实验原理
1.探究模块的实验原理
计算机通过SweepGen软件，可以生成特定频率的正弦电信号，该信号经功率放大器输入到电路中。SweepGen产生的电信号频率可以动态调节。
图4 SweepGen软件操作界面
探究不同自感系数大小、电容大小对电感器、电容器阻碍作用的影响，仅需保持输入信号不变，通过拨动单刀双掷开关切换接入的元件。观察灯泡亮度的变化，以及示波器（与灯泡并联）的波形变化，很容易得出结论，即自感系数越大的电感器，其阻碍电流的作用越明显，而电容器则相反，容量越大，其阻碍的作用越弱。
探究电感器、电容器的频率特性，仅需在计算机改变输入信号的频率，打开功率放大器的监听功能，可以使其发出对应频率的声音，学生在听到音调变化时很容易感知交变电流的频率变化。现在接入特定的电容器，可以看到，频率增大时，灯泡变亮，示波器波形变高，电容器的阻碍作用变弱，频率减小时相反。电感器则呈现相反的频率特性，频率增大时，灯泡变暗，示波器波形变矮，表明电感器的阻碍作用随电流频率的增大而增强。
2.分频器演示模块的实验原理
由之前的实验可得出结论，电感器对高频电流阻碍明显，电容器则对低频电流阻碍明显。在单次采样时间内，音乐的电信号包含一系列不同频率的正弦信号，这些信号经过电感器时，高频部分受到的阻碍作用更大，而经过电容器时低频部分受到的阻碍作用更大。因此电感器和电容器可以起到滤波作用，电感器可以滤去高频信号，电容器可以滤去低频信号。电感器与扬声器串联，输入音乐电信号时，扬声器可以发出浑厚的声音，并且振动明显，而接入电容器时，扬声器可以发成清脆的声音，且无明显振动。
1.探究实验的操作过程
①探究自感系数大小对电感器阻碍作用的影响
连接计算机、功率放大器和探究模块，设置SweepGen的信号频率为1623 Hz，将开关闭合，使自感系数大的电感器接入电路，灯泡发光，同时示波器呈现出一定的波形，再拨动开关KL，使自感系数小的电感接入，灯泡变得更亮，示波器的波形变得更高。说明自感系数越小，电感器对交变电流的阻碍作用越弱。
图5 自感系数大的电感器的阻碍作用
图6 自感系数小的电感器的阻碍作用
②探究电容大小对电容器阻碍作用的影响
保持输入信号不变，拨动单刀双掷开关，接入大的电容，灯泡发光，示波器呈现一定的波形，将大电容更换为小电容，发现灯泡变暗，同时示波器里的波形变矮。说明电容越小，电容器对交变电流的阻碍作用越强。
图7 电容大的电容器的阻碍作用
图8 电容小的电容器的阻碍作用
③探究电容器的频率特性
将任意电容器接入电路并保持不变，控制功率放大器的增幅不变，在SweepGen中调节频率，可以观察到频率增大时，灯泡变亮，同时示波器的波形也变得越来越高。说明交变电流的频率越大，电容器对交变电流的阻碍作用越弱。
图9 电容器在低频下的阻碍作用
图10 电容器在高频下的阻碍作用
④探究电感器的频率特性
将任意电感器接入电路并保持不变，控制功率放大器的增幅不变，在SweepGen中调节频率，可以观察到频率增大时，灯泡变暗，同时示波器的波形也变得越来越矮。说明交变电流的频率越大，电感器对交变电流的阻碍作用越强。
图11 电感器在低频下的阻碍作用
图12 电感器在高频下的阻碍作用
2.演示简易分频器
图13 简易分频器操作示意
将装置翻转至背面（分频器演示模块），将计算机与功率放大器相连，再连接功率放大器和装置输入端，在计算机上播放音乐（要求音乐尽可能包含高音和低音），拨动单刀双掷开关。观察接入电感和接入电容时声音的区别。为便于观察，还可以再扬声器上撒上细纸屑（细纸屑的跳动幅度可以反映扬声器振动的剧烈程度）。