大学物理实验第一册习题与思考题

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大学物理实验预习及思考题答案

大学物理实验预习及思考题答案

大学物理实验预习及思考题答案实验一霍尔效应及其应用【预习思考题】1.列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式,并注明单位。

霍尔系数,载流子浓度,电导率,迁移率。

2.如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向,如何判断样品的导电类型?以根据右手螺旋定则,从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向,若测得的霍尔电压为正,则样品为P型,反之则为N型。

3.本实验为什么要用3个换向开关?为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响,需要在测量时改变工作电流及磁感应强度B的方向,因此就需要2个换向开关;除了测量霍尔电压,还要测量A、C间的电位差,这是两个不同的测量位置,又需要1个换向开关。

总之,一共需要3个换向开关。

【分析讨论题】1.若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,按式(5.2-5)测出的霍尔系数比实际值大还是小?要准确测定值应怎样进行?若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,则测出的霍尔系数比实际值偏小。

要想准确测定,就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交,或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。

2.若已知霍尔器件的性能参数,采用霍尔效应法测量一个未知磁场时,测量误差有哪些来源?误差来源有:测量工作电流的电流表的测量误差,测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差,测量霍尔电压的电压表的测量误差,磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。

实验二声速的测量【预习思考题】1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态?为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定?答:缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮,使交流毫伏表指针指示达到最大(或晶体管电压表的示值达到最大),此时系统处于共振状态,显示共振发生的信号指示灯亮,信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。

在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置,当发射换能器S1处于共振状态时,发射的超声波能量最大。

若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处,媒质压缩形变最大,则产生的声压最大,接收换能器S2接收到的声压为最大,转变成电信号,晶体管电压表会显示出最大值。

大学物理实验思考题答案。。。完整版。。。.(1)..doc

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为CH1.与CH2输入的是两个完全不相关的信号,它们的位相差难以保持恒定,所以得不到 长时间的稳定波形。(3)假定在示波器的Y轴输入一个正弦信号,所用的水平扫描频
率为120Hz,在荧光屏上出现三个稳定完整的正弦波形,那么输入信号的频率是什么?这是 否是测量信号频率的好方法?为何?答:输入信号信频率.是360Hz。这种方法不是测量信 号频率的好方法,因为用此方法测量的频率精确度低。(4)不波器的扫描频率远大于
实验四电热法测量热功当量
1.该实验所必须的实验条件与采用的实验基木方法各是什么?系统误差的来源可能有哪
答:实验条件是系统与外界没有较大的热交换,并且系统(即水)应尽可能处于准静态变 化过程。实验方法是电热法。系统误差的最主要来源是系统的热量散失,而终温修正往往不 能完全弥补热量散失对测量的影响。其他来源可能有①水的温度不均匀,用局部温度代替整 体温度。②水的温度与环境温度差异较大,从而给终温的修正带来误差。③温度,质量及电 功率等物理量的测量误差。
3.三线摆在摆动中受空气阻尼,振幅越来越小,它的周期是否会变化?对测量结果影响大 吗?为什么?
答:周期减小,对测量结果影响不大,因为本实验测量的时间比较短。
实验2金属丝弹性模量的测量
1.光杠杆有什么优点,怎样提高光杠杆测量的灵敏度?
答:优点是:E以测量微小长度变化量。提高放大倍数即适当地增大标尺距离D或适当 地减小光杠杆前后脚的垂直距离b,可以提高灵敏度,因为光杠杆的放大倍数为2D/b°
大学物理实验思考题答案(实验1 ) 2008-10-17 12:30 |(分类:默认分类)
1.电桥山哪儿部分组成?电桥的平衡条件是什么?
答:由电源、开关、检流计桥臂电阻组成。
平衡条件是Rx=(Ri/R2)R3

大学物理实验思考题(附答案)

大学物理实验思考题(附答案)

