第一作者：杜敏 10031017 第二作者：文晨润 10031026
第三作者：陈丛林 10031011
目录
0. 引言 (3)
1. 实验原理 (3)
1.1补偿原理 (3)
1.2 UJ25型电位差计 (5)
3. 实验仪器 (6)
4. 实验步骤 (6)
4.1 自组电位差计 (6)
4.2 UJ25型箱式电位差计 (7)
5 实验数据处理 (7)
E的大小 (7)
5.1实际测量X
5.2不确定度的计算 (8)
5.3 测量两结果的最后表示 (9)
6. 实验改进与意见 (9)
6.1 实验器材的改进 (9)
6.2实验方法的改进 (9)
6.3实验内容的改进 (10)
7. 实验感想与体会 (12)
【参考文献】 (14)
北京航空航天大学物理实验研究性报告
——A09电位差计及其应用
第一作者：杜敏，第二作者：文晨润，第三作者：陈丛林
北京航空航天大学自动化科学与电气学院100321班，北京，102206
摘要:将电位差计实验中的补偿法原理应用于电学物理量的测量中，该方法可以用来精确测量电流、电阻、电压等电学量，也可以利用电位差计，获得比较精确的二极管伏安特性曲线可以避免了因电表的内阻而引起的测量误差。利用实验室现有仪器设计了一些切实可行的新实验。
关键字：电位差计；补偿法；UJ23型电位差计；电阻；系统误差。
0.引言
电位差计是电压补偿原理应用的典型范例，它是利用电压补偿原理使电位差计变成一内阻无穷大的电压表，用于精密测量电势差或者电压。同理，利用电流补偿原理也可以制作一内阻为零的电流表，用于电流的精密测量。
电位差计的测量精确度高，且避免了测量的接入误差，但它的操作比较复杂，也不易实现测量的自动化。在数字仪表迅速发展的今天，电压测量已逐步被数字电压表所代替，后者
因为内阻高（一般可达106～107Ω),自动化测量容易，得到了广泛的应用。尽管如此，
电位差计作为补偿法的典型应用，在电学实验中仍然有重要的训练价值。此外，直流比较式电位差计仍是目前准确度最高的电压测量仪表，在数字电压表及其他精密电压测量仪表的检定中，常作为标准仪器使用。
1.实验原理
1.1补偿原理
测量干电池电动势Ex的最简单办法是把伏特表借到电池的正负极上直接读数（见图1）,但由于电池和伏特表的内阻（电池内阻，伏特表内阻R不能看做），测得的电压并不等于电池的电动势。它表明：因伏特表的接入，总要从被测电路上分出一部分电流，从而改变了被测电路的状态。我们把由此造成的误差称为接入误差。
图1 用电压表测电池电动势
为了避免接入误差，可以采用如图2所示的“补偿”电路。如果cd可调，E >E
，则总可
x
以找到一个cd 位置，使E x 所在回路中无电流通过，这时V cd =E x 。上述原理称为补偿原理；
回路E x →G→d→c→E x 称为补偿回路；E→S→A→B→E 构成的回路称为辅助回路。为了
确认补偿回路中没有电流通过（完全补偿），应当在补偿回路中接入一个具有足够灵敏度的
检流计G ，这种用检流计来判断电流是否为零的方法，称为示零法。
图2 补偿法测电动势
由补偿原理可知，可以通过测定 V cd 来确定 E x ，接下来的问题便是如何精确确定V cd ，
在此采用比较测量法。如图2所示，把E x 接入R AB 的抽头，当抽头滑至位置cd 时，G 中无
电流通过，则E x =IR cd ，其中I 是流过R AB 的电流；再把一电动势已知的标准电池E N 接入
R AB 的抽头，当抽头滑至位置ab 时，G 再次为0，则E N =IR ab ，于是：
E x =ab
cd R R E N （1） 这种方法是通过电阻的比较来获得待测电压与标准电池电动势的比值关系的。由于R AB 是精密电阻，ab
cd R R 可以精确读出，E N 是标准电池，其电动势也有很高的准确度，因此只要在测量过程中保持辅助电源E 的稳定并且检流计G 有足够的灵敏度，E x 就可以有很高的测
量准确度。按照上述原理做成的电压测量仪器叫做电位差计。
应该指出，式（1）的成立条件是辅助回路在两次补偿中的工作电流I 必须相等。事实上，
为了便于读数，I=ab
N R E 应当标准化（例如取I=I 0=1mA ），这样就可由相应的电阻值直接读出V cd 即E x =I 0R cd 。
1.2 UJ25型电位差计
UJ25型电位差计是一种高电势电位差计，测量上限为1.911110V ，准确度为0.01级，工
作电流I 0=0.1mA 。它的原理如图3所示，图4是它的面板，上方12个接线柱的功能在面板上
已表明。图中AB R 为两个步进的电阻旋钮，标有不同温度的标准电池电动势的值，当调节
工作电流时做标准电池电动势修正之用。R P （标有粗,中，细，微的四个旋钮）做调节工作
电流I 0之用。R CD 是标有电压值（即x R I 0之值）的六个大旋钮，用以测出未知电压的值。
左下角的功能转换开关，当其处于“断”时，电位差计不工作；处于“N ”时，接入N E 可
进行工作电流的检查和调整；处于1X 和2X 时，测第一路或者第二路的位置电压。标有“粗”、
“细”、“短路”的三个按钮是检流计（电计）的控制开关，通常处于断开状态，按下“粗”，
检流计接入电路，但串联一大电阻R '
,用以在远离补偿的情况下，保护检流计；按下“细”，
检流计直接接入电路，使电位差计处于高灵敏度的工作状态；“短路”是阻尼开关，按下后
检流计线圈被短路，摆动不止的线圈因受很大的电磁阻尼而迅速停止。
