2011(秋)大学物理实验复习思考题
《大学物理实验B 》复习思考题第一章 误差、不确定度和数据处理的基本知识1、 误差的概念,误差的分类。
2、 测量不确定度的概念是什么?如何对测量不确定度进行评定?怎样对测量结果进行报道?)1()()(12--===∑=n n x x n S S x u ni i xx Ax u B 仪仪∆==σ)(2222)3()()()()(仪∆+=+=x B A C S x u x u x u (p=68.3%)3、测量结果有效数字位数是如何确定的?(1)不确定度的位数一般只取一位(而且只入不舍),若首位是1时可取两位。
相对不确定度为百分之几,一般也只取一、两位。
(2)不确定度决定了测量结果有效数字的位数,即测量结果的有效数字最后一位应与不确定度所在位对齐;若不确定度取两位,则测量结果有效数字的末位和不确定度末位取齐。
(3)有效数字尾数舍入规则:尾数“小于五则舍,大于五则入,等于五凑偶”,这种舍入法则使尾数舍与入的概率相同。
(4)同一个测量值,其精度不应随单位变换而改变。
4、作图法是如何处理数据的?(1)作图规则①作图一定要用坐标纸;②画坐标纸大小和确定坐标轴分度;③画出坐标轴;④数据点; ⑤连线; ⑥标注图名.(2)图解法求直线的斜率和截距求直线斜率和截距的具体做法是,在描出的直线两端各取一坐标点A (x 1,y 1)和B (x 2,y 2),则可从下面的式子求出直线的斜率a 和截距b 。
1212x x y y a --=, 122112x x y x y x b --=A 、B 两坐标点相隔要远一些,一般取在直线两端附近(不要取原来的测量数据点),且自变量最好取为整数。
5、逐差法是如何处理数据的?实验2 示波器的原理与应用1.从CH1通道输入1V 、1KHz 正弦波,如何操作显示该信号波形?2.当波形水平游动时,如何调节使波形稳定?3.如何测量波形的幅度与周期?4.调节什么旋纽使李萨如图稳定?5.当示波器出现下面不良波形时,请选择合适的操作方法,使波形正常。
(1)波形超出屏幕: 1 ;(2)波形太小: 2 ;(3)波形太密: 4 ;(4)亮点,不显示波形: 5 。
可选答案:①调大“偏转因数(VOLTS/DIV )”;②调小“偏转因数”;③调大“扫描速率(TIME/DIV )”; ④调小“扫描速率”;⑤水平显示置“A ”(常规)方式; ⑥水平显示置“X-Y ”方式。
6.观察李萨如图时,要改变图形的垂直大小,应调节 CH2 通道的“偏转因数(VOLTS/DIV )”;要改变图形的水平大小,应调节 CH1 通道的“偏转因数(VOLTS/DIV )”;要改变图形的垂直位置,应调节 CH2 通道的“垂直位移(POSITION )”。
(可选答案:CH1,CH2)。
7.用示波器测得的CH1(X )信号的波形如下面左图所示,CH1(X )信号与CH2(Y )信号合成的李莎茹图如下面右图所示,示波器屏幕上已显示了必要的参数,图中每1大格为1cm 。
请回答下列回题: (1)CH1(X )信号的U PP 为 6.1 V ; (2)CH1(X )信号的周期为 5.0 ms ;(3)CH2(Y )信号的频率为 100 Hz 。
8.示波器如图3中,改正垂直方向幅度太小、水平方向幅度太大的现象,应如何调节?A. 调大“偏转因数”、调大“扫描速率”B. 调小“偏转因数”、调小“扫描速率”C. 调小“偏转因数”、调大“扫描速率”D. 调大“偏转因数”、调小“扫描速率” 9. 一台好的示波器处于扫描状态,但荧光屏上没有扫描线,不必调节的旋钮是(B )。