“大学物理实验”思考题1. 什么是测量误差,从形成原因上分哪几类?A 类和B 类不确定度指什么?试举例(比如导线直径的测量)计算分析说明。

测量结果和实际值并不完全一致,既存在误差。

误差分为系统误差,随机误差,粗大误差。

A类不确定度:在同一条件下多次重复测量时,由一系列观察结果用统计分析评定的不确定度。

B类不确定度:用其他方法(非统计分析)评定的不确定度。

2. 就固体密度的测量实验来分析间接测量结果与不确定度。

3. 螺旋测微器、游标卡尺、读数显微镜都是测量长度的工具,试具体各举一个例子详细说明这些仪器是如何读数的?另外,在螺旋测微器实验中,为什么要关注零点的问题?如何来进行零点修正呢?螺旋测微器:螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm,可动刻度有50个等分刻度,可动刻度旋转一周,测微螺杆可前进或后退0.5mm,因此旋转每个小分度,相当于测微螺杆前进或推后0.5/50=0.01mm.游标卡尺:以游标零刻线位置为准,在主尺上读取整毫米数.看游标上哪条刻线与主尺上的某一刻线(不用管是第几条刻线)对齐,由游标上读出毫米以下的小数.总的读数为毫米整数加上毫米小数.读数显微镜与螺旋测微器类似4. 图线法、逐差法、最小二乘法都是处理数据的常用方法,它们各有什么好处?如何进行?试各举一个例子加以详细说明。

图线法简便,形象,直观。

逐差法提高了实验数据的利用率,减小了随机误差的影响,另外也可减小中仪器误差分量。

最小二乘法理论上比较严格,在函数形式确定后,结果是唯一的,不会因人而异。

5. 测量微小的形变量,常用到光杠杆,请叙述光杠杆的测量原理,并导出基本测量公式。

6. 迅速调出光杠杆是一个技术性很强的实验步骤,请具体说明操作的基本步骤。

(1)调整望远镜水平,光杠杆平面镜竖直(2)调整望远镜与光杠杆平面镜高度相同(3)沿望远镜外侧边沿上方使凹口、瞄准星、平面镜在同一直线上,左、右移动望远镜在镜子里找到竖直尺的像;若找不到,可微调镜子的角度,直到找到为止。