图3 UJ25型电位差计原理图
图4 UJ25型电位差计面板
3.实验仪器
ZX-21电阻箱（两个）、指针式检流计、标准电池、稳压电源、待测干电池、双刀双掷开关；UJ25型电位差计、电子检流计、待校电压表、待校电流表。
4.实验步骤
4.1 自组电位差计
（1）设计并连接自足电位差的线路
E测量的补偿回 画出电路图（如图5），注意正确使用开关，安排好工作电流标准化及x
路。
图5 自组电位差计电路
按设计要求（E ≈3V ，x E ≈1.5～1.6V ，I=0I ≡1mA,N E 按温度修正公式算出），设置
各仪器或元件的初值或规定值。
标准电池温度修正公式为：
N E ≈20E -3.99×510-（t-20℃）-0.94×610-（t-20℃）2+9×910-（t-20℃）3
式中，20E 为20℃时的电动势，可取20E =1.01860V 。
（2）工作电流标准化，测量干电池电动势
（3）测量自组电位差计的灵敏度
4.2 UJ25型箱式电位差计
（1）调节工作电流：将功能转换开关置N 、温度补偿电阻AB R 旋至修正后的标准电池
电动势“1.018”后两位，分别按下“粗”、“细”按钮，调节P R 至检流计指零。
（2）测量待测电压：功能转换开关置1X 或2X ，分别按“粗”、“细”按钮，调节CD
R 至检流计指零，则CD R 的显示值即为待测电压。
5 实验数据处理
5.1 实际测量X E 的大小
实验温度：t=18.8℃
V E 01860.120=
则标准电池电压的大小为:
V t t E 01865.1109)20(1094.0)20(1099.396520=?+-?--?-≈---N E 表1 实验数据记录 类别
R1/? R2/? R1'/? R2'/? 示值i R (，i R )
1656.2 1807.8 1159.2 2304.8 仪器误差限
1.760 1.895 1.275
2.380 灵敏度测量（n=14div ）
------- -------- 1139.2 2324.8
根据实验原理所示知道:
V R R E E N X 455390.1/'11=?=
5.2 不确定度的计算
⑴ 仪器误差引起的不确定度的计算
仪器误差的计算：
Ω
=+??+??+??+?+?=?-----760.1020.01052.010561025010600101000233331R
则1R 的不确定度
()Ω=?=016.13/11R R U
同理如上表所示计算出: Ω=?
895.12R Ω=?275.1'1R Ω=?380.2'2R
则对应的计算各个电阻的不确度有：
()Ω=094.12R U
()Ω=736.0'1
R U ()Ω=374.1'
2R U
则有以下式子：
1X 2222212221111111X 1121211212
u (E )
u(R )u(R )1111[]u (R )[][]u (R )[]E R R R R R R R R R R =-++-+++++仪 122121222121211211
R R 1[u(R )][u(R )][u(R )][u(R )]R R R R =++++ =4
1068.9-? 则有仪器引起的不确定度的大小为：
()()V U U E E E E X X X
X 0014.0)1068.9455390.1(4=??==-仪仪 ⑵ 计算有灵敏度引起的不确定度
根据实验1的第三组数据可得灵敏度： V div div S /70010
)2.11392.1159(143=?-=- 则可计算的灵敏度带来的误差为： V S E X
000286.02.0==?灵
则有上可得灵敏度引起的不确定度：
()()V U E E X X 000165.03/=?=灵灵
⑶ 合成不确定度
由于实验中只有电阻箱仪器误差引起的不确定度和检流计灵敏度引起的不确定度，所以最
后不确定度的合成应为下式： ()()()V U U U E E E X X X 0014.02
2=+=灵仪
5.3 测量两结果的最后表示
()V U E E X
X )001.0455.1(+=+ 6. 实验改进与意见
6.1 实验器材的改进 (1)在用电位差计测量电源电动势实验中,常用1.5伏的普通电池作为待测电动势。由于普
通电源在开始使用时电动势较高(最高可达1.6V )，而在使用一段时间后电动势则会变小(可
低至1.3V 以下)，这就给检查测量结果的正确性带来了困难。为解决这一问题,我们采用了
在待测电池后面加一低压稳压电路的方法,实际效果较好。 (2)用电位差计测量用电位差计测量电池电动势和内电阻、用电位差计校准电表实验中，
电位差计测量的准确度虽高，但测量方法繁琐，使用不便。传统电位差计虽然也能直接给出
未知电动势的Ex 值，但必须通过调节3个测量盘，使检流计无电流通过，即使电位差计处
于平衡，当量程开关K ．指向10时，读数为3个测量盘读数之和的10倍，当量程开关K ，指
向1时，为3个测量盘读数之和，可见这种数据采集手段太落后。如果能加入自学的单片机技
术，可在原来的UJ25电位差计的基础上，运用单片机原理，设计出新型数字电位差计，方
便直读产生或者测量的电压值。虽然此改进在实验室开展可行性比较小，但是可以作为一学
期增加一个自行改造实验的过程，这样大家都能自己动手切实地改进实验器材，而且能在此
过程中学到更多的知识，可谓一举多得。
