大学物理实验教程预习思考题,分析讨论题答案
大物实验预习题与思考题答案周岚版

实验七 单摆设计【思考题】1.用秒表手动测量单摆周期时,从测量技巧上来考虑,应注意哪些方面才能使周期测得更准确些?答:(1)注意定点观察,在摆线通过平衡位置时开、停秒表。
(2)适当增加单摆振动次数,及重复测量。
2.在室内天棚上挂一单摆,摆长很长无法用尺直接测出来,请设计用简单的工具和方法测量其摆长。
答:测出单摆振动的周期T ,查出本地重力加速度g ,即可通过gl T π2=计算出摆长l 。
实验八 用直流电桥测量电阻【预习题】1.怎样消除比例臂两只电阻不准确相等所造成的系统误差?答:可以交换0R 和x R ,进行换臂测量,这样最终'00R R R x ⋅=,就与比例臂没有关系了。
【思考题】1.改变电源极性对测量结果有什么影响?答:在调节检流计平衡时,改变极性对未知电阻的测量没有影响。
测量电桥灵敏度时,改变电源极性会改变指针偏转方向,但对偏转格数没有影响。
总之,改变电源极性对测量结果没有影响。
2.影响单臂电桥测量误差的因素有哪些?答: (1)电桥灵敏度的限制,(2)电阻箱各旋钮读数的准确度等级(3)电阻箱各旋钮的残余电阻(接触电阻)实验九 液体粘滞系数的测定【预习题】1.在一定的液体中,若减小小球直径,它下落的收尾速度怎样变化?减小小球密度呢?答:在一定的液体中,小球下落的收尾速度与小球的质量和小球最大截面积有关。
即 23234r r K r V K s m Kv ππρπρ⋅===收尾 化简后得: ρr K v 32=收尾从上式可见,小球的收尾速度与小球半径和密度的平方根成正比,其中K 为比例系数。
2.试分析实验中造成误差的主要原因是什么?若要减小实验误差,应对实验中哪些量的测量方法进行改进?答:在实验中,小球的半径r 和下落速度收尾v 是对粘滞系数η测量误差影响最大的两个因素。
(1)小球直径的测量:因为该量的绝对量值较小,如测量仪器选用不当或测量方法不当都会造成测量的相对误差较大。
应选用规则的小球,小球直径尽量小些。
大学物理实验思考题解答

大学物理实验思考题解答(总3页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除用分光计测棱镜玻璃的折射率[预习思考题]1.分光计主要由哪几部分组成各部分的作用是什么为什么要设置一对游标2.什么是最小偏向角?利用最小偏向角法测棱镜折射率的公式是什么?3. 望远镜调焦至无穷远是什么含义为什么当在望远镜视场中能看见清晰且无视差的绿十字像时,望远镜已调焦至无穷远答:望远镜调焦至无穷远是指将望远镜的分划板调至其物镜的焦面位置上,使从无穷远处射来的光线、即平行光会聚于分划板上。
根据薄透镜近轴成像与光线反射的原理,当从分划板下方的透明十字中出射的光线经物镜折射与平面镜反射后能清晰且无视差地成像于望远镜的视场中(即成像于分划板上)时,分划板必处于望远镜物镜的焦面位置上,故此时望远镜已调焦至无穷远。
4.为什么当平面镜反射回的绿十字像与调节用叉丝重合时,望远镜主光轴必垂直于平面镜为什么当双面镜两面所反射回的绿十字像均与调节用叉丝重合时,望远镜主光轴就垂直于分光计主轴答:调节用叉丝与透明十字位于分划板中心两侧的对称位置上。
根据薄透镜近轴成像与光线反射的原理,要使平面镜反射回的绿十字像与调节用叉丝重合,则与望远镜出射平行光平行的副光轴和与平面镜反射平行光平行的副光轴必须与望远镜主光轴成相等的角且三轴共面。
要达到此要求,平面镜的镜面就必须垂直于望远镜主光轴。
当双面镜两面所反射回的绿十字像均与调节用叉丝重合时,仪器系统必同时满足以下条件:①双面镜的镜面平行于载物台转轴,即分光计主轴;②望远镜的主光轴垂直于双面镜的镜面。