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《大学物理实验》第一册习题与思考题Exercises and thinking questions in the first volume of College Physics ExperimentChapter 1 experimental measurement uncertainty and data processing exercises1.points out which of the following are systematic errors, and which ones are accidental errors:A A. scale is not uniformB.experimenter biasC.scales are scaled by changes in temperatureD.minimum division after one meterC・ vernier calipers are not zeroFriction of pointer of F・ electric meterG・ parallax2.the fo11owing values are expressed as standard numbers of valid numbers(1)the speed of light is 二299792458100 meters per second(2)regongdangliang =4183000040000 ERG / card(3)specific heat 0.0017300.0005 card / gram degree;(4)the charge of electron is =4. 803010-10. Accurate to 0. 1%(5)9876.52 accurate to 0. 2%3.・ Please indicate the correct valid figures of the following values in parentheses:(1) 3.467 + 0.2 ()(2)746 + 2 ()(3)0. 002654 + 0. 0008 ()(4)6523. 587 + 0.3 ()4.the following kinds of arithmetic operations are correct, but they do not take into account the problem of valid numbers・Assume that the last of the following values is estimated (suspicious)・ Please give valid numbers in parentheses to indicate the correct answer・(1)(1. 732) (1. 74)二3.01368 ();(2)(10. 22) (0. 0832) (0.41) =0. 34862464 ();⑶() (4) 628. 7/7. 8=80. 6026 ()(5)(17. 34-17. 13) (14. 28) =2. 9988 ();5.expressions for calculating lower form results and their uncertainty・N二A+2B+C-5DSetting: A=38.2060. 001cm B=13. 24870. 0001cmC二161.250. 01cm D=l. 32420. 0001cm6.the diameter of a cylinder is (2. 140.02) cm, and its cross sectional area is calculated・7., two component (10.200.04) cm and (3.010.03) cm, how to express the uncertainty when it is added? How do you express the uncertainty when multiplying?The 8. sides of a cube block is (10. 3 + 0. 2) cm, quality (8665 + 8) g, try representation for its density of uncertainty? The results are expressed in units of gram / centimeter・9.write the expressions for the uncertainty of the following functions, which are expressed in terms of arithmetic synthesis and geometric synthesis of uncertainty・(in the most appropriate way, choose one from uncertainty or relative uncertainty)(2) of which is constant(4)10.with a range of 125mm vernier caliper to measure a ball diameter 10 times, known as 0. 02iT)m instrument minimum scale value, the maximum permissible error of the instrument in the instrument 二0.02mm, the measurement data are as follows:frequencyOneTwoThreeFourFiveSixSevenEightNineTenThree point three twoThree point three fourThree point three sixThree point three zeroThree point three fourThree point three eightThree point three zeroThree point three twoThree point three fourThreeThirty-sixFor a series of measurements the average value and standard deviation, by a series of measurement A, class B and synthesis standard uncertainty・11.the experimental data of Young's modulus measured by elongation method, change the weight, measure the elongationof steel wire, and the data are as follows: frequencyOneTwo Three Four Five Six Seven Eight Zero One Two Three FourFive SixSevenZeroOne point one oneTwo point two oneThree point two fiveFour point two fiveFive point two zeroSix point one fiveSeven point three oneThe slope is calculated by using the successive difference method, the mapping method and the computer linear fitting method, and the uncertainty is analyzed・12.the measurement of light speed in vacuum in the past years is as follows: the representation of the weight ratio and its uncertainty・Age worker method results (km / s) uncertainty (km / s)1907 Rosa, Dorsey Esu/emu 29978415 1928 Karolus Kerr box 29978615 1947 Essen resonant cavity 29979241949 Aslakson radar 299792.4 2. 41951 Bergstant photoelectric range finder 299793・ 1, 0.261954 Froome microwave interferometer 299792・ 75, 0.31964, Rank, etc., band 299792. & 0.41972Bay equal frequency stabilized He~Ne laser 299792.462 0.018 1973adjustment, 299792.4580, 0.00121974Blaney stabilized frequency C02 laser 299792. 4590 0. 0006 1976 Woods 299792. 4588 0.00021980 Baird stabilized frequency He~Ne laser 299792. 4581 0. 0019 1983 international agreement 299792.458 (accurate value)13.measuring the thickness of a thin plate with four kinds of instruments, the data are as follows, and the representation of the weight ratio and its uncertainty is given・(1) micrometer measured dl二(1.4030 + 0.0004)(2)d2二(1.4064 + 0.0003) was measured by microscope(3)The diameter gauge was d3二(1. 4014 + 0.0002) (4) d4二(1.405 + 0.003) was measured by a light bar mirror14.determination of certain angle of a total of two times, the value of alpha 1 + rl=24 + 3. 1 degrees 13 ' 36 〃・andAlpha 2 + r2=24 + 13. 8 degrees 13 '24 “,the power ratio and the uncertain degree of representation.15.,a, B, two people use a goniometer to measure the surface angle of a crystal. The result is as follows・ Try to find the weight ratio and the uncertainty expression of the result of the two person.・Methyl ethyl 24 23 40 24°24 23 45 24°24 23 30 24° •• ° 23’ 50 ••24 23 35 24° / …° 23/ 60 …24 23 36 24° / …° 23/ 20 …第三章基木实骑习题与思考题一、长度和固体密度的测量思考题lo天平的使用规则中,哪些规定是为了保护刀口。

大学物理实验思考题完整版(淮阴工学院)

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实验一:物体密度1、量角器的最小刻度是.为了提高此量角器的精度,在量角器上附加一个角游标,使游标30个分度正好与量角器的29个分度的等弧长。

求:(1、)该角游标的精度;(2、)如图读数答案:因为量角器的最小刻度为30’.游标30分度与量角器29 分度等弧长,所以游标精度为30/30=1,图示角度为149。

45’2、测定不规则的固体密度时,若被测物体浸入水中时表面吸附着水泡,则实验结果所得密度值是偏大还是偏小?为什么?答案:如果是通过观察水的体积的变化来测量不规则物体的体积,那么计算的密度会减小,因为质量可以测出,而吸附气泡又使测量的体积增大(加上了被压缩的气泡的体积)所以密度计算得出的密度减小实验二:示波器的使用1、示波器有哪些组成部分?每部分的组成作用?答案:电子示波器由Y偏转系统、X偏转系统、Z通道、示波管、幅度校正器、扫描时间校正器、电源几部分组成。