（3）可增加数字电位差计，这样在自组电位差计实验以及UJ25电位差计实验之后，可
以用数字电位差计较方便测得实验数据，便于作为对比实验。
（4）实验过程中所用到的导线以及开关有松动情况，可以增加一项：同学自行检修简单
实验器材为题，老师可在一旁指导。
6.2 实验方法的改进
（1）每校准一次,即可测量一次值。
（2）惯用实验方法的不足：在校准时,当电键合上时,若E 、R 的精度等级不够高,要达
到“调节E 、R 。使检流计指零”这一要求是很困难的。不但操作繁复、费时,而且有时根本
就无法达到。这就要求更换更精密的实验仪器,而更换仪器需要足够多的资金,原有的仪器闲
置不用又会造成巨大的浪费,因此是不可取的。惯用的实验方法导致在处理实验数据时,出现
不合理性。在自组电位差计实验中,由于环境温度一般情况是定值,故ΔE 也是定值,又因为
En 是选定的定值,不管重新测量几次,变化的值只有测量值Ex,所以被测电动势的大小计算
式可以看出凡的不确定度仅与R 的不确定度有关,这个结论是不合理的。严格地讲,不确定度
至少与E 、R 、Lx 有关。
（3）牢固连接实验仪器，使平台尽量稳固，从而消除这方面产生的偶然误差。
（4）实验仪器尽量精确，这对仪器的要求比较高，通过使用更精密的仪器来完成。
（5）由标准电池工作温度而使电动势变化的误差没有算在内，如果能即时准确的得知
温度的变化，则电动势将更进一步精确。
6.3 实验内容的改进
（1）利用电位差计测量电路电流
图6 电位差计测量电流
如图6连接线路，Rs 为已知标准电阻，测出其两端电压值Us ，则电流:
电位差计
未知1
未知2 ＋ － ＋ － Rs
s s U I R
（2）电位差计测量微安表内阻
图7 电位差计测量微安表内阻
如图7连接线路，Rx 为待测电阻，测出其两端电压值x E ， Rs 为已知标准电阻，测出
其两端电压值s E ，则:
s s
x x R E E R （3）电位差计校准微安表 如图7连接线路，s R 为已知标准电阻，测出其两端电压值x E ，则可以计算出电路中实
际电流标I 。
实验步骤： ①对电流表标尺上每处标有数字的刻度线示值进行校正，并重复两次，取两次平均值作
为实际值，按下表进行记录和计算。
②然后计算出各修正值C=表标
I I -，以C 为纵坐标，对应的电流表示值为横坐标作图，得到电流表的修正曲线（折线）。
③找出各次测量的实际值标I 与表I 之间的最大差值的绝对值作为电流表的基本误差，
定出电流表的级别。
（4）电位差计校准电压表
图8 电位差计校准电压表
①按电路图8连接电路，电阻箱1R 、2R 分别取适当值，电阻箱1R 的两端接在电位差
计的“未知”接线柱上，电阻箱2R 的两端接在待测电压表上。
②计算室温下电池电动势之值，校准工作电流。 ③调节滑线电阻R 的滑动触头，在被校电压表量程范围内均匀地从“0”开始，取5个电
压值，用电位差计分别测出R1上对应的5个电压值，并将这些电压值换算为对应的校准值。 7. 实验感想与体会
基础物理学实验在即将结束的这个学期里,我完成了大学物理实验这门课程的学习。物理实
验是物理学习的基础,虽然在很多物理实验中我们只是实践课堂上所学理论知识的原理与结
果,但这一过程与物理家进行研究分子和物质变化的科学研究中的物理实验是一致的。在物
理实验中,影响物理实验现象的因素很多,产生的物理实验现象也错综复杂。老师们通过精心
设计实验方案,严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现物理问题,使我们通过
努力能够顺利地解决物理实验呈现的问题,考验了我们的实际动手能力和分析解决问题的综
合能力,加深了我们对有关物理知识的理解。通过一学期的课程,我学到了很多东西。 做大学物理实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验,达到良好的实验效果,需要
课前认真地预习,首先是根据实验题目复习所学习的相关理论知识,并根据实验教材的相关
内容,弄清楚所要进行的实验的总体过程,弄懂实验的目的、基本原理,了解实验所采用的方
法的关键与成功之处；思考实验可能用到的相关实验仪器,对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理、性能、正确操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。
然后还要写预习报告,预习报告能够帮助我们顺利完成实验中的各项操作。在写预习报告的
时候,我们一般包括实验目的,基本原理,实验仪器,操作步骤,测量内容,数据表,预习思考题
电源
R1R2接电位差计 "未知1"接待校电压表
R
等。数据表与操作步骤密切相关,数据表中的栏目排列顺序应与操作步骤的顺序合理配合。这样就可以随时将数据按顺序填入表中,也可以随时观察和分析数据的规律性。刚开始时我们不注意预习报告里的数据表格,将数据随便的记录在一张纸上,结果发现整理数据时会出现很多混乱和错误,尤其是数据比较多的时候,比如在做《分光仪的调整及其应用》实验时,由于实验前未提前设计好表格,数据记录得很随便,很乱,处理时很困难。后来汲取了教训,在实验前根据所要测的物理量和实验步骤设计好数据表格,在实验记录时和处理数据时轻松了不少。
