒的正下方。 (2) 再用显微镜观察
a．调节目镜，使看到的分划板上十字叉丝清晰。
b．转动套在物镜头上的45o透光反射镜，使透光反射镜正对光源，显微镜视场达到最亮。 c.旋转物镜调节手轮，使镜筒由最低位置，注意不要碰到牛顿环装置，缓缓上升，边升边观察，直至目镜中看到聚焦清晰的牛顿环。并适当移动牛顿环装置，使牛顿环圆心处在视场正中央。
注意：读数显微镜在调节中应使镜筒由最低位置缓慢上升，以避免45透光反射镜与牛顿环相碰。 （二）牛顿环直径的测量
如图7-1所示，转动读数显微镜读数鼓轮，使显微镜自环心向一个方向移动，为了避免螺丝空转引起的误差，应使镜中叉丝先超过第30个暗环，即从牛顿环第一条暗环开始数到35个暗环，然后再缓缓退回到第30个暗环中央(因环纹有一定宽度)，记下显微镜读数即该暗环标度X30，再缓慢转动读数显微镜读数鼓轮，使叉丝交点依次对准第25，20，15，10和5个暗环的中央记下每次计数X25，X20，X15，Xl0，X5。并继续缓慢转动读数鼓轮，使目镜镜筒叉丝
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