Y偏转系统的作用是:检测被观察的信号,并将它无失真或失真很小地传输到示波管的垂直偏转极板上。

X偏转系统的作用是:产生一个与时间呈线性关系的电压,并加到示波管的x偏转板上去,使电子射线沿水平方向线性地偏移,形成时间基线。

Z通道的作用是:在时基发生器输出的正程时间内产生加亮信号加到示波管控制栅极上,使得示波管在扫描正程加亮光迹,在扫描回程使光迹消隐。

示波管的作用是:将电信号转换成光信号,显示被测信号的波形。

幅度校正器的作用是:用于校正Y通道灵敏度。

扫描时间校正器的作用是:用于校正x轴时间标度,或用来检验扫描因数是否正确。

电源的作用是:为示波器的各单元电路提供合适的工作电压和电流。

2、为什么在实验中很难得到稳住的李萨如图形,而往往只能得到重复变化的某一组李萨如图形?答案:因为在实验中很难保证X、Y轴的两个频率严格地整数倍关系,故李莎茹图形总是在不停旋转,当频率接近整数倍关系时,旋转速度较慢;实验三:电位差计测量电动势1、测量前为什么要定标?V0的物理意义是什么?定标后在测量Ex时,电阻箱为什么不能在调节?答案:定标是因为是单位电阻的电压为恒定值,V0的物理意义是使实验有一个标准的低值,电阻箱不能动是因为如果动了电阻箱就会改变电压,从而影响整个实验;为了保持工作电流不变.设标准电压为En,标准电阻为Rn,则工作电流为I=En/Rn,保持工作电流不变,当测量外接电源时,调节精密电阻Ra,使得电流计示数为零,有E=I*Ra,若测试过程中调节了电位器Rc,则导致I产生变化,使测得的E不准(错误)2、保护电阻是为了保护什么仪器?如何使用?答案:保护电阻主要是保护与它串联的那些元件.先将保护电阻调节的到最大,在保证电流不超过仪器的最大工作范围这个前提下,逐步降低到最小.3、电位差计实验中标准电源器什么作用?使用时应注意什么问题?答案:标准电源起到参考基准的作用,一般用标准电池,保护电阻不使得标准电池过放电.使用时保护电阻是串联的,观察指零仪时间要尽量短暂,避免长时间放电以免电压变化.另外,电位差计也需要电源,如果有保护的话,那是防止过流损坏.4、电位差机实验中如果电流计总是偏向一边而不能补偿,请分析一下故障有几种可能?如何检查和排除故障?答案:电流调节盘RP断线,中心引出线脱开,短路;电键严重氧化,接触电阻变大;量程开关接触不好(多数是波段开关的静片变形或变位造成未接触上);标准电池坏,电势低;工作电池容量不足,电压偏低;正负极接反了。

大学物理实验思考题答题上课讲义

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实验一 物体密度的测定【预习题】1.简述游标卡尺、螺旋测微器的测量原理及使用时的注意事项。

答:(1)游标卡尺的测量原理及使用时的注意事项:游标卡尺是一种利用游标提高精度的长度测量仪器,它由主尺和游标组成。

设主尺上的刻度间距为y ,游标上的刻度间距为x ,x 比y 略小一点。

一般游标上的n 个刻度间距等于主尺上(n -1)个刻度间距,即y n nx )1(-=。

由此可知,游标上的刻度间距与主尺上刻度间距相差n 1,这就是游标的精度。

教材P33图1-2所示的游标卡尺精度为mm 501,即主尺上49mm 与游标上50格同长,如教材图1-3所示。

这样,游标上50格比主尺上50格(50mm )少一格(1mm ),即游标上每格长度比主尺每格少1÷50 = 0.02(mm), 所以该游标卡尺的精度为0.02mm 。

使用游标卡尺时应注意:①一手拿待测物体,一手持主尺,将物体轻轻卡住,才可读数。

②注意保护量爪不被磨损,决不允许被量物体在量爪中挪动。

③游标卡尺的外量爪用来测量厚度或外径,内量爪用来测量内径,深度尺用来测量槽或筒的深度,紧固螺丝用来固定读数。

(2)螺旋测微器的测量原理及使用时的注意事项:螺旋测微器又称千分尺,它是把测微螺杆的角位移转变为直线位移来测量微小长度的长度测量仪器。

螺旋测微器主要由固定套筒、测量轴、活动套筒(即微分筒)组成。

如教材P24图1-4所示,固定套管D 上套有一个活动套筒C(微分筒),两者由高精度螺纹紧密咬合,活动套筒与测量轴A 相联,转动活动套筒可带动测量轴伸出与缩进,活动套筒转动一周(ο360),测量轴伸出或缩进1个螺距。

因此,可根据活动套筒转动的角度求得测量轴移动的距离。

对于螺距是0.5mm 螺旋测微器,活动套筒C 的周界被等分为50格,故活动套筒转动1 格,测量轴相应地移动0.5/50=0.01mm,再加上估读,其测量精度可达到0.001 mm 。