实验教会了我们要养成良好的科学的实验习惯。思考预习要点,是加深实验内容或对关键问题的理解,开发视野的一些问题,在实验前认真地思考并回答这些问题,有助于提高实验质量。对于不明白的问题或实验原理中一些不明白的地方,可以跟自己的同学讨论一下或查一下相关的资料,实在不明白的地方可以带到课堂上问老师,只有把实验中所有的地方都弄通弄透彻,才能达到实验应有的效果。
预习是做实验前必须的工作,但是做实验的主要工作还是课堂操作。
课堂操作需要我们严格的遵守实验的各项原则,要将仪器放置在合理的位置,以方便使用和确保安全,比如象高压电源的输出端钮应该远离操作者。经常需要操纵或调节的器件,应该放在便于操纵的位置上。一些电学实验仪器部件较多,首先要把这些仪器部件一一放在合适的位置上,然后再连线。
实验过程中要严格按照实验仪器的操作要求来操作,所有仪器要调整到正确的位置和稳定的状态,在安装和调整仪器时还不能使用书本这些本身就不稳定的物品做垫块,否则容易造成测量数据的分散性,影响实验质量,并且容易在成实验仪器的损坏。
在实验的过程中,经常会出现一些故障或观察到的实验现象与理论上的现象不符,首先应认真思考并检查实验仪器使用以及线路连接是否正确,不正确的及时进行改正,若自己不能解决,应及时请老师来指导,切不可敷衍过关,草草了事。
此外还有读数,需要有足够的耐心和细心,尤其是对一些精度比较高的仪器,读数一定要按照正确的读数方法并且一定要细心，特别是像《分光仪的调整及其应用》等光学实验，精确度相当的高，所以过程中一定要细心，不然的话一丁点的偏差都可能造成整个实验的失败。对于数据的纪录,则要求我们要有原始的数据纪录,它是记载物理实验全部操作过程的基础性资料。而且在实验过程中必须认真地观察实验现象,并做如实的记录。如果发现实验现象与实验理论不符合,或者测试结果出现异常,就应该认真检查原因,并细心重做实验。实验完成后,应把所有的实验仪器恢复到原位,并认真清理实验台。
在实验操作完成后,应认真地处理实验数据。实验数据是对实验定量分析的依据,是探索,验证物理规律的第一手资料。在系统误差一定的情况下,实验数据处理得恰当与否,会直接影响偶然误差的大小。所以对实验数据的处理是实验复习的重要内容之一。在这一学期中我们学到的处理数据的方法有:（1）平均值法：取算术平均值是为减小偶然误差而常用的一种数据处理方法。通常在同样的测量条件下,对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样,用多次测量的算术平均值作为测量结果,是真实值的最好近似；（2）列表法：实验中将数据列成表格,可以简明地表示出有关物理量之间的关系,便于检查测量结果和运算是否合理,有助于发现和分析问题,而且列表法还是图象法的基础。列表时应注意:①表格要直接地反映有关物理量之间的关系,一般把自变量写在前边,因变量紧接着写在后面,便于分析。②表格要清楚地反映测量的次数,测得的物理量的名称及单位,计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内,一般不在数值栏内重复出现。③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字；（3）作图法：选取适当的自变量,通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系,并便于找出其中的规律,确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一，描绘图象的要求是:①根据测量的要求选定坐标轴,一般以横轴为自变量,纵轴为因变量，坐
标轴要标明所代表的物理量的名称及单位；②坐标轴标度的选择应合适,使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映，为避免图纸上出现大片空白,坐标原点可以是零,也可以不是零，坐标轴的分度的估读数,应与测量值的估读数(即有效数字的末位)相对应。这学期我们还学习了用电脑处理数据。用电脑处理数据方便快捷,可以节省不少时间,而且也比较清晰明了，尤其是《A03溶解热实验》，当运用电脑处理数据之后，大大提高效率，而且准确地得到结果。但是用电脑处理的前提依然是我们对理论知识比较熟悉,而且实验操作过程必须认真地完成,记录的数据准确、有效。
撰写实验报告和进行问题讨论等也是大学物理实验不可缺少的重要环节。实验报告是对我们的动手能力,写作能力和总结能力的一种锻炼,实验报告也促进我们对实验过程以及所得结论进行更深刻的思考。我们的实验报告应包括实验过程中所出现的实验现象以及对这些现象的解释,实验中所遇到的问题以及解决方法,实验数据的记录以及对数据进行计算并求得最终的结果,验证跟理论值是否相符,误差的大小,最终得出的结论。
对实验思考题进行的讨论以及讨论的结果和对实验进行的总结。一份认真的,高水平的实验报告才算是为本次实验画上一个圆满的句号。“加强基础,重视应用,开拓思维,培养能力,提高素质”是大学物理试验的指导思想;“加深学生对有关物理知识的理解,培养学生正确的科学实验习惯,提高学生的动手能力,观察分析能力和创新能力”是大学物理实验的目的。学基础物理学实验这门课程,是对个人能力的一种锻炼,它不但锻炼了我们的细心,耐心,而且使我养成了良好的学习习惯和严谨的学习态度。这一学期物理实验课程的学习,使我受益匪浅。
【参考文献】
[1] 李朝荣，徐平，唐芳等.基础物理实验.北京航空航天大学，2011.