A 、亮度旋钮B 、聚焦旋钮C 、水平位移D 、上下位移实验12 霍尔效应1.什么是霍尔效应? P452.测量霍尔电压时伴随产生四种副效应,本实验用什么方法消除副效应的影响?P973.用霍尔效应如何测量磁场?用霍尔效应实验装置测量磁场应注意些什么?4.如图4所示,霍尔元件通入工作电流I S ,磁场的方向垂直指出纸面, A 、B 两边累I :1V/cm 2:5V/cm图3积正、负电荷,U AB >0,根据 运动的载流子 受到 洛仑兹力 的作用,可判断该霍尔元件是 N 型半导体。
5.如图5所示,若霍尔片的多数载流子为空穴,它的工作电流I S 方向从左向右,霍尔电压U AB >0,则磁场的方向为 (选:指出纸面或指入纸内)。
6.试分析:、为何不宜用金属制作霍尔元件?P967.若磁场的法线不是恰好与霍尔元件的法线一致,对测量结果会有何影响?如何判断磁场B 的方向与霍尔片的法线方向一致?8.图6中霍尔元件的多种载流子是哪种?空穴实验7 分光计的调整与使用 1. 本实验所用分光计测量角度的精度是多少?仪器为什么设两个游标?如何测量望远镜转过的角度?P71,P72.2.假设平面镜反射面已经和转轴平行,而望远镜光轴和仪器转轴成一定角度β,则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的?此时应如何调节?试画出光路图。
(两像高度相同,均位于叉丝上方或下方)3.假设望远镜光轴已垂直于仪器转轴,而平面镜反射面和仪器转轴成一角度β,则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的?此时应如何调节?试画出光路图。
(两像一上一下)4.对分光计的调节要求是什么?如何判断调节达到要求?怎样才能调节好?P645.是否对有任意顶角A 的棱镜都可以用最小偏向角测量的方法来测量它的材料的折射率?为什么?6.在测角时某个游标读数第一次为343︒56',第二次为33︒28',游标经过圆盘零点和不经过圆盘零点时所转过的角度分别是多少?P697.在实验中如何确定最小偏向角的位置?P698. 测量三棱镜折射率实验中,从对准平行光管的位置开始转动望远镜,看到的折射谱线颜色排列顺序是什么?(黄绿紫)实验8迈克尔逊干涉仪的调整与使用图4 图5B y B x zI I 图6A1.迈克尔逊干涉形成条纹的条件、条纹的特点、条纹出现的位置和测量波长的公式。
比较等倾干涉条纹和牛顿环(等厚干涉)异同。
2. 怎样准确读出可动反射镜M1的位置?3. 迈克尔逊干涉仪中的补偿板、分光板各起什么作用?用钠光或激光做光源时,没有补偿板P2能否产生干涉条纹?用白光做光源呢?4.在迈克尔逊干涉仪的一臂中,垂直插入折射率为1.45的透明薄膜,此时视场中观察到15个条纹移动,若所用照明光波长为500nm,求该薄膜的厚度。
实验16 用分光计研究光栅光谱1.光栅光谱和棱镜光谱有哪些不同之处?在上述两种光谱中,哪种颜色的光偏转最大? (光栅光谱和棱镜光谱采用不同的分光器件——衍射光栅和三棱镜得到。
前者依据光栅方程(k=0,士1,士2,...);后者根据不同波长的光在玻璃中的折射率不同产生色散。
在光栅光谱中,对于同一衍射级次k,波长越大衍射角也越大,即红光偏转最大;在棱镜光谱中,由于波长越大折射率越小,偏向角也越小,故紫光偏转最大。
