大学物理实验课思考题参考答案 联系客服

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答:根据h??eUa?A,测出不同频率?的入射光所对应的截止电压Ua,由此可做Ua-?图线,由截距-A/e可求得逸出功A。

3、如果某种材料的逸出功为2.0eV,用它做阴极时能探测的波长红限时多少? 答:?0?A/h=2.0eV/4.13566743×10?15 eV·s=4.836×1014HZ

十、声速测量

1、因为换能器只有在共振状态下,它发出的信号才最强,也才有可能被接收器所接受,否则接收器是无法接受到信号,也无法进行测量。

调节方法是将两个换能器平面平行放置好,两者之间相距1CM左右,连接好线路,调节信号发生器的频率,实验中所用换能器频率大概在33K~38KHZ 之间,所以可以从33KHZ的频率开始上调频率,观察示波器上的信号幅度大小,当幅度越来越大,并且达到最大值时,该频率即为谐振频率。

2、当空气温度变化时,声音的频率不变,但波长有变化。

三、 在实验过程中,应尽量保持换能器S1 的 S2的表面互相平行,两者平行时,测量的

误差最小。如果两者不平行,两者间的驻波随着距离的增大会减小,引起测量误差。

十一、用电位差计校准毫安表

1、如何确定负载电阻的阻值范围,为什么?

答:用滑线变阻器组成的分压电路中,负载电阻为滑线变阻器阻值2倍以上时,均匀调节滑片可以使得输出电压均匀线性变化。本实验要求电流表电流可调,滑动变阻器阻值为RP=550?,RS=100?,所以RL?2*RP- RS=1000?

2、分析试验中引起校准误差的主要原因有哪些?你采用何种措施使误差减小? 答:系统误差:电表的不确定性(包括标准电池,电位差计,电阻箱等),导线电阻引起的电流减小的误差等。

随机误差:电源的波动,估读数据数据的读数误差,做修正曲线时描点等误差。

措施:1电位差计在测量的过程中,其工作条件会发生改变,为保证电流保持规定的数值,每次测量都必须经过校准和测量两个基本步骤,两个基本步骤的间隔时间不能过长,而且每次要达到补偿都要细致的调节。2 电流表读数时要使目光正视指针,不能斜视。 3、能否用UJ360电位差计校准0-3V的电压表,提出你的设计线路并拟定实验方案。 (共3分) EK答:实验电路图如图:

电压表和电位差计都是测量电位的仪器,只要两者并联去测量同一个电压即可进行校准。只是一般的电位计的量程较R小,不能与量程较大的电压表同时去测一较大的电压,为此我们可以将一分压箱与电压表并联,只要用电位差计测得分压箱

V上一定比例的电压,再乘上所使用的分压箱的倍率,即可得到

R1R2电压表两端的实际电压,同样,调节滑线变阻器,读出电压表

量程范围内均匀分布的8~10个电压值,即可作出电压表的校准曲线。

电位差计

校准电压表电路

次数 V的示数V 上行U1 下行U2 真值U 偏差ΔU 1 0.3 2 0.6 3 0.9 4 1.2 5 1.5 6 1.8 7 2.1 8 2.4 9 2.7 10 3.0

表中数据电压单位均为V.

U1为上行测量时电位差计的读数,U2为下行测量时电位差计的读数

真值U为电压表两端的实际电位差测量值的平均,U?1?2?U1?2?U2??U1?U2 2十二、落球法测量液体的黏度

1、 测量蓖麻油的黏度时,测量起点是否可以选择液面,为什么? 不可以,小球刚进入液面时没有达到受力平衡,不是匀速运动。 2、 如何保证在小球运动过程中不产生漩涡?