[2] 中南民族大学学报(自然科学版)
[3] 潘人培,《物理实验》.南京工学院出版社.1988，06（02）：138-148
[4] 王公浩、贾玉润等.《大学物理实验》.复旦大学出版社.1987，07（01）：211-216
[5] 郑伯玮,《大学物理实验》.高等教育出版社.1989，10（01）：95-102
北京航空航天大学物理研究性实验报告 分光仪的调整及其应用 第一作者：所在院系：就读专业：第二作者：所在院系：就读专业：
目录 目录 一.报告简介 (1) 二.实验原理 (1) 实验一.分光仪的调整 (1) 实验二.三棱镜顶角的测量 (3) 实验三.最小偏向角法测棱镜折射率 (1) 二．实验仪器 (1) 三.实验主要步骤 (2) 实验1.分光仪的调整 (2) 1.调整方法 (2) 2.要求 (4) 实验2.三棱镜顶角的测量 (4) 1.调整要求 (4) 2.实验操作 (5) 实验3.棱镜折射率的测定（最小偏向角法） (6) 四.实验数据记录 (6) 五.数据处理 (7) 实验2.反射法测三棱镜顶角 (7) 实验3.最小偏向角法测棱镜折射率 (7) 六.误差分析 (8) 七.分析总结 (8) 八.实验改进 (9) 九.实验感想 (10) 十.参考文献及图片附件： (11)
一.报告简介 本报告以分光仪的调整、三棱镜顶角和其折射率的测量为主要内容，先介绍了实验的基本原理与过程，而后进行了数据处理与不确定度计算。并以实验数据对误差的来源进行了分析。同时还给出了调节分光仪的经验总结与方法，并对现有实验仪器和试验方法提出了改进的意见。 二.实验原理 实验一.分光仪的调整 分光仪的结构因型号不同各有差别，但基本原理是相同的，一般都由底座、刻度读数盘、自准直望远镜、平行光管、载物平台5部分组成。 1-狭缝套筒；2-狭缝套筒紧固螺钉；3-平行光管；4-制动架；5-载物台；6-载物台调平螺钉；7-载物台锁紧螺钉；8-望远镜；9-望远镜锁紧螺钉；10-阿贝式自准直目镜；11-目镜；12-仰角螺钉；13-望远镜光轴水平螺钉；14-支臂；15-望远镜转角微调螺钉；16-读数刻度盘止动螺钉；17-制动架；18-望远镜止动螺钉；19底座；20-转座；21-
物理实验绪论测试题1 一、单项选择题 1.某测量结果0.01010cm有（ b ）位有效数字。 A.3位 B.4位 C.5位 D.6位 2.已知常数e=2.718281828……，测量L=0.0023，N=2.73，则(e-L)/N=( c ) A.0.994 B.0.9949 C.0.995 D.1.00 3.物理量A=x+y x?y ，那末其相对不确定度为（ a ） A. 2 x2?y2 √x2u2(y)+y2u2(x) B.2 x2?y2 √x2u2(y)?y2u2(x) C.√u 2(x)+u2(y) (x+y)2 +u2(x)+u2(y) (x?y)2 D.√u 2(x)+u2(y) (x+y)2 ?u2(x)?u2(y) (x?y)2 4.用作图法处理数据时，为保证精度，至少应使坐标纸的最小分格和测量值的（ c ）相对 应。 A.第一位有效数字 B.第二位有效数字 C.最后一位有效数字 D.最后一位准确数字 二、填空题： 5.用计算器算出圆柱体的转动惯量J=645.0126g?cm2，平均值的不确定度为u(J)= 则J+u(J)=( ± )×102g?cm2 6.多量程电压表（1级，3- 7.5-15-30V）用于检测某电路两端的电压，如果用3V档去测3V 电压，其相对不确定度为。如果用7.5V档去测3V电压，其相对不确定度为。 三、多项选择题： 7.满足正态分布的物理量，下面的叙述哪些是正确的？abc A 做任何次测量，其结果有68.3%的可能性落在区间[A?δ,A+δ] B 设某次测量的结果为X i，则X i±δ(x)表示真值落在[X i?δ(x),X i+δ(x)]的概率为0.683 C X i±δ(x)与x±δ(x)的置信概率是相同的 D x±δ(x)的置信概率比X i±δ(x)的置信概率高 8.指出下列关于仪器误差的叙述哪些是错误的（按物理实验课的简化要求）bcd A.千分尺的仪器误差等于最小分度的一半 B.游标卡尺的仪器误差等于游标精度的一半 C.磁电式仪表的仪器误差=等级%×测量值 D.箱式电桥? 仪 =等级%(测量值+基准值) 四、计算题
实验三UC-OS移植实验 一、实验目的 在内核移植了uCOS-II 的处理器上创建任务。 二、实验内容 1．运行实验十，在超级终端上观察四个任务的切换。 2. 任务1~3，每个控制“红”、“绿”、“蓝”一种颜色的显示，适当增加OSTimeDly()的时间，且优先级高的任务延时时间加长，以便看清三种颜色。 3.引入一个全局变量BOOLEAN ac_key，解决完整刷屏问题。 4. #define rUTRSTAT0 (*(volatile unsigned *)0x50000010) #define RdURXH0（）(*(volatile unsigned char *)0x50000024) 当键盘有输入时在超级终端上显示相应的字符。 三、实验设备 硬件：ARM嵌入式开发平台、用于ARM920T的JTAG仿真器、PC机Pentium100以上。 软件：PC机操作系统Win2000或WinXP、ARM ADS1.2集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。 四、实验原理 所谓移植，指的是一个操作系统可以在某个微处理器或者微控制器上运行。虽然uCOS-II的大部分源代码是用C语言写成的，仍需要用C语言和汇编语言完成一些与处理器相关的代码。比如:uCOS-II在读写处理器、寄存器时只能通过汇编语言来实现。因为uCOS-II在设计的时候就己经充分考虑了可移植性，所以，uCOS-II的移植还是比较容易的。 要使uCOS一工工可以正常工作，处理器必须满足以下要求: 1）处理器的C编译器能产生可重入代码。 2）在程序中可以打开或者关闭中断。 3）处理器支持中断，并A能产生定时中断(通常在10Hz}1000Hz之间)。 4）处理器支持能够容纳一定量数据的硬件堆栈。 5）处理器有将堆栈指针和其它CPU寄存器存储和读出到堆栈(或者内存)的指