根据立体几何的知识易知,此时望远镜的主光轴必垂直于分光计主轴。
5.为什么要用“二分法”调节望远镜主光轴与分光计的主轴垂直?答:事实上,调望远镜主光轴与分光计主轴严格垂直的方法不止一种,用“二分法”调节的优点在于快捷。
可以证明,用“二分法”调节可以迅速地使双面镜的镜面平行于分光计主轴(实际操作中一般只需调两三次就可实现),同时在调节中又始终保持望远镜主光轴与双面镜镜面垂直,从而使调节工作迅速方便地完成。
大学物理实验思考题和实验误差答案(部分)

大学物理实验思考题和实验误差答案(部分)【预习思考题】1.用电流场模拟静电场的理论依据是什么?模拟的条件是什么?用电流场模拟静电场的理论依据是:对稳恒场而言,微分方程及边界条件唯一地决定了场的结构或分布,若两种场满足相同的微分方程及边界条件,则它们的结构也必然相同,静电场与模拟区域内的稳恒电流场具有形式相同的微分方程,只要使他们满足形式相同的边界条件,则两者必定有相同的场结构。
模拟的条件是:稳恒电流场中的电极形状应与被模拟的静电场中的带电体几何形状相同;稳恒电流场中的导电介质是不良导体且电导率分布均匀,并满足σ极>>σ介以保证电流场中的电极(良导体)的表面也近似是一个等势面;模拟所用电极系统与被模拟电极系统的边界条件相同。
2.等势线和电场线之间有何关系?等势线和电场线处处相互垂直。
3.在测绘电场时,导电微晶边界处的电流是如何流动的?此处的电场线和等势线与边界有什么关系?它们对被测绘的电场有什么影响?在测绘电场时,导电微晶边界处的电流为0。
此处的电场线垂直于边界,而等势线平行于边界。
这导致被测绘的电场在近边界处受边界形状影响产生变形,不能表现出电场在无限空间中的分布特性。
【分析讨论题】1.如果电源电压增大一倍,等势线和电场线的形状是否发生变化?电场强度和电势分布是否发生变化?为什么?如果电源电压增大一倍,等势线和电场线的形状没有发生变化,但电场强度增强,电势的分布更为密集。
因为边界条件和导电介质都没有变化,所以电场的空间分布形状就不会变化,等势线和电场线的形状也就不会发生变化,但两电极间的电势差增大,等势线的分布就更为密集,相应的电场强度就会增加。
2.在测绘长直同轴圆柱面的电场时,什么因素会使等势线偏离圆形?测绘长直同轴圆柱面的电场时测到的等势线偏离圆形,可能的原因有:电极形状偏离圆形,导电介质分布不均匀,测量时的偶然误差等等。
3.从对长直同轴圆柱面的等势线的定量分析看,测得的等势线半径和理论值相比是偏大还是偏小?有哪些可能的原因导致这样的结果?⑴偏大,可能原因有电极直径测量偏大,外环电极表面有氧化层产生附加电阻,电压标示器件显示偏大等;⑵偏小,可能原因有电极直径测量偏小,中心电极表面有氧化层产生附加电阻,电压标示器件显示偏小等。
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。
中南大学大学物理实验预习答案

中南大学大学物理实验预习答案实验一迈克耳孙干涉仪的调整与使用【预习思考题】1.迈克尔孙干涉仪是利用什么方法产生两束相干光的?答:迈克尔孙干涉仪是利用分振幅法产生两束相干光的。
2.迈克尔孙干涉仪的等倾和等厚干涉分别在什么条件下产生的?条纹形状如何?随M1、M2’的间距d如何变化?答:(1)等倾干涉条纹的产生通常需要面光源,且M1、M2’应严格平行;等厚干涉条纹的形成则需要M1、M2’不再平行,而是有微小夹角,且二者之间所加的空气膜较薄。
(2)等倾干涉为圆条纹,等厚干涉为直条纹。
(3)d越大,条纹越细越密;d越小,条纹就越粗越疏。