)2.如果在望远镜中观察到的谱线是倾斜的,应如何调整?3.如何测量光栅的衍射角?根据测量数据怎样计算谱线的衍射角和光栅常数?4.用白光照射光栅时,形成什么样的光谱?5.如果平行光并非垂直入射光栅片,而是斜入射,衍射图样会有何变化?6. 如何测量和判断平行光是否垂直入射光栅面?7.实验中当狭缝太宽或太窄时将会出现什么现象?为什么?8.当用波长为589.3nm的钠黄光垂直照射到每毫米具有500条刻痕的平面透射光栅上时,最多能观察到第几级谱线?实验17 等厚干涉实验1. 牛顿环形成的条件、条纹的特点、条纹出现的位置和测量波长的公式。
比较等倾干涉条纹和牛顿环(等厚干涉)异同。
比较牛顿环和劈尖的干涉条纹的异同点.2. 何谓等厚干涉?如何应用光的等厚干涉测量平凸透镜的曲率半径?(掌握求曲率半径的数据处理方法)3. 用牛顿环测量平凸透镜曲率半径时,对实验结果有影响的是()A.牛顿环中心是亮斑而不是暗斑B.测量直径时,叉丝交点没有通过环心C.测量直径时,测微鼓轮中途倒转D.测量直径时,测微鼓轮只向一个方向旋转4. 用读数显微镜测量出来的牛顿环直径是真实大小的牛顿环直径吗?如何调节使视场变清晰?5.从牛顿环装置的下方透射上来的光,能否形成干涉条纹?如果能的话,它和反射光形成的干涉条纹有何不同?6.假如在测量过程中,叉丝中心未与牛顿环中心重合,测得的是弦而不是直径,则对R 的结果有无影响?为什么?7. 为什么采用测量干涉圆环直径来求得牛顿环装置的曲率半径()λn m D D R n m --=422,而不直接测量干涉环的半径,由λkR r k =2条件得到曲率半径R.,请说明具体的原因。
8.如果待测透镜是平凹透镜,观察到的干涉条纹将是怎样的?9.观察牛顿环时将会发现,牛顿环中心不是一点,而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑,为什么?对透镜曲率半径R 的测量有无影响? 为什么?10. 牛顿环的干涉条纹各环间的间距是否相等? 为什么?实验T 太阳能电池特性的测量1. 掌握太阳能电池的基本原理。
2. 无光源的条件下,太阳能电池施加正向偏压时的伏安特性?怎样求常数β和0I 的值?3. 恒定光照下,太阳能电池在不加偏压时伏安特性?如何求短路电流SC I ;开路电压OC U ;最大输出功率;填充因子FF ?4.如何对太阳能电池基本特性进行测量?电路图?实验33 大功率白光LED 特性测量1.多少瓦的LED 称为大功率LED ?大功率白光LED 有什么优点?为什么大功率白光LED 称为“绿色光源”?2.目前商用白光LED 的工作原理是什么?3.什么是发光强度?远场光强的测量距离是多少?4.人眼对相同功率不同波长的光所感受的光通量和光强是否相同?5.1W 白光LED 电压为3V 时,其室温工作电流约为多少mA ?6.照明用LED 为什么要用恒流电源驱动?7.什么是发光效率?温度升高时,发光效率变大还是变小?8.在恒流驱动下,温度升高时,LED 消耗的电功率增大还是减小?请以实验数据举例说明。
(完整版)大学物理实验思考题
(完整版)⼤学物理实验思考题测⾮线性电阻的伏安特性[思考题]:⒈从⼆极管伏安特性曲线导通后的部分找出⼀点,根据实验中所⽤的电表,试分析若电流表内接,产⽣的系统误差有多⼤?如何对测量结果进⾏修正?答:如图5.9-1,将开关接于“1”,称电流表内接法。
由于电压表、电流表均有内阻(设为R L 与R A ),不能严格满⾜欧姆定律,电压表所测电压为(R L +R A )两端电压,这种“接⼊误差”或 “⽅法误差”是可以修正的。
测出电压V 和电流I ,则V I=R L +R A ,所以R L =V I-R A =R L ′+R A ①。
接⼊误差是系统误差,只要知道了R A ,就可把接⼊误差计算出来加以修正。
通常是适当选择电表和接法,使接⼊误差减少⾄能忽略的程度。
由①式可看出,当R A <>R A ,应采⽤内接法。