毛主席语录：任何让考生有挂科危险的考试都是反革命！ 一．选择题（每题3分, 共30分） 1. 下列各图所示的速率分布曲线，哪一图中的两条曲线能是同一温度下氮气和氦气的分子速率分布曲线？ ［ ］ 2. 对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W / Q 等于 (A) 2/3． (B) 1/2． (C) 2/5． (D) 2/7． ［ ］ 3. 一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀，体积由V 1增至V 2，在此过程中气体的 (A) 内能不变，熵增加． (B) 内能不变，熵减少． (C) 内能不变，熵不变． (D) 内能增加，熵增加． ［ ］ 4. 在双缝干涉实验中，设缝是水平的．若双缝所在的平板稍微向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹 (A) 向下平移，且间距不变． (B) 向上平移，且间距不变． (C) 不移动，但间距改变． (D) 向上平移，且间距改变． ［ ］ 5. 使一光强为I 0的平面偏振光先后通过两个偏振片P 1和P 2．P 1和P 2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是α 和90°，则通过这两个偏振片后的光强I 是 (A) 21 I 0 cos 2α ． (B) 0． (C) 41I 0sin 2(2α)． (D) 4 1 I 0 sin 2α ． (E) I 0 cos 4α ． f (v ) f (v ) v O f (v ) v O (B) (A) f (v ) (D) v O (C) v O
［ ］ 6. 某种透明媒质对于空气的临界角(指全反射)等于45°，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是 (A) 35.3° (B) 40.9° (C) 45° (D) 54.7° (E) 57.3° ［ ］ 7. 宇宙飞船相对于地面以速度v 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过?t (飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为 (c 表示真空中光速) (A) c ·?t (B) v ·?t (C) 2 )/(1c t c v -?? (D) 2 )/(1c t c v -??? ［ ］ 8. 设粒子运动的波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所示，那么其中确定粒子动量 的精确度最高的波函数是哪个图？ ［ ］ 9. 如果(1)锗用锑(五价元素)掺杂，(2)硅用铝(三价元素)掺杂，则分别获得的半导体属于下述类型： (A) (1)，(2)均为n 型半导体． (B) (1)为n 型半导体，(2)为p 型半导体． (C) (1)为p 型半导体，(2)为n 型半导体． (D) (1)，(2)均为p 型半导体． ［ ］ 10. 激光全息照相技术主要是利用激光的哪一种优良特性？ (A) 亮度高． (B) 方向性好． (C) 相干性好． (D) 抗电磁干扰能力强． x (A)x (B)x (C) x (D)
第0页 本人声明 我声明，本论文为本人独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 3903·2415 高等工程学院 李柏
第1页 晶体的电光效应的深入剖析 第一作者：李柏（自主独立完成） 摘要 本文基于作者在认真做过实验并对内容的深刻理解，旨在对该实验从原理到操作流程以及实验数据处理进行更加深入的剖析。 在正文的第一部分，本文从一名大二本科生的角度对实验原理进行了系统地重新表述，查阅资料并补充了部分《大学物理·光学》的必要知识（例如1/4玻片、单轴晶体的定义）力求让下一届的学生们能彻底理解原理部分，部分素材也可适当补充进新版的《物理实验》课本中。 在第二部分，本文细致地描述了实验操作的各个流程，从等高共轴的调节方法开始，给出了有理有据的调节方法，可以作为今后教师指导学生的基本判据。 在第三部分，本文重新安排了数据处理，采用了更加翔实的原始数据，但必须指出本文的缺陷：依然未能定量地得出产生误差的原因。 在第四部分，包含作者对试验中一些现象的理论层面的深入剖析，以及实验感想、建议等等。 最后的最后，是完成本文参阅资料的声明。 关键词：晶体电光效应电光调制大学物理实验论文测量半波电压