3.什么样条件下,白光也会产生等厚干涉条纹?当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时,M1、M2’两镜子的位置成什么关系?答:白光由于是复色光,相干长度较小,所以只有M1、M2’距离非常接近时,才会有彩色的干涉条纹,且出现在两镜交线附近。
当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时,说明M1、M2’已相交。
【分析讨论题】1.用迈克尔孙干涉仪观察到的等倾干涉条纹与牛顿环的干涉条纹有何不同?答:二者虽然都是圆条纹,但牛顿环属于等厚干涉的结果,并且等倾干涉条纹中心级次高,而牛顿环则是边缘的干涉级次高,所以当增大(或减小)空气层厚度时,等倾干涉条纹会向外涌出(或向中心缩进),而牛顿环则会向中心缩进(或向外涌出)。
2.想想如何在迈克尔孙干涉仪上利用白光的等厚干涉条纹测定透明物体的折射率?答:首先将仪器调整到M1、M2’相交,即视场中央能看到白光的零级干涉条纹,然后根据刚才镜子的移动方向选择将透明物体放在哪条光路中(主要是为了避免空程差),继续向原方向移动M1镜,直到再次看到白光的零级条纹出现在刚才所在的位置时,记下M1移动的距离所对应的圆环变化数N,根据,即可求出n。
实验二用动态法测定金属棒的杨氏模量【预习思考题】1.试样固有频率和共振频率有何不同,有何关系固有频率只由系统本身的性质决定。
大学物理实验教程预习思考题,分析讨论题答案

大学物理实验教程预习思考题,分析讨论题答案大学物理实验教程预习思考题,分析讨论题答案大学物理实验第一季1.用电流场演示静电场的理论依据就是什么?演示的条件就是什么?用电流场模拟静电场的理论依据是:对稳恒场而言,微分方程及边界条件唯一地决定了场的结构或分布,若两种场满足相同的微分方程及边界条件,则它们的结构也必然相同,静电场与模拟区域内的稳恒电流场具有形式相同的微分方程,只要使他们满足形式相同的边界条件,则两者必定有相同的场结构。
模拟的条件是:稳恒电流场中的电极形状应与被模拟的静电场中的带电体几何形状相同;稳恒电流场中的导电介质是不良导体且电导率分布均匀,并满足σ极>>σ介以保证电流场中的电极(良导体)的表面也近似是一个等势面;模拟所用电极系统与被模拟电极系统的边界条件相同。
2.等势线和电场线之间有何关系?等势线和电场线处处相互垂直。
3.在测绘电场时,导电微晶边界处的电流就是如何流动的?此处的电场线和等势线与边界存有什么关系?它们对被测绘的电场存有什么影响?在测绘电场时,导电微晶边界处的电流为0。
此处的电场线垂直于边界,而等势线平行于边界。
这导致被测绘的电场在近边界处受边界形状影响产生变形,不能表现出电场在无限空间中的分布特性。
【分析讨论题】1.如果电源电压减小一倍,等势线和电场线的形状与否发生变化?电场强度和电势原产与否发生变化?为什么?如果电源电压增大一倍,等势线和电场线的形状没有发生变化,但电场强度增强,电势的分布更为密集。
因为边界条件和导电介质都没有变化,所以电场的空间分布形状就不会变化,等势线和电场线的形状也就不会发生变化,但两电极间的电势差增大,等势线的分布就更为密集,相应的电场强度就会增加。
2.在测绘长直同轴圆柱面的电场时,什么因素会使等势线偏离圆形?测绘长直同轴圆柱面的电场时测出的等势线偏移圆形,可能将的原因存有:电极形状偏移圆形,导电介质原产不光滑,测量时的偶然误差等等。
大学物理实验思考题解答

衍射光栅的研究[预习思考题]:1.分光计要调整到什么状态?2.写出光栅方程,并说明各量的物理意义?3.光栅方程成立的条件是什么?在实验中如何使这一条件得到满足? 答:dsin θ=k λ成立的条件是:平行光垂直入射。
在实验中,要调节好分光计的平行光管使其发出平行光。
