大学物理实验报告预习题与思考题部分答案周岚.docx

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大学物理实验报告预习题与思考题部分答案周岚

大学物理实验报告预习题与思考题部分答案（周岚）

LT

答：

齿孔形状如图1所示。

齿孔面积S等于长方形

面积XY减去修正面积△S。

由图1、图2可知修正面积

等于正方形和内切圆面积之差，所以只要测出内切圆

的半径，就可求出△S。

用读数显微镜测出图1中的X1、X2、Z1、Z2，得

内切圆的半径：

则修正面积为：

图1

实验三电阻的测量和伏安特性的研究

【预习题】

1．测量二极管伏安特性曲线时，为什么正向曲线的测量要用外接法，而反向曲线的测量要用内接法?

答：

因为二极管正向电阻较小，反向电阻较大，所以正向曲线的测量宜采用电流表外接法，反向曲线的测量宜采用电流表内外接法。

2．电源、电表、滑线变阻器接到电路中要注意什么？

答：

在使用电源时，应注意：

（1）注意人身安全，一般安全电压为36V。

高于36V操作时尽量用一只手操作。

（2）不能使总电路中的总电流超过额定电流值，更不能使电源短路（即不能使外电阻接近于零）。

（3）直流电表的正、负极应与直流电源的正、负极对应联接（即正接正，负接负），否则会使电表损坏。

而交流电没有正负极之分。

（4）在电路中必须连电源开关，接线时和不进行测量时，要使电源开关断开且将输出旋钮逆时针调至零，线路接好经查无误后打开电源。

做完实验，一定要先切断电源，然后再拆去其他部分。

使用电表时应注意以下几点：

（1）选择电表：

根据待测电流（或电压）的大小，选择合适量程的电流表（或电压表）。

如果选择的量程小于电路中的电流（或电压），会使电表损坏；如果选择的量程太大，指针偏转角度太小，读数就不准确。

使用时应事先估计待测量的大小，选择稍大的量程试测一下，再根据试测值选用合适的量程，一般要尽可能使电表的指针偏转在量程的2/3以上位置。

（2）电流方向：

直流电表指针的偏转方向与所通过的电流方向有关，所以接线时必须注意电表上接线柱的“+”、“-”标记。

电流应从标有“+”号的接线柱流入，从标有“-”号的接线柱流出。

切不可把极性接错，以免损坏指针。

（3）视差问题：

读数时，必须使视线垂直于刻度表面。

精密电表的表面刻度尺下附有平面镜，当指针在镜中的像与指针重合时，所对准的刻度，才是电表的准确读数。

（4）要正确放置电表，表盘上一般都标有放置方式，如用“—”或“┌┐”表示平放；用“↑”或“⊥”表示立放；“∠”表示斜放，不按要求放置将影响测量精度。

（5）使用前电表的指针应指零，若不指零，需要调零。

使用滑线变阻器时要注意：

通过滑线变阻器的电流不能超过其额定电流。

3．被测低电阻为何要有4个端钮？

答：

消除接触电阻。

【思考题】

1．滑线变阻器主要有哪几种用途？

如何使用？

结合本次实验分别给予说明。

答：

（1）滑线变阻器主要有两种用途：

限流和分压。

（2）对限流电路（如教材图3-10）：

在接通电源前，一般应使C滑到B端，使

最大，电流最小，确保安全。

以后逐步调节限流器电阻，使电流增大至所需值。

对分压电路（如教材图3-11）：

在接通电源前，一般应使C滑到B端，使

两端电压最小，确保安全。

以后逐步调节分压器电阻，使

两端电压增大至所需值。

（3）本次实验中测二极管特性曲线时，滑线变阻器用于分压；利用四端接线法测量一段电阻丝电阻时，滑线变阻器用于限流。

2．在实验中，若电源电压为6V，被测电阻约为50Ω，电流表（毫安表）的量程为150/300mA，150mA档的内阻约0.4Ω，电压表的量程为1.5/3.0/7.5Ｖ，每伏特电压的内阻约200Ω。

如何选用电表量程，电表采用何种接法比较好？

答：

（1）因为电源电压为6V，所以电压表量程应选择7.5V；又因为通过电阻的电流

，所以电流表量程应选择150mA。

（2）由题意知

、

、

，则

因为当

时，应采用电流表内接法测量；当

时，应采用电流表外接法测量。

所以比较

两式后可知电流表宜采用内接法。

3．如果低电阻的电势端钮与电流端钮搞错会产生什么现象？

为什么？

答：

在本实验中，若将待测低电阻的电势端钮与电流端钮接反，则测得的电压为待测低电阻和电流表的接触电阻上共有的，所测阻值比待测低电阻阻值要大。

实验四热电偶温度计定标

【预习题】

1．什么叫温差电动势？

它与哪些因素有关？

答：

（1）两种不同的金属或合金，将其两端连接，形成闭合回路，当两连接点的温度不同时，回路中就会产生电动势，这样的电动势就叫温差电动势。

（2）温差电动势与这两种金属或合金材料及冷热端的温度有关。

【思考题】

1．保温杯内冰水混合物的温度是否处处为零？

答：

保温杯内冰水混合物的温度理论上应该是处处为

，但在实际实验中保温杯里冰水混合物与外环境有热交换，因而使得保温杯里的水不一定为处处零。

2．热电偶温度计有什么特点？

答：

（1）热电偶温度计具有结构简单，价格便宜，准确度高，测温范围广等特点。

（2）由于热电偶将温度转化成电信号进行检测，使温度的测量、控制、以及对温度信号的放大变换都很方便，适用于远距离测量和自动控制。

实验六薄透镜焦距的测定

【预习题】

1．本实验要求用那些方法测量凸透镜和凹透镜的焦距？

答：

测量凸透镜焦距的三种方法，自准法、物距像距法、共轭法。

测量凹透镜焦距的两种方法，视差法和物距像距法。

2．什么是共轴调节？

共轴调整的要求是什么？

达不到这些要求对测量有什么影响？

答：

在用多个透镜做实验时，各个透镜应调节到有公共的主光轴，并且该主光轴应与导轨平行，这种调节称为共轴调节。

共轴调节分为粗调和细调两个步骤。

若达不到物点与透镜共轴等高，所成的像偏离主光轴，数据测量不准确。

3．用物距像距法测凹透镜焦距的实验中，对第一次凸透镜所成的像有什么要求？

答：

第一次凸透镜所成的像，应为倒立缩小的实像。

【思考题】

1．物屏与像屏间的距离

和

时，分别会出现什么现象？

试用数学表达式说明之。

答：

物屏与像屏间的距离

时，出现一个与物等大的像。

时，不成像。

证明如下：

2．如果凸透镜的焦距大于光具座的长度，试设计一个实验，在光具座上能测量它的焦距。

答：

（1）辅助透镜法：

加一个已知小焦距的凸透镜作为辅助透镜。

（2）视差法：

与教材测凹透镜方法相同。

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

，查出本地重力加速度g，即可通过

计算出摆长

。

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

和

，进行换臂测量，这样最终

，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）