⒉根据实验中所⽤仪器,如果待测电阻为线性电阻,要求待测电阻R 的测量相对误差不⼤于4%,若不计接⼊误差,电压和电流的测量值下限V min 和I min 应取何值?答:根据误差均分原则,电流表、电压表的准确度等级、量程进⾏计算.迈克尔逊⼲涉仪的使⽤[预习思考题]1、根据迈克尔逊⼲涉仪的光路,说明各光学元件的作⽤。
答:在迈克尔逊⼲涉仪光路图中(教材P181图5.13--4),分光板G将光线分成反射与透射两束;补偿板G/使两束光通过玻璃板的光程相等;动镜M1和定镜M2分别反射透射光束和反射光束;凸透镜将激光汇聚扩束。
2、简述调出等倾⼲涉条纹的条件及程序。
答:因为公式λ=2△d△k是根据等倾⼲涉条纹花样推导出来的,要⽤此式测定λ,就必须使M1馆和M2/(M2的虚像)相互平⾏,即M1和M2相互垂直。
另外还要有较强⽽均匀的⼊射光。
调节的主要程序是:①⽤⽔准器调节迈⽒仪⽔平;⽬测调节激光管(本实验室采⽤激光光源)中⼼轴线,凸透镜中⼼及分束镜中⼼三者的连线⼤致垂直于定镜M2。
②开启激光电源,⽤纸⽚挡住M1,调节M2背⾯的三个螺钉,使反射光点中最亮的⼀点返回发射孔;再⽤同样的⽅法,使M 1反射的最亮光点返回发射孔,此时M1和M2/基本互相平⾏。
大学物理实验报告思考题部分答案
实验十三拉伸法测金属丝得扬氏弹性摸量【预习题】1.如何根据几何光学得原理来调节望远镜、光杠杆与标尺之间得位置关系?如何调节望远镜?答:(1)根据光得反射定律分两步调节望远镜、光杠杆与标尺之间得位置关系。
第一步:调节来自标尺得入射光线与经光杠杆镜面得反射光线所构成得平面大致水平。
具体做法如下:①用目测法调节望远镜与光杠杆大致等高。
②用目测法调节望远镜下得高低调节螺钉,使望远镜大致水平;调节光杠杆镜面得仰俯使光杠杆镜面大致铅直;调节标尺得位置,使其大致铅直;调节望远镜上方得瞄准系统使望远镜得光轴垂直光杠杆镜面。
第二步:调节入射角(来自标尺得入射光线与光杠杆镜面法线间得夹角)与反射角(经光杠杆镜面反射进入望远镜得反射光与光杠杆镜面法线间得夹角)大致相等。
具体做法如下:沿望远镜筒方向观察光杠杆镜面,在镜面中若瞧到标尺得像与观察者得眼睛,则入射角与反射角大致相等。
如果瞧不到标尺得像与观察者得眼睛,可微调望远镜标尺组得左右位置,使来自标尺得入射光线经光杠杆镜面反射后,其反射光线能射入望远镜内.(2)望远镜得调节:首先调节目镜瞧清十字叉丝,然后物镜对标尺得像(光杠杆面镜后面2D处)调焦,直至在目镜中瞧到标尺清晰得像。
2。
在砝码盘上加载时为什么采用正反向测量取平均值得办法?答:因为金属丝弹性形变有滞后效应,从而带来系统误差. 【思考题】1。
光杠杆有什么优点?怎样提高光杠杆测量微小长度变化得灵敏度?答:(1)直观、简便、精度高.(2)因为,即,所以要提高光杠杆测量微小长度变化得灵敏度,应尽可能减小光杠杆长度(光杠杆后支点到两个前支点连线得垂直距离),或适当增大D(光杠杆小镜子到标尺得距离为D)。
2。
如果实验中操作无误,得到得数据前一两个偏大,这可能就是什么原因,如何避免?答:可能就是因为金属丝有弯曲。
避免得方法就是先加一两个发码将金属丝得弯曲拉直。
3.如何避免测量过程中标尺读数超出望远镜范围?答:开始实验时,应调节标尺得高低,使标尺得下端大致与望远镜光轴等高,这样未加砝码时从望远镜当中瞧到得标尺读数接近标尺得下端,逐渐加砝码得过程中瞧到标尺读数向上端变化。
大学物理实验课后思考题全解
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解答
2.用逐差法处理数据的优点是什么?