为使入射的单色平行光垂直入射到光栅平面上,必须使光栅平面反射回的十字像的竖线与分划板调整叉丝竖线及零级衍射线(白线)重合。
4.什么是光栅常数?表征光栅特征的参数除了d 外,还有哪几个?如何进行测量?答:表征光栅特征的参数除了光栅常数d 外,还有光栅的角色散率ψ=d ϕd λ=k dcos ϕk 和光栅的分辨率本领 R =λ∆λ=kN (实际值小于理论估计值KN )。
在垂直入射条件下,只要测出光栅常数d 、光谱级数k 和与之相应的ϕk ,就可以求出光栅的角色散率ψ。
若测出光栅常数d 、光谱级数k 和暴露在入射光束中的光栅宽度L ,就可以求出光栅的分辨本领R =kN =k L d5.如果平行光与光栅平面成θ角,如何测光栅常数d ?答:如果单色平行光以光栅平面成θ角入射,则单色平行光与光栅法线夹角为α=90-θ,则光栅方程为:d(sin ϕ±sin α)=k λ (k=0、±1、±2…)式中“+”号表示ϕ与α在光栅法线同侧,“-”号表示在异侧。
设ϕ1、ϕ2分别是光栅法线两侧的衍射角,对第一级光谱线k=1,有sin ϕ2+sin α=λ/d, sin ϕ1-sin α=λ/d.将上两式相加,得sin ϕ1+sin ϕ2=2λ/dd=2λ/( sin ϕ1+sin ϕ2)显然,对于k =1,只要把已知的λ和测出的ϕ1和ϕ2代入上式,就可求出光栅常数d 。
6.光栅光谱的排列有何规律?7.光栅在载物台上要调整到什么状态?[实验后思考题]:1.比较棱镜和光栅分光的主要区别。
2.分析光栅面和入射平行光不严格垂直时对实验有何影响。
大学物理实验教程思考题答案

大学物理实验教程思考题答案【篇一:大学物理实验教材课后思考题答案】txt>一、转动惯量:1.由于采用了气垫装置,这使得气垫摆摆轮在摆动过程中受到的空气粘滞阻尼力矩降低至最小程度,可以忽略不计。
但如果考虑这种阻尼的存在,试问它对气垫摆的摆动(如频率等)有无影响?在摆轮摆动中,阻尼力矩是否保持不变?答:如果考虑空气粘滞阻尼力矩的存在,气垫摆摆动时频率减小,振幅会变小。
(或者说对频率有影响,对振幅有影响)在摆轮摆动中,阻尼力矩会越变越小。
2.为什么圆环的内、外径只需单次测量?实验中对转动惯量的测量精度影响最大的是哪些因素?答:圆环的内、外径相对圆柱的直径大很多,使用相同的测量工具测量时,相对误差较小,故只需单次测量即可。
(对测量结果影响大小)实验中对转动惯量测量影响最大的因素是周期的测量。
(或者阻尼力矩的影响、摆轮是否正常、平稳的摆动、物体摆放位置是否合适、摆轮摆动的角度是否合适等) 3.试总结用气垫摆测量物体转动惯量的方法有什么基本特点?答:原理清晰、结论简单、设计巧妙、测量方便、最大限度的减小了阻尼力矩。
三、混沌思考题1.有程序(各种语言皆可)、k值的取值范围、图 +5分有程序没有k值范围和图 +2分只有k值范围 +1分有图和k值范围+2分2.(1).混沌具有内在的随机性:从确定性非线性系统的演化过程看,它们在混沌区的行为都表现出随机不确定性。
然而这种不确定性不是来源于外部环境的随机因素对系统运动的影响,而是系统自发产生的(2).混沌具有分形的性质(3).混沌具有标度不变性(4).混沌现象还具有对初始条件的敏感依赖性:对具有内在随机性的混沌系统而言,从两个非常接近的初值出发的两个轨线在经过长时间演化之后,可能变得相距“足够”远,表现出对初值的极端敏感,即所谓“失之毫厘,谬之千里”。
答对2条以上+1分,否则不给分,只举例的不给分。
四、半导体pn结(1)用集成运算放大器组成电流一电压变换器测量10?6~10?11a电流,有哪些优点? 答:具有输入阻抗低、电流灵敏度高、温漂小、线性好、设计制作简单、结构牢靠等优点。