使落球导管的末端浸入蓖麻油,让小球沿着落球导管慢慢进入液体。

十三、电子束偏转与电子比荷测量

1、 请从理论和实验方法上比较各实验的误差,讨论其产生的原因,并提出改进意见 零电场法测量中,电子速度与轴向的夹角很小,近似认为电子在均匀磁场中运动时具有相同的轴向速度,当运动一个周期后,所有的电子聚焦于一点,实际上此焦点有一定的宽度,导致测量观察时有误差。电偏转法测量中螺旋线的起点不明确,螺旋线的起点会不会随加速电压的改变而改变也不明确,试验中采用的是一种折中的办法认为螺旋线的起点在偏转板中,引入了误差;其次,在判断亮线的角度的时候也会出现错误。 总体来说,零电场法比电偏转法测量的误差要小。

十四、铁磁材料磁化特性研究

1、 顺磁材料

2、 分子电流说和有序排列

3、 加反向磁场;摔打;高温;交变并且逐渐变小的外磁场

十五、光栅衍射

1. 适用条件:平行光垂直入射。

判断:平行光,分光计调节中光缝成清晰的象

垂直入射,光栅玻璃面反射的亮十字和望远镜的上叉丝重合。

2. 光栅:由于不同波长的光在其衍射角不同产生的衍射光谱。谱线是分级的。

棱镜:不同波长的光在棱镜材料中的折射率不同产生的折射光谱。谱线是分立的。

十六、电桥

1、试证明单臂电桥平衡时,四个桥臂的阻值满足R1R3?R2R4.

答:当电桥平衡时,检流计中电流为零,即UB?UD,所以R1I1?R4I4,R2I1?R3I4,所以,

R1R3?,即R1R3?R2R4。 R2R42、若单臂电桥中有一个桥臂断开(或短路),电桥是否能调到平衡状态?若实验中出现该故障,则调节时会出现什么现象?

答:不能调到平衡,检流计的指针始终朝一个方向偏转。

3、在实际操作电桥测电阻时,总是要先预置仪器上的数值大致等于被测电阻的阻值,为什么要这样做?

答:这样使电阻箱的阻值与待测电阻的阻值较接近,B、D之间的压降不会太大,检流计的偏转不会过于剧烈,从而保护检流计;同时先预置阻值可以使调节过程更加方便快捷。

十七、电位差计

1、 电位差计具有很高的准确度和灵敏度,与电路中的哪些元件关系密切? 答:标准电池、检流计 、11米电阻丝。 2、 如果实验中发现检流计总往一边偏,无法调到平衡,试分析可能有哪些原因? 答:电源电压过大或过小;补偿电路正负极接反;回路中发生断路现象;标准电池损坏;待测电池带电量过小 3、 根据式(4.9.6),推导内阻测量不确定度的计算公式。

?lx?lx答:r?()RS ?lx????lnr?lnRS(lx?lx)?lnlx?lnRS?ln(lx?lx)?lnlx

lx?lnr1?lnr11????? ???????lnlxl?l?lnlxlx?lxlxlx(lx?lx)xxUr?r(lx?lnr2?lnr2122)ULX?()UL??r(ULX)2?(UL?)2 XX?????lnlx?lnlxlx?lxlx(lx?lx)十八、密立根油滴

1、 向油雾室喷油时为什么要使两极板短路?

答:由于两极板间有电容的存在,在通电之后电容充电,使两极板短路是为了电容放电,消除极板间的电场.若在向气室喷雾时,会由于电场的存在影响实验效果 2、 实验时如何保证测量的时间是对应油滴做匀速运动的时间?

答:. 释放油滴后,让它自由下落通过分划板上两格的距离后,再启动计时按钮。

3、密立根油滴实验的设计思想,实验技巧对你的实验素质和能力的提高有何帮助?做完该试验后有何心得体会? 答:密立根油滴实验的巧妙之处在于通过测量实验中得到的宏观物理量,从而推算出难以直接测量的微观物理量。

十九、模拟示波器

1、当Y轴输入端有信号,但屏上只有一条垂直亮线是什么原因?如何调节才能使波形沿X轴展开?