使用螺旋测微器时应注意:①测量轴向砧台靠近快夹住待测物时,必须使用棘轮而不能直接转动活动套筒,听到“咯、咯”即表示已经夹住待测物体,棘轮在空转,这时应停止转动棘轮,进行读数,不要将被测物拉出,以免磨损砧台和测量轴。

大学物理实验思考题答案(完整版)

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大学物理实验报告答案大全(实验数据及思考题答案全包括)伏安法测电阻实验目的(1) 利用伏安法测电阻。

(2) 验证欧姆定律。

(3) 学会间接测量量不确定度de计算;进一步掌握有效数字de概念。

实验方法原理根据欧姆定律,IR = U ,如测得U 和I 则可计算出R。

值得注意de是,本实验待测电阻有两个,一个阻值相对较大,一个较小,因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式,以减小测量误差。

实验装置待测电阻两个,O~5mA电流表1 个,O-5V 电压表1 个,O~5OmA电流表1 个,O~1OV 电压表一个,滑线变阻器1 个,DF173OSB3A稳压源1 台。

实验步骤本实验为简单设计性实验,实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。

必要时,可提示学生参照第2 章中de第2.4 一节de有关内容。

分压电路是必须要使用de,并作具体提示。

(1) 根据相应de电路图对电阻进行测量,记录U 值和I 值。

对每一个电阻测量3 次。

(2) 计算各次测量结果。

如多次测量值相差不大,可取其平均值作为测量结果。

(3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大,应分析原因并重新测量。

数据分析处理测量次数1 2 3U1 /V 5.4 6.9 8.5I1 /mA 2.OO 2.6O 3.2OR1 / Ω 27OO 2654 2656测量次数1 2 3U2 /V 2.O8 2.22 2.5OI2 /mA 38.O 42.O 47.OR2 / Ω 54.7 52.9 53.2(1) 由. % max ΔU =U ×1 5 ,得到U O.15V , 1 Δ = U O O75V Δ 2 = . ;(2) 由. % max ΔI = I ×1 5 ,得到I O.O75mA, 1 Δ = I O 75mA Δ 2 = . ;(3) 再由2 23 3( ) ( )IIVu R U RΔ Δ= + ,求得9 1O Ω 1Ω 211 = × = R R u , u ;(4) 结果表示= (2.92 ± O.O9)×1O Ω, = (44 ±1)Ω 231 R R光栅衍射实验目的(1) 了解分光计de原理和构造。

大学物理实验思考题完整版(淮阴工学院)

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实验一:物体密度1、量角器的最小刻度是0.5.为了提高此量角器的精度,在量角器上附加一个角游标,使游标30个分度正好与量角器的29个分度的等弧长。

求:(1、)该角游标的精度;(2、)如图读数答案:因为量角器的最小刻度为30’.游标30分度与量角器29 分度等弧长,所以游标精度为30/30=1,图示角度为149。

45’2、测定不规则的固体密度时,若被测物体浸入水中时表面吸附着水泡,则实验结果所得密度值是偏大还是偏小?为什么?答案:如果是通过观察水的体积的变化来测量不规则物体的体积,那么计算的密度会减小,因为质量可以测出,而吸附气泡又使测量的体积增大(加上了被压缩的气泡的体积)所以密度计算得出的密度减小实验二:示波器的使用1、示波器有哪些组成部分?每部分的组成作用?答案:电子示波器由Y偏转系统、X偏转系统、Z通道、示波管、幅度校正器、扫描时间校正器、电源几部分组成。