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大学物理实验教程预习思考题,分析讨论题答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN大学物理实验教程预习思考题,分析讨论题答案大学物理实验第一季1.用电流场模拟静电场的理论依据是什么模拟的条件是什么用电流场模拟静电场的理论依据是:对稳恒场而言,微分方程及边界条件唯一地决定了场的结构或分布,若两种场满足相同的微分方程及边界条件,则它们的结构也必然相同,静电场与模拟区域内的稳恒电流场具有形式相同的微分方程,只要使他们满足形式相同的边界条件,则两者必定有相同的场结构。
模拟的条件是:稳恒电流场中的电极形状应与被模拟的静电场中的带电体几何形状相同;稳恒电流场中的导电介质是不良导体且电导率分布均匀,并满足σ极>>σ介以保证电流场中的电极(良导体)的表面也近似是一个等势面;模拟所用电极系统与被模拟电极系统的边界条件相同。
2.等势线和电场线之间有何关系?等势线和电场线处处相互垂直。
3.在测绘电场时,导电微晶边界处的电流是如何流动的此处的电场线和等势线与边界有什么关系它们对被测绘的电场有什么影响在测绘电场时,导电微晶边界处的电流为0。
此处的电场线垂直于边界,而等势线平行于边界。
这导致被测绘的电场在近边界处受边界形状影响产生变形,不能表现出电场在无限空间中的分布特性。
【分析讨论题】1.如果电源电压增大一倍,等势线和电场线的形状是否发生变化电场强度和电势分布是否发生变化为什么如果电源电压增大一倍,等势线和电场线的形状没有发生变化,但电场强度增强,电势的分布更为密集。
因为边界条件和导电介质都没有变化,所以电场的空间分布形状就不会变化,等势线和电场线的形状也就不会发生变化,但两电极间的电势差增大,等势线的分布就更为密集,相应的电场强度就会增加。
2.在测绘长直同轴圆柱面的电场时,什么因素会使等势线偏离圆形?测绘长直同轴圆柱面的电场时测到的等势线偏离圆形,可能的原因有:电极形状偏离圆形,导电介质分布不均匀,测量时的偶然误差等等。
3.从对长直同轴圆柱面的等势线的定量分析看,测得的等势线半径和理论值相比是偏大还是偏小有哪些可能的原因导致这样的结果⑴偏大,可能原因有电极直径测量偏大,外环电极表面有氧化层产生附加电阻,电压标示器件显示偏大等;⑵偏小,可能原因有电极直径测量偏小,中心电极表面有氧化层产生附加电阻,电压标示器件显示偏小等。
3.分光计【预习思考题】1. 分光计由哪几部分组成,各部分的作用是什么?答:分光计由平行光管、望远镜、载物台和读数装置四部分组成。
(1)平行光管用来提供平行入射光。
(2) 望远镜用来观察和确定光束的行进方向。
(3) 载物台用来放置光学元件。
(4) 读数装置用来测量望远镜转动的角度。
2. 调节望远镜光轴垂直于仪器中心轴的标志是什么?答:通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像都与分划板上“ ”形叉丝的上十字重合。
3. “+”字像、狭缝像不清晰分别如何调整?答:(1)“+”字像不清晰说明分划板没有位于物镜的焦平面上,应松开目镜紧锁螺钉,前后伸缩叉丝分划板套筒,使“+”字像清晰并做到当眼睛左右移动时,“+”字像与叉丝分划板无相对移动,然后锁紧目镜紧锁螺钉。
(2)狭缝像不清晰说明狭缝没有位于平行光管准直透镜的焦平面上,应松开狭缝紧锁螺钉,前后伸缩狭缝套筒,当在已调焦无穷远的望远镜目镜中清晰地看到边缘锐利的狭缝像时,然后锁紧狭缝紧锁螺钉。
