第22章 竞赛的危险
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c、l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:
1/2πc>>2πl
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(32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ax
(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z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。
毕竟步骤多,意味着能扣分的地方也相当多。
哪怕是徐川,也兢兢业业以标准流程来做实验。
“砰~”
忽的,一道像什么东西掉地上的响声在考场中出现,惊得正在做实验的众人纷纷抬头,中断了操作。