答:逐差法是物理实验中处理数据的一种常用方法,是对等间隔变化的被测物理量的数据,进行逐项或隔项相减,来获得实验结果的数据处理方法。逐差法进行数据处理有很多优点,可以验证函数的表达形式,也可以充分利用所测数据,具有对数据取平均的效果,起到减小随机误差的作用。本实验用隔项逐差法处理数据,减小了测量的随机误差。
实验三衍射光栅
【预习思考题】
1.如何调整分光计到待测状态?
答:(1)调节望远镜适合接收平行光,且其光轴垂直于仪器中心轴;
(2)平行光管能发出平行光,且其光轴垂直于仪器中心轴;
(3)载物台的台面垂直于仪器中心轴。
2.调节光栅平面与入射光垂直时,为什么只调节载物台调平螺钉b、c,而当各级谱线左右两侧不等高时,又只能调节载物台调平螺钉a?
霍尔传感器
【预习思考题】
1.写出调整霍尔式传感器的简明步ห้องสมุดไป่ตู้。
(1)按图6.2-6接线;
(2)差动放大器调零;
(3)接入霍尔式传感器,安装测微头使之与振动台吸合;
(4)上下移动测微头±4mm,每隔0.5mm读取相应的输出电压值。
2.结合梯度磁场分布,解释为什么霍尔片的初始位置应处于环形磁场的中间。
在环形磁场的中间位置磁感应强度B为零。由霍尔式传感器的工作原理可知,当霍尔元件通以稳定电流时,霍尔电压UH的值仅取决于霍尔元件在梯度磁场中的位移x,并在零点附近的一定范围内存在近似线性关系。
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?
大学物理实验复习思考题大部分答案
《大学物理实验B 》复习思考题第一章 误差、不确定度和数据处理的基本知识1、 误差的概念,误差的分类。
物理实验离不开对物理量的测量,测量有直接的,也有间接的。
由于仪器、实验条件、环境等因素的限制,测量不可能无限精确,物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异,这种差异就是测量误差。
误差分为:(一)系统误差包含:仪器误差、仪器零位误差、理论和方法误差、环境误差和人为误差等。
(二)过失误差过失误差,指实验者使用仪器的方法不正确,实验方法不合理,粗心大意,过度疲劳,读错、记错数据等引起的误差。
只要实验者采取严肃认真的态度,就可以消除这种误差。
(三)偶然误差(又叫随机误差)2、 测量不确定度的概念是什么?如何对测量不确定度进行评定?怎样对测量结果进行报道?)1()()(12--===∑=n n x x n S S x u ni i xx AC x u B 仪仪∆==σ)(2222)3()()()()(仪∆+=+=x B A C S x u x u x u (p=68.3%)3、测量结果有效数字位数是如何确定的?(1)不确定度的位数一般只取一位(而且只入不舍),若首位是1时可取两位。
相对不确定度为百分之几,一般也只取一、两位。
(2)不确定度决定了测量结果有效数字的位数,即测量结果的有效数字最后一位应与不确定度所在位对齐;若不确定度取两位,则测量结果有效数字的末位和不确定度末位取齐。
(3)有效数字尾数舍入规则:尾数“小于五则舍,大于五则入,等于五凑偶”,这种舍入法则使尾数舍与入的概率相同。
(4)同一个测量值,其精度不应随单位变换而改变。
4、作图法是如何处理数据的?(1)作图规则①作图一定要用坐标纸;②画坐标纸大小和确定坐标轴分度;③画出坐标轴;④数据点; ⑤连线; ⑥标注图名.(2)图解法求直线的斜率和截距求直线斜率和截距的具体做法是,在描出的直线两端各取一坐标点A (x 1,y 1)和B (x 2,y 2),则可从下面的式子求出直线的斜率a 和截距b 。
大学物理实验思考题答案(吐血整理)(免费下载)