【分析讨论题】1. 当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于“ ”形叉丝的上十字上下对称位置时,说明望远镜和载物台哪部分没调好?当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于叉丝分划板同一水平位置时,说明望远镜和载物台哪部分没调好应怎样调节答:(1)当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于“ ”形叉丝的上十字上下对称位置时,说明载物台没调好,望远镜已水平。
应调载物台下调平螺钉b或c,使双面镜正反两面反射回来的“+”字像都与分划板上“ ”形叉丝的上十字重合。
(2)当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于叉丝分划板同一水平位置时,说明望远镜不水平,双面镜镜面法线已水平。
应调节望远镜倾角螺钉,使双面镜正反两面反射回来的“+”字像都与分划板上“ ”形叉丝的上十字重合。
2. 如何用反射法(一束平行光由三棱镜的顶角入射,在两光学面上分成两束平行光)测三棱镜的顶角?解:如图所示,由平行光管射出的平行光束照射在三棱镜顶角上,分别射向三棱镜的两个光学面AB和AC,并分别被反射。
由反射反射法光路图定律和几何关系可证明反射光线1、2的夹角与棱镜顶角关系为先使望远镜接收光线1,记下两个角游标的读数和,然后,再转动望远镜使望远镜接收光线2,记下两个角标读数和,两次读数相减即得4.灵敏电流计特性研究【预习思考题】1. 叙述电流常数的物理意义。
为什么使用灵敏电流计作定量测量时需测定电流常数?答:灵敏电流计的电流常数(分度值),是由灵敏电流计本身结构决定的一个常数,表示“光指针”每偏转单位长度(此处为一个最小分度)所需的电流,单位是A/div.因为测定出电流常数才能知道最小分度代表多少电流,这样可以根据指针偏转的格数确定电流值。
2. 本实验采用两次分压电路(参见图5.1-6)的目的是什么?答:由于灵敏电流计只能通过极小电流,因此,实验电路采用两次分压电路以获得灵敏电流计允许的低电压。
3. 灵敏电流计与普通电流计的构造有何不同?说明其灵敏度高的原因。
答:电流常数的倒数称为灵敏电流计的电流灵敏度为了提高灵敏电流计的灵敏度,灵敏电流计与普通电流计的构造不同,其读数系统采用多次反射光学系统(即在光路中增加反射镜),这相当于增大了式中的值,而且结构也不因此而庞大。
【分析讨论题】1. 推证“半偏法”测内阻的原理。
答:参见图5.1-6,当R2 =0,“光指针”偏转格数为d0, 即当R2=R2′,“光指针”偏转格数为d0/2(半偏),此时所以,,Rg=R2′2. 说明力矩M磁、M弹、M阻产生的原因以及它们对线圈的作用。
答:线圈的竖直两边所在处磁场的磁感应强度大小相等、方向始终在线圈本身的平面内,从而它们受到的安培力大小相等、方向始终与线圈平面垂直,这一对力产生的磁力矩即为。
线圈偏转使得悬丝发生扭转而产生反方向的弹性恢复力矩。
M磁和M弹决定了线圈最后到达的平衡位置。
线圈在转动时,还要受到电磁阻尼力矩的作用,电磁阻尼力矩的大小决定线圈的运动特性。
3. 阻尼开关的作用是什么?简述其工作原理。
答:阻尼开关的作用是使线圈处于欠阻尼状态下在“0”点附近振动时,当“光指针”经过零点时按下此开关,光标就会停在零点,这就大大方便了我们的调节。
其工作原理主要是利用过阻尼状态,即当R外较小(P较大)时,电磁阻尼力矩M阻较大,此时线圈将缓慢地趋向平衡位置。
4. 试分析本实验的主要误差来源,。
答:造成实验误差的原因有以下几处。
(1) 电流计中Ig 与光斑移动距离x不成正比;2) 电流计灵敏阈过大, 造成指示不灵敏(当电阻箱数值变化ΔR2 不够大时, 观察不到电流计的电流变化ΔI。