Y偏转系统的作用是:检测被观察的信号,并将它无失真或失真很小地传输到示波管的垂直偏转极板上。

X偏转系统的作用是:产生一个与时间呈线性关系的电压,并加到示波管的x偏转板上去,使电子射线沿水平方向线性地偏移,形成时间基线。

Z通道的作用是:在时基发生器输出的正程时间内产生加亮信号加到示波管控制栅极上,使得示波管在扫描正程加亮光迹,在扫描回程使光迹消隐。

示波管的作用是:将电信号转换成光信号,显示被测信号的波形。

幅度校正器的作用是:用于校正Y通道灵敏度。

扫描时间校正器的作用是:用于校正x轴时间标度,或用来检验扫描因数是否正确。

电源的作用是:为示波器的各单元电路提供合适的工作电压和电流。

2、为什么在实验中很难得到稳住的李萨如图形,而往往只能得到重复变化的某一组李萨如图形?答案:因为在实验中很难保证X、Y轴的两个频率严格地整数倍关系,故李莎茹图形总是在不停旋转,当频率接近整数倍关系时,旋转速度较慢;实验三:电位差计测量电动势1、测量前为什么要定标?V0的物理意义是什么?定标后在测量Ex时,电阻箱为什么不能在调节?答案:定标是因为是单位电阻的电压为恒定值,V0的物理意义是使实验有一个标准的低值,电阻箱不能动是因为如果动了电阻箱就会改变电压,从而影响整个实验;为了保持工作电流不变.设标准电压为En,标准电阻为Rn,则工作电流为I=En/Rn,保持工作电流不变,当测量外接电源时,调节精密电阻Ra,使得电流计示数为零,有E=I*Ra,若测试过程中调节了电位器Rc,则导致I产生变化,使测得的E不准(错误)2、保护电阻是为了保护什么仪器?如何使用?答案:保护电阻主要是保护与它串联的那些元件.先将保护电阻调节的到最大,在保证电流不超过仪器的最大工作范围这个前提下,逐步降低到最小.3、电位差计实验中标准电源器什么作用?使用时应注意什么问题?答案:标准电源起到参考基准的作用,一般用标准电池,保护电阻不使得标准电池过放电.使用时保护电阻是串联的,观察指零仪时间要尽量短暂,避免长时间放电以免电压变化.另外,电位差计也需要电源,如果有保护的话,那是防止过流损坏.4、电位差机实验中如果电流计总是偏向一边而不能补偿,请分析一下故障有几种可能?如何检查和排除故障?答案:电流调节盘RP断线,中心引出线脱开,短路;电键严重氧化,接触电阻变大;量程开关接触不好(多数是波段开关的静片变形或变位造成未接触上);标准电池坏,电势低;工作电池容量不足,电压偏低;正负极接反了。

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《大学物理实验》第一册习题与思考题第一章 实验测量不确定度与数据处理习题1. 指出下列各项各项哪些属于系统误差,哪些属于偶然误差: a.米尺刻度不均匀 b.实验者的偏见c.刻度因温度改变而伸缩d.最小分度后一位的雇计 c.游标卡尺零点不为零 f.电表指针的磨擦 g.视差2. 下列数值改用有效数字的标准式来表示 (1) 光速=299792458±100米/秒 (2) 热功当量=41830000±40000尔格/卡 (3) 比热=C 0.001730±0.0005卡/克度(4) 电子的电荷=4.8030⨯10-10静库。

准确到0.1% (5) 9876.52准确到0.2%3.请把下列各数值正确的有效数字表示于括号内: (1) 3.467±0.2 ( ) (2) 746.000±2 ( ) (3) 0.002654±0.0008 ( ) (4) 6523.587±0.3 ( )4.下列各式的算术运算都是正确的,就是没有考虑到有效数字的问题。

假设下列各数值的最后一位都是估计(可疑)的,请在括号内以有效数字表示其正确答案。

(1)(1.732)(1.74)=3.01368 ( ) (2)(10.22)(0.0832)(0.41)=0.34862464 ( ) (3)4.20419.30034.6038.60421.8=+-=y ( )(4) 628.7/7.8=80.6026 ( ) (5) (17.34-17.13)(14.28)=2.9988 ( )5.计算下式结果及其不确定度的表示式。

N=A+2B+C-5D设:A=38.206±0.001cm B=13.2487±0.0001cm C=161.25±0.01cm D=1.3242±0.0001cm6.一圆柱体的直径为(2.14±0.02)厘米,求其横截面积。

7.两分量(10.20±0.04) 厘米 和(3.01±0.03) 厘米 ,相加时其不确定度该如何表示?相乘时其不确定度又该如何表示?8.一个正方体铁块的边长为(10.3±0.2)厘米,质量为(8665±8)克,试求其密度的不确定度表示式?并用“克/厘米”为单位表示结果。