baidu大学物理实验思考题答案1.是否可以测摆动一次的时间作周期值?为什么?答:不可以。
因为一次测量随机误差较大,多次测量可减少随机误差。
2.将一半径小于下圆盘半径的圆盘,放在下圆盘上,并使中心一致,讨论此时三线摆的周期和空载时的周期相比是增大、减小还是不一定?说明理由。
答:当两个圆盘的质量为均匀分布时,与空载时比较,摆动周期将会减小。
因为此时若把两盘看成为一个半径等于原下盘的圆盘时,其转动惯量I0小于质量与此相等的同直径的圆盘,根据公式(3-1-5),摆动周期T0将会减小。
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:可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。
2.何谓视差,怎样判断与消除视差?答:眼睛对着目镜上、下移动,若望远镜十字叉丝的水平线与标尺的刻度有相对位移,这种现象叫视差,细调调焦手轮可消除视差。
3.为什么要用逐差法处理实验数据?答:逐差法是实验数据处理的一种基本方法,实质就是充分利用实验所得的数据,减少随机误差,具有对数据取平均的效果。
因为对有些实验数据,若简单的取各次测量的平均值,中间各测量值将全部消掉,只剩始末两个读数,实际等于单次测量。
为了保持多次测量的优越性,一般对这种自变量等间隔变化的情况,常把数据分成两组,两组逐次求差再算这个差的平均值。
实验三,随即误差的统计规律1.什么是统计直方图?什么是正态分布曲线?两者有何关系与区别?答:对某一物理量在相同条件下做n次重复测量,得到一系列测量值,找出它的最大值和最小值,然后确定一个区间,使其包含全部测量数据,将区间分成若干小区间,统计测量结果出现在各小区间的频数M,以测量数据为横坐标,以频数M为纵坐标,划出各小区间及其对应的频数高度,则可得到一个矩形图,即统计直方图。
大学物理实验(第一册)思考题
霍尔效应及其应用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。
由数显表头读出每一个电压最大值时的位置,即对应的波节位置。
因此在系统处于共振的条件下进行声速测定,可以容易和准确地测定波节的位置,提高测量的准确度。
2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的?答:压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。
压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。
这种材料在受到机械应力,发生机械形变时,会发生极化,同时在极化方向产生电场,这种特性称为压电效应。
反之,如果在压电材料上加交变电场,材料会发生机械形变,这被称为逆压电效应。
声速测量仪中换能器S1作为声波的发射器是利用了压电材料的逆压电效应,压电陶瓷环片在交变电压作用下,发生纵向机械振动,在空气中激发超声波,把电信号转变成了声信号。
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。
大学物理实验复习思考题大部分答案
大学物理实验复习思考题大部分答案1. 电桥由哪几部分组成? 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=(R1/R2)R32.若待测电阻Rx的一个头没接(或断头),电桥是否能调平衡?为什么?答:不能,Rx没接(或断头),电路将变为上图所示,A、C及C、D间总有电流,所以电桥不能调平。
