题目
用相位比较法测量声速实验时,信号发生器输出的信号与接收换能器S2输出的信号相比,它们()A. 频率相同,振幅不同,相位不同B. 频率相同,振幅相同,相位不同C. 频率相同,振幅相同,相位相同D. 频率不同,振幅不同,相位不同
用相位比较法测量声速实验时,信号发生器输出的信号与接收换能器S2输出的信号相比,它们()
A. 频率相同,振幅不同,相位不同
B. 频率相同,振幅相同,相位不同
C. 频率相同,振幅相同,相位相同
D. 频率不同,振幅不同,相位不同
题目解答
答案
B. 频率相同,振幅相同,相位不同
解析
本题考查用相位比较法测量声速实验中信号发生器输出信号与接收换能器S2输出信号的特性,解题思路是分别分析这两个信号的频率、振幅和相位关系。
频率关系
在相位比较法测量声速实验中,信号发生器输出的信号是驱动发射换能器S1振动的信号,发射换能器将电信号转换为超声波信号发射出去。接收换能器S2接收到这个超声波信号后,再将其转换为电信号输出。由于超声波在传播过程中频率不会发生改变,所以信号发生器输出的信号与接收换能器S2输出的信号频率是相同的。
振幅关系
信号发生器输出的信号经过发射换能器转换为超声波信号发射出去,在传播过程中,超声波会有能量损耗,比如在介质中传播时会有部分能量被吸收等。当接收换能器S2接收到这个超声波信号并转换为电信号输出时,其振幅会比信号发生器输出的信号振幅小。但在理想的实验条件下,我们可以近似认为它们的振幅是相同的。
相位关系
信号从发射换能器S1发射出去,经过一段距离传播到接收换能器S2,在传播过程中会产生相位差。设超声波的波长为$\lambda$,传播距离为$x$,则相位差$\Delta\varphi=\frac{2\pi}{\lambda}x$。因为$x\neq0$,所以$\Delta\varphi\neq0$,即信号发生器输出的信号与接收换能器S2输出的信号相位不同。