9.写出下列函数的不确定度表示式,分别用不确定度的算术合成和几何合成法表示。

(用最合适的方法从不确定度或相对不确定度中选择一种) (1) z y x N 2-+=(2) 2)(22B A k Q += ;其中k 为常数(3) AL A f 4)(22-=(4) atV V t +=1010.用量程为125mm 的游标卡尺测量一钢珠直径10次,已知仪器最小分度值为0.02mm, 仪器的最大允差△仪=0.02mm,测量数据如下:11.用伸长法测量杨氏模量的实验数据,改变砝码质量m 测钢丝伸长量0x x N i -=, m 和试用逐差法、作图法和计算机直线拟合法求出斜率,并分析其不确定度。

12.历年来真空中光速的测量结果如下,求其权之比及其不确定度的表示式。

年代 工作者 方法 结果(千米/秒) 不确定度(千米/秒) 1907 Rosa,Dorsey Esu/emu 299784 15 1928 Karolus 克尔盒 299786 15 1947 Essen 谐振腔 299792 4 1949 Aslakson 雷达 299792.4 2.4 1951 Bergstant 光电测距仪 299793.1 0.26 1954 Froome 微波干涉仪 299792.75 0.3 1964 Rank 等 带光谱 299792.8 0.4 1972 Bay 等 稳频He-Ne 激光器 299792.462 0.018 1973 平差 299792.4580 0.0012 1974 Blaney 稳频CO 2激光器 299792.4590 0.00061976 Woods 299792.4588 0.0002 1980 Baird 稳频He-Ne 激光器 299792.4581 0.0019 1983 国际协议 299792.458 (精确值)13. 用四种仪器测量一薄板的厚度所得数据如下,求其权之比及其不确定度的表示式。

(1) 螺旋测微计测得 d 1=(1.4030±0.0004)cm (2)测量显微镜测得 d 2=(1.4064±0.0003)cm(3) 球径计测得 d 3=(1.4014±0.0002) cm (4) 光杠镜测得 d 4=(1.405±0.003) cm14. 测定某角度α共两次,得其值为α1±r 1=24°13′36.0¨±3.1¨及α2±r 2=24°13′24.0¨±13.8¨ ,求其权之比及其不确定度的表示式。

15.甲乙两人用某一测角器来量度某一晶体的面角,测得结果如下,试求二人所得结果中的权的比及其不确定度的表示式。

甲 乙24°23′40¨ 24°23′30¨ 24°23′45¨ 24°23′40¨ 24°23′30¨ 24°23′50¨ 24°23′35¨ 24°23′60¨ 24°23′36¨ 24°23′20¨第三章 基本实验习题与思考题一、长度和固体密度的测量思考题1. 天平的使用规则中,哪些规定是为了保护刀口。

2. 用米尺、20分尺游标卡尺和螺旋测微计分别单次测量同一金属板的厚度,若测量值都是4mm ,那么这三个测量值分别应如何记录才是正确?3. 螺旋测微装置,其测微螺杆的螺距为0.5mm ,微分筒周界刻有100等分格,试问该装置的分度值为多少?二、伸长法测定杨氏弹性模量思考题1.本实验中,为什么测量不同的长度要用不同的仪器进行?它们的最大允差各是多少? 2.根据实验不确定度几何合成方法,写出杨氏模量E 的相对不确定度的表达式,并指出哪一个测量影响最大。

3.本实验所用的逐差法处理数据,体现了逐差法的哪些优点?若采用相邻两项相减,然后求其平均值,有何缺点? 4.若将b D 2作为光杠杆的“放大倍率”,试根据你所得的数值计算bD 2的值,你能想出几种改变“放大倍率”的方法来吗?5.光杠杆法有何特点?你能应用光杠杆法设计一个测定引力常量G 的物理实验吗?三 、弦线上波的传播思考题1. 安装设备时,若图3—3—1中A 、B 及P 三点不在同一直线上,对实验结果有何影响?它使弦线受到的实际张力较mg 大或小?2. 测定波长时应当测一个驻波的长度或几个驻波的长度?为什么?3. 试分析固定张力法测音叉频率的不确定度来源?四、气垫弹簧振子的简谐振动思考题1. 在测量周期时,挡光片的宽度对测量结果有无影响?为什么?其影响大小如何? 2. 弹簧的实际质量必须远小于滑块质量,为什么?五、声速的测定思考题1.本实验处理数据时,用逐差法求波长、试说明有什么优点,其物理意义是什么? 2.如果信号发生器的频率未调整到谐振状态,对测量结果会不会影响?为什么? 3.是否可以用此方法测定超声波在其他媒质(如液体和固体)中的传播速度? 六、电热当量的测定思考题1. 试用不确定度传递公式计算本实验的相对确定度JU J,指出哪一个量对测量结果的影响最大。