3. 下列因素是否会使电桥误差增大?为什么?(1) 电源电压不太稳定;(2) 检流计没有调好零点;(3) 检流计分度值大;(4) 电源电压太低;(5) 导线电阻不能完全忽略。
答:(1)由于电桥调平以后与电源电压无关,则电源电压不太稳定基本不会使电桥误差增大。
(2)若检流计没有调好零点,当其指针指零时检流计中电流不为零,即电桥没有达到平衡正态,此时的测量读数中将会含有较大误差甚至会出现错误读数;(3)检流计分度值大时会使电桥误差增大,因电桥的灵敏度与分度值成反比;(4)电源电压太低会使电桥误差增大,因电桥的灵敏度与电源电压成正比;(5)对高电阻不会,当被测电阻的阻值很高时导线电阻可以忽略。
4. 为了能更好地测准电阻,在自组电桥时,假如要测一个约1.2kΩ的电阻,应该考虑哪些因素?这些因素如何选取?答:应考虑电源电压,比例臂的电阻值,检流计的分度值。
电源电压取6V,R1,R2取1000Ω,检流计取1.5级µA表。
[实验十] 用电位差计测量电动势1. 按图3-10-4联好电路做实验时,有时不管如何调动a头和b头,检流计G的指针总指零,或总不指零,两种情况的可能原因各有哪些?答:总指零的原因:测量回路断路。
总不指零的原因:①E和Ex极性不对顶;②工作回路断路;③ RAB上的全部电压降小于ES,Ex二者中小的一个。
2.用电位差计可以测定电池的内阻,其电路如图3 10 6所示,假定工作电池E>Ex,测试过程中Rc调好后不再变动,Rx是个准确度很高的电阻箱。
R是一根均匀的电阻丝。
L1、L2分别为Kx断开和接通时电位差计处于补偿状态时电阻丝的长度。
大学物理实验报告思考题部分答案
实验十三拉伸法测金属丝得扬氏弹性摸量【预习题】1.如何根据几何光学得原理来调节望远镜、光杠杆与标尺之间得位置关系?如何调节望远镜?答:(1)根据光得反射定律分两步调节望远镜、光杠杆与标尺之间得位置关系。
第一步:调节来自标尺得入射光线与经光杠杆镜面得反射光线所构成得平面大致水平。
具体做法如下:①用目测法调节望远镜与光杠杆大致等高。
②用目测法调节望远镜下得高低调节螺钉,使望远镜大致水平;调节光杠杆镜面得仰俯使光杠杆镜面大致铅直;调节标尺得位置,使其大致铅直;调节望远镜上方得瞄准系统使望远镜得光轴垂直光杠杆镜面。
第二步:调节入射角(来自标尺得入射光线与光杠杆镜面法线间得夹角)与反射角(经光杠杆镜面反射进入望远镜得反射光与光杠杆镜面法线间得夹角)大致相等。
具体做法如下:沿望远镜筒方向观察光杠杆镜面,在镜面中若瞧到标尺得像与观察者得眼睛,则入射角与反射角大致相等。
如果瞧不到标尺得像与观察者得眼睛,可微调望远镜标尺组得左右位置,使来自标尺得入射光线经光杠杆镜面反射后,其反射光线能射入望远镜内.(2)望远镜得调节:首先调节目镜瞧清十字叉丝,然后物镜对标尺得像(光杠杆面镜后面2D处)调焦,直至在目镜中瞧到标尺清晰得像。
2。
在砝码盘上加载时为什么采用正反向测量取平均值得办法?答:因为金属丝弹性形变有滞后效应,从而带来系统误差. 【思考题】1。
光杠杆有什么优点?怎样提高光杠杆测量微小长度变化得灵敏度?答:(1)直观、简便、精度高.(2)因为,即,所以要提高光杠杆测量微小长度变化得灵敏度,应尽可能减小光杠杆长度(光杠杆后支点到两个前支点连线得垂直距离),或适当增大D(光杠杆小镜子到标尺得距离为D)。
2。
如果实验中操作无误,得到得数据前一两个偏大,这可能就是什么原因,如何避免?答:可能就是因为金属丝有弯曲。
避免得方法就是先加一两个发码将金属丝得弯曲拉直。
3.如何避免测量过程中标尺读数超出望远镜范围?答:开始实验时,应调节标尺得高低,使标尺得下端大致与望远镜光轴等高,这样未加砝码时从望远镜当中瞧到得标尺读数接近标尺得下端,逐渐加砝码得过程中瞧到标尺读数向上端变化。