第2页 第一章：实验原理的重新表述 1.1电光效应与一次电光效应 晶体在外电场作用下折射率会产生变化，这种现象称为电光效应。这种效应由于n 随电场变化而变化时间极短，甚至能跟得上1010Hz的电场变化频率，故可制成响应迅速的各种光电设备（例如斩波器、激光测距仪）。仅仅在同一教室内的光纤陀螺寻北的陀螺仪中就有电光效应制成的元件，可见电光效应的广泛应用。 电场引起折射率变化可表示为n - n0 = aE0 + bE02+…… 由一次项aE0 引起的变化称为一次电光效应，也称泡耳克斯效应。一次效应又区分纵横方向，以加载电场的取向决定。本实验研究铌酸锂晶体的一次纵向电光效应。 光在晶体中传播时，在不平行于光轴方向上，由于e光和o光传播速度不同，而出现两个不同折射率的光的像，这种现象叫做双折射现象（图1-1）。只有一个光轴的晶体就叫单轴晶体，铌酸锂原本是单轴晶体，但晶体外加电场后，将变成双轴晶体，导致与双折射类似的结果，出射光可能为椭圆偏振光。 图1-1 双折射原理示意图 1.2电光调制 在无线电通信中，为了传递信息，总是通过表征电磁波特性的正弦波性质受传递信号控制来实现，这种控制过程被称作调制。接收时，逆过程则称为解调。本实验采用强
2008-2009第1学期《基础物理实验》期末试题 一、 单项选择题（每题3分，共30分） 1. 在同一被测量的多次测量过程中，保持恒定或以可以预知方法变化的那一部分误差称为_____ A.仪器误差 B.系统误差 C.随机误差 D.粗大误差 2. 平均值的标准（偏）差()S x 的计算公式是_____ A. 3. 用停表测量单摆周期，启停一次秒表的误差不会超过。实验测出10个周期的时间为10T='' ，则其不确定度u （T ）=_____ 秒 欲用伏安法测量一阻值约200Ω的电阻，要求测量结果的相对不确定度 () 1%u R R <，应选择下列_____组仪器（提示：不计电表内阻的影响和A 类不确定度） A.电流表级，量程10mA ；电压表级，量程2V B.电流表级，量程10mA ；电压表级，量程2V C.电流表级，量程15mA ；电压表级，量程2V D.电流表级，量程50mA ；电压表级，量程2V 5. 某长度测量值为，则所用仪器可能是_____ A.毫米尺 分度卡尺 分度卡尺 D.千分尺 6. 已知312 N x y =+，则其不确定度_____ A. 2 2221()()()2u N u x y u y =+ B. 22223 ()()()2u N u x y u y =+ C. 22429()()()4u N u x y u y =+ D. 22 29()()()4 u N u x u y =+ 7. 200(10080) 1010(0.0100.000251) +-=?+_____ 8. 用作图法处理数据时，为保证精度，至少应使坐标纸的最小分格和测量值的_____相对应 A.最后一位有效数字 B.最后一位准确数字 C.第一位有效数字 D.第二位有效数字 9. 下列关于测量的说法中_____是错误的 A.测量是为了确定被测对象的量值而进行的一组操作 B.测量结果是根据已有信息和条件对被测量量值做出的最佳估计，也就是真值 C.在相同测量条件下，对同一被测量进行多次测量所得结果的一致性被称为测量结果的重复性 D.在不同测量条件下，对同一被测量进行多次测量所得结果的一致性被称为测量结果的复现性 10. 以下所示电路中，_____构成了换向电路 A. B. C. D.
北航物理实验绪论测试题1 一、 单项选择题 1. 某测量结果0.01010cm 有（ B ）位有效数字。 A.3位 B.4位 C.5位 D.6位 2. 已知常数e=2.718281828……，测量L=0.0023，N=2.73，则(e-L)/N=( C ) A.0.994 B.0.9949 C.0.995 D.1.00 3. 物理量A=错误！未找到引用源。，那末其相对不确定度为（A ） A.错误！未找到引用源。 B.错误！未找到引用源。 C .错误！未找到引用源。 D.错误！未找到引用源。 4. 用作图法处理数据时，为保证精度，至少应使坐标纸的最小分格和测量值的（ C ）相 对应。 A.第一位有效数字 B.第二位有效数字 C.最后一位有效数字 D.最后一位准确数字 二、填空题： 5. 用计算器算出圆柱体的转动惯量J=645.0126错误！未找到引用源。，平均值的不确定度为 u(J)= ：6.5、0.2 6：0.0058 7：ABC 8：BCD 则J+u(J)=( 6.5 0.2 )错误！未找到引用源。 6. 多量程电压表（1级，3- 7.5-15-30V ）用于检测某电路两端的电压，如果用3V 档去测3V 电压，其相对不确定度为 0,0058 。如果用7.5V 档去测3V 电压，其相对不确定度为 。 三、多项选择题： 7. 满足正态分布的物理量，下面的叙述哪些是正确的？ A 做任何次测量，其结果有68.3%的可能性落在区间错误！未找到引用源。内 B 设某次测量的结果为错误！未找到引用源。，则错误！未找到引用源。表示真值落在错误！未找到引用源。的概率为0.683 C 错误！未找到引用源。与错误！未找到引用源。的置信概率是相同的 D 错误！未找到引用源。的置信概率比错误！未找到引用源。的置信概率高 8. 指出下列关于仪器误差的叙述哪些是错误的（按物理实验课的简化要求） A.千分尺的仪器误差等于最小分度的一半 B.游标卡尺的仪器误差等于游标精度的一半 C.磁电式仪表的仪器误差=等级%×测量值 D.箱式电桥错误！未找到引用源。=等级%(测量值+基准值) 四、计算题 9. 弹簧振子的周期T 与质量m 的关系为错误！未找到引用源。。其中错误！未找到引用源。