2. 切断电源后,水温还会上升少许,然后才开始下降,记录12t T 、及用作图法求f T 时,应如何处理方为正确?3. 为什么要限制加热的温升速率?过大或过小的温升速率对实验结果有什么影响?4.根据牛顿冷却定律,你能否提出与本实验讲义不同的修正方法? 七、测量冰的溶解热思考题1. 为什么冰和水的质量要有一定的比例?如果冰投入太多,会产生什么后果?溶化后的水温有什么限制?2. 为什么实验的温度降落过程要从高于室温变到低于室温?如果整个实验过程中温度变化都低于室温,则后果如何? 八、电阻元件伏安特性的测定思考题 1.使用各种电表应注意哪些主要问题?2.根据电表的准确度级别,如何确定测量结果的有效数字的位数? 3,测量元件的伏安特性曲线有何意义?4.用伏安法测电阻实验中,如何减小、消除电表的接入误差? 5.非线性元件的电阻能否用万用表来测定?为什么?6.由实验所得的特性曲线,说明静态电阻和动态电阻特性的区别? 九、电表的扩程与校准思考题1.若将本实验改装的10mA 电流表误作直流电压表去测100V 电压,这时通过表头的电 流为多少?会发生什么后果(不允许试验)?2.何谓电压灵敏度?电压灵敏度的高低对测量有何影响?本实验设计的电压表其灵敏度 为多少?3.一个满标电流为g I ,内阻为g R 的表头,现欲改为右图所示的等效电流量程为'g I ,等效内阻为'g R ,求1R 及2R 各为多少? 4.绘制校正曲线有何实际意义?十、惠斯登电桥思考题1.以下哪些因素会使电桥的测量误差加大? 电源电压大幅度下降;电源电压稍有波动; 检流计灵敏度不够高;检流计零点没有调准;在测量低电阻时,导线电阻不可忽略。

2.在电桥实验操作中,应注意哪些问题?总结使电桥较快达到平衡的方法。

十一、用双电桥测低电阻思考题1.双电桥电路中式21R R R R BA是否一定要满足?为什么? 2.测量金属棒电阻率时,其有效长度L 应该是哪两个点间的距离?3.如果发现电桥的灵敏度不够高,原则上可采取哪些措施?这些措施受什么限制?十二、应用霍尔效应测量磁场思考题1、若把霍尔片的法线方向与磁场 B 的方向不一致,将如何影响霍尔电压测量结果?2、如何测量霍尔元件的灵敏度?3、如何利用霍尔元件测量电磁铁芯的相对磁导率μ?4、若磁感应强度 B 和霍尔元件 lb 平面不完全正交,按式(3-12-4 )算出的磁感应强度B 比实际值大还是小? 如果霍尔元件在空间可自由转动,怎样判断B 与元件的方向是一致的?要准确测定磁场,实验应怎样进行?5、用霍尔元件也可以测量交变磁场,在图(3-12-3 )将I M 电流源换成低压交流电源,那么,为了测量磁极间隙中的交变磁场,图中的装置和线路应作那些改变? 十三、示波器的使用思考题1. 示波器正常,但开机后荧光屏上看不到亮点.问这是由于哪个旋钮调节不当造成?2. 用示波器观察波形,在荧光屏上出现下面两种情况,该调哪些有关旋钮才能观察到波形; (1) 当屏上呈现一条垂直的亮线时; (2) 当屏上呈现一条水平亮线时;3.示波器观察到正弦波图形不断往右“跑”,问锯齿波扫描频率偏高还是偏低? 3. 观察李沙育图形,能否调示波器上的扫描和整步旋钮使图形变化缓慢?十四、RLC 串联谐振特性的研究思考题1.对本实验电路,当电源频率处于低频段(相对于0f )时,哪个元件上的电压值与电源电压接近?频率处于高频段时又如何?2.在谐振频率处,频率处的输出电压是最大还是最小?为什么?3.在实际测量中,谐振时电阻器0R 两端电压Rm U 小于电源两端电压U 的原因是什么? 4. 如何应用“谐振法”测量电容或电感?十五、分光计调节及三棱镜折射率的测量思考题1、 调节望远镜时,若找不到平面镜反射回来的绿色亮十字,估计有哪些原因。

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