答:运用示波器观波形时,常把被研究信号电压加到Y轴输入端。为了使波形展开,在X轴加上\扫描电压\。这样,荧光屏上的光点除了沿Y轴方向运动外,还沿X轴方向被扫描,电子束在X、Y轴电压的共同作用下偏转运行。调整扫描周期为信号周期的整数倍。则在显示屏上将看到一个周期的、稳定的信号图形。

2、用示波器观察周期为0.2ms的信号电压,若在屏上呈现5个周期的稳定波形,扫描电压的周期应等于多少? 答:0.2ms×5=1ms

3、若示波器观察的波形不断的向右移动,说明扫描频率偏高还是偏低?

答:示波器上的图形不断的向右跑,此时扫描周期小于信号周期,说明扫描频率与被测信号频率相比偏高。要使波形稳定,需调节水平偏转因素,设置档位降低,增大水平扫描锯齿波周期,当水平扫描周期与信号周期相同时信号波形达到稳定状态。另外还可以调节触发电平消除由于环境等因素影响而使输入信号或扫描信号周期发生的微小变化。

4、在用李萨如图形测频率时,如果X与Y轴正弦信号频率相等,但荧光屏上的图形还在不停的转动,为什么? 答:李萨如图形不稳定的主要原因是信号源输出信号频率不稳定,进而使两个通道信号的相位差不断发生变化。

二十、金属杨氏摸量

1. 答:加挂初始砝码的作用是使钢丝绳拉直,以减小误差。 2. 答:这与测量的物理量对测量结果的影响大小而定。

3. 答:标尺经物镜所成的像没有落到叉丝所在平面上就会产生视差。调节目镜与物镜间距

离可消除。

二十一、导热系数

答:实验的主要误差来源: 1、 样盘和铜盘的测量误差

2、 传热筒、样品及铜盘三者不一定接触紧密而带来误差

3、 测量时不是标准的稳态时,而是近似看作稳态,这样带来的误差

二十二、分光计

1. 望远镜:观测用。

平行光管:产生平行光束。 载物台:放置光学元件。 读数圆盘:角度测量。

2. 因为要调节载物台平面和分光计主轴垂直,望远镜轴线和分光计主轴垂直,同时满足。 3. 首先,检查光源望远镜中的自准直用十字是否明亮。其次,粗调是否正确。最后,眼睛

直接通过平面镜将亮十字调节到和望远镜平行。 4. 顶角与偏向角都为单次测量,用仪器误差估算。 顶角计算公式:A?1800?偏向角计算公式:??1''(?1??1??2??2) 21(?10??1??20??2) 2顶角不确定度:?U??1',?UA?(?A22?A2212' )U???()U?()?4?1??''2??1??2偏向角不确定度:同理 折射率计算公式:

sinn?U??1'

A??2 Asin2600???sinsin(300?)0折射率不确定度:顶角A?60,?n?22 ?0060sin30sin2sin300cos?sincos300??22??cos?3sin 022sin30??

?n1?3???n??Un???U?2?U??sin?cos

??2222????2二十二、集成霍尔传感器特性与简谐振动

1、集成霍尔开关有哪些主要特性参数?怎样测量这些特性参数?

主要特性参数:工作点和释放点的输入磁感应强度BOP,Brp以及磁滞BH和输出电压

UOP,Urp;首先测量霍尔开关的工作点dop和释放点drp,利用95A型霍尔远见测量对应

点的输出电压UOP和Urp,利用表达式B?U?2.500计算工作点和释放点的输入磁感应强度

KBOP,Brp以及磁滞BH。

2、集成霍尔开关测量周期或转速有何优点?你是否可以举些例子说明集成霍尔开关的应

用?

操作简单,测量误差小,数据可靠性高,可操作性强。

应用比较广泛,如可用作霍尔无触点开关、限位开关、方向开关、压力开关、转速表等;非接触测距、无触点电位器、无刷马达、磁场测量的高斯计、磁力探伤等。 3、试设计一实验方案确定弹簧的等效质量

弹簧劲度为系数k,在弹簧下分别放置砝码m1和m2 ,分别用集成霍尔开关测量弹簧在竖直方向上的振动周期T1与T2,用表达式T?2?m??m0计算弹簧的等效质量?m0:

kT1?2?m1??m0和 m2??m0

T2?2?kkT22m1?T12m2??m0?T12?T22