因为由ΔR2 引起的偏转格数变化Δd , 一定要大于0.1 格, 否则人眼很难分辨出d 是否有变化);(3) 可变电阻R2 不准;(4) 电源电压不稳;(5) 伏特表读数不准。
5. 用惠斯通电桥测电阻的温度系数【预习思考题】1. 电桥的平衡与工作电流I的大小有关吗为什么答:电桥的平衡与工作电流I的大小无关。
电桥接通后,一般在桥路上应有电流流过,检流计的指针会发生偏转。
适当调节R1、R2、Rs的值,使检流计中的电流Ig等于零,指针应指在零位,这时电桥达到了平衡。
电桥达到平衡后应满足:I1=I2 Ix=Is UAB=UAD UBC=UDC即则——电桥的平衡条件由电桥的平衡条件可知,电桥的平衡与工作电流I的大小无关。
2. 在调节比较臂电阻Rs使电桥平衡的过程中,若电流计相邻两次偏转方向相同或相反,各说明什么问题?下一步应该怎样调节Rs,才能尽快使电桥平衡?答:电桥面板右上方为依次相差10倍的四个读数盘,联合使用,共同表示比较臂电阻Rs的值。
在调节比较臂电阻Rs,使电桥平衡的过程中,若电流计相邻两次偏转方向相同,且指针的摆幅减小或摆速减慢,说明该读数盘调整的方向正确,下一步应继续沿这个方向调整该盘;若电流计相邻两次偏转方向相反,说明该读数盘数值调过了,需要倒回一挡,然后调整减小10倍的另一读数盘。
这样依次调整,直至电桥达到平衡。
【分析讨论题】1. 若电桥内所用干电池已使用很久,你认为会影响测量的准确度吗为什么答:若电桥内所用干电池已使用很久,会影响测量的准确度。
电桥的灵敏程度直接影响了测量结果的准确度。
电桥的灵敏度愈高,测量误差愈小。
提高电桥灵敏度是减小测量误差的一个重要方法。
在电桥偏离平衡时,应用基尔霍夫定律,可以推导出电桥灵敏度为其中ε为电源电动势。
由上式可以看出电桥灵敏度和电源电动势的大小有关,干电池使用久了,电源电动势减小,会降低电桥的灵敏度,影响测量结果的准确度。
2. QJ23型电桥中按钮“B”和“G”的作用是什么应按怎样的顺序操作为什么答:QJ23型电桥面板的右下方处,B和G是两个按钮开关,分别控制电源回路和检流计回路。
测量时B、G开关应采用点接法。
接通电路时,应先按下B,再按G;断开时,先断G,再断B。
按这样的顺序操作,是为了保护检流计,以免在电源接通和断开时产生较大的感应电流,而造成检流计的损坏。
6.预习思考题1.光电池在工作时为什么要处于零偏或反偏硅光电池负载为零时,短路电流在相当大的范围由与光照度成线性关系;而开路电压与光照度的关系,显非线性。
因此,由实验知,负载电阻愈小,光电流与照度之间线性关系愈好。
且线性范围宽。
光功率计中的内部电路,须达到在待测量光照度的范围内,其等效电阻大小达到规定小的要求。
2.光电池对入射光的波长有何要求光子能量公式E=hv中,一般频率高的能量比较大,所以以能在金属板上打出电子的前提下,波长越短越好的。
分析讨论题2.当单个光电池外加负载时,其两端产生的光伏电压为何不会超过0.7伏?当单个光电池生产出来后它的电动势就确定了,而且光电池的内阻较大,当加负载后内阻上会有分压,所以外电压会小于电动势(可近似认为是不加负载时用电压表所测电压),当负载增加即电流增加时,内电压增加而外电压(即加负载时电池两端电压)减小,这是由光电池的特点决定的。
如果电池的内阻很小则负载变化时外电压的变化就较小3.如何获得输出高电压、大电流输出的光电池需要高电压时应将光电池串联使用;需要大电流时应将光电池并联使用7.热导率和对流传热系数的测量【预习思考题】1.热导率的物理意义是什么对流传热系数是什么热导率的物理意义为:当相距单位长度的两个平行平面间的温度相差一个单位时,在单位时间内通过单位面积所传导的热量。