例行检🖶🗈🙦查过后,徐川进入考场,🅎🅚拿到了试卷。
桌上的摆放的仪器让他猜到了这次🔧考试的大致内容,拾起洁白的试卷一看🖫,果然和他预估的差💦🔊不多。
“全国中学生物理竞赛实验考试试题。”
试题一:测试同轴电缆的等效电路参数。
引言:在普通电路中,🛺♸🍍当电🕝💼流或电压信号的频率较低时,电信号基本上是沿着导线回🙲🎒路传输的。
如果信号频率高达几百kHz以上,即是所谓的射频信号,普通导线就会像天线一样向空间发射电磁波,因而不能成为电信号传输的有🕤🛞效通☄☟道。
为了传输射频信号,通常采用一类特殊结构的传输线,如🏇同轴电缆.......,使用时,一端接信号源,另一端接负载..........
本实验用不同的方法测量同一根均匀同轴电缆☁☁🟧的多个特征参数。忽😺🆛略同轴电缆的损耗。所有结果🃗都不评估不确定度。
实验装置长度为5.00米的待测同轴电缆🗸、信号源(内阻为R0,可以产生不同频率、不同波形的信号)、交流电压表(可以测量交流电压的有效值)两台、双通道数字示波器、电阻、导线等。
实验内容:
A.用🖶🗈🙦低频正弦信号测🛺♸🍍量同轴电缆🔧的等效电容与等效电感(8分)
当正弦信号的频率ƒ₀很低、波长远大于待测同轴电缆的长度时,待测同轴电缆🖛📘可近似用图2所示电路等效,其中C₁、L₁分别是🟙🝡🌪低频条件下整条待测同轴电缆的等效电容和等效电感,且满足以下关系:
1/2πƒ₀C₁>>2πƒ₀L₁
B.用脉冲方波信号测量同轴电缆的特🗍🚘征阻抗、波速、单位长度的等效电容和等效电感(3🁣2分)
(1)当信号频率较高、波长接近或远小于同轴电缆的长度时,流过中心导体的电流和内外导体间的电压沿电缆呈现波动性变化。如果将同轴电缆分成🀢⚊🏫若干小段,使得每一小段的长度A♗x......
(2)🖶🗈🙦特征阻抗是同轴电缆的一个基本参数。如果将两根特征阻抗分别为z。和Z₃的同轴电缆连接在一起,如图4(a)所示,则在连接两者的界面上会发生透射和反射。设输入信号通过特征阻抗为Z。的同轴电缆到达界面处的👯电压为V......
.......
一道题目,两组实验,三个内容。
徐川花费⛐🙧了几分钟的时间将题目完整的浏览了一遍🈔♮。👶
相比较笔试来说,实验题其实并没有太多的🗸新意🐤🁸,无非就是电流、光学、声波、磁场这些高中物理的内容🔾🆎🎝。
和顶尖物理相比,🜙高中物理能🔦🂹留给学生做的实验并不是很多。
哪怕能参加竞赛的🜙学生学😽识都远超普通高中生,但终究是还没有进入大学,没有走入社会,那些中高端的仪器,以及有危险性的实验,比如高压电流之类的实验是🂏🍲不大可能对他们开放的。
这一🆛次的国决,考的是等效电路、等效🗍🚘电感🗸和脉冲信号。
放到物理实验中🁗,算是比较普通的,题目难🗸度方面并不算很高,但是实验步骤相当繁琐,需要参加考试的学生相当细心。