北航基础物理研究性报告讲解
北航基础物理实验研究性报告1051 电位差计及其应用 140221班 2015-12-13 第一作者:邓旭锋14021014 第二作者:吴聪14021011
目录 1.引言 (4) 2.实验原理 (5) 2.1补偿原理 (5) 2.2 UJ25型电位差计 (8) 3.实验仪器 (10) 4.实验步骤 (10) 4.1自组电位差计 (10) 4.2 UJ25型箱式电位差计 (11) 5.实验数据处理 (12) 5.1 实际测量Ex的大小 (13) 5.2 不确定度的计算 (13) 5.3 测量结果最终表述 (14) 5.4 实验误差分析 (14) 6.实验改进与意见 (14) 6.1 实验器材的改进 (8) 6.2 实验方法改进 (10) 6.3 实验内容的改进 (10)
7.实验感想与体会 (21) 【参考文献】 (24) 摘要:将电位差计实验中的补偿法原理应用于电学物理量的测量中，该方法可以用来精确测量电流、电阻、电压等电学量，也可以利用电位差计，获得比较精确的二极管伏安特性曲线可以避免了因电表的内阻而引起的测量误差。利用实验室现有仪器设计了一些切实可行的新实验。 关键字：电位差计；补偿法；UJ23型电位差计；电阻；系统误差。 1.引言 电位差计是电压补偿原理应用的典型范例，它是利用电压补偿原理使电位差计变成一内阻无穷大的电压表，用于精密测量电势差或者电压。同理，利用电流补偿原理也可以制作一内阻为零的电流表，用于电流的精密测量。 电位差计的测量精确度高，且避免了测量的接入误差，但它的操作比较复杂，也不易实现测量的自动化。在数字仪表迅速发展的今天，电压
光电子技术实验报告
实验五光电池特性实验 一．实验目的： 1．学习掌握硅光电池的工作原理。 2．学习掌握硅光电池的基本特性。 3．掌握硅光电池基本特性测试方法。 二．实验原理： 光电池是一种不需要加偏置电压就能把光能直接转换成电能的ＰＮ结光电器件，按光电池的功用可将其分为两大类：即太阳能光电池和测量光电池，本仪器用的是测量用的硅光电池，其主要功能是作为光电探测，即在不加偏置的情况下将光信号转换成电信号。 图（20）图（21）如图（20）所示为2DR型硅光电池的结构，它是以P型硅为衬底（即在本征型硅材料中掺入三价元素硼或镓等），然后在衬底上扩散磷而形成N型层并将其作为受光面。如图（21）所示当光作用于PN结时，耗尽区内的光生电子与空穴在内建电场力的作用下分别向N区和P区运动，在闭合电路中将产生输出电流IL,且负载电阻RL上产生电压降为U。显然，PN结获得的偏置电压U与光电池输出电流IL与负载电阻RL有关，即U=IL?RL，当以输出电流的IL为电流和电压的正方向时，可以得到如图（22）所示的伏安特性曲线。
图（22）图（23）光电池在不同的光强照射下可以产生不同的光电流和光生电动势，硅光电池的光照特性曲线如图（23）所示，短路电流在很大范围内与光强成线性关系，开路电压随光强变化是非线性的，并且当照度在2000lx时就趋于饱和，因此，把光电池作为测量元件时，应把它当作电流源来使用，不宜用作电压源。 硒光电池和硅光电池的光谱特性曲线如图（25）所示，不同的光电池其光谱峰值的位置不同，硅光电池的在800nm附近，硒光电池的在540nm附近，硅光电池的光谱范围很广，在450～1100nm之间，硒光电池的光谱范围为340～750nm。 图（24）图（25）光电池的温度特性主要描述光电池的开路电压和短路电流随温度变化的情况，由于它关系到应用光电池设备的温度漂移，影响到测量精度或控制精度等主要指标，光电池的温度特性如图（24）所示。开路电压随温度升高而下降的速度较快，而短路电流随温度升高而缓慢增加，因此，当使用光电池作为测量元件时，在系统设计中应考虑到温度的漂移，并采取相应的措施进行补偿。 三．实验所需部件： 两种光电池、各类光源、实验选配单元、数字电压表(4 1/2位)自备、微安表（毫安表）、激光器、照度计（用户选配）。
北航物理实验绪论考试真题(套题含答案)
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物理实验绪论测试题1 一、 单项选择题 1. 某测量结果0.01010cm 有（ b ）位有效数字。 A.3位 B.4位 C.5位 D.6位 2. 已知常数e=2.718281828……，测量L=0.0023，N=2.73，则(e-L)/N=( c ) A.0.994 B.0.9949 C.0.995 D.1.00 3. 物理量A=x+y x?y ，那末其相对不确定度为（ a ） A. 2 x 2?y 2√x 2u 2(y )+y 2u 2(x) B. 2x 2?y 2 √x 2u 2(y )?y 2u 2(x) C .√ u 2(x )+u 2(y)(x+y)2 + u 2(x )+u 2(y)(x?y)2 D.√ u 2(x )+u 2(y)(x+y)2 ? u 2(x )?u 2(y)(x?y)2 4. 用作图法处理数据时，为保证精度，至少应使坐标纸的最小分格和测量值的（ c ）相对 应。 A.第一位有效数字 B.第二位有效数字 C.最后一位有效数字 D.最后一位准确数字 二、填空题： 5. 用计算器算出圆柱体的转动惯量J=645.0126g ?cm 2，平均值的不确定度为u(J)= 则J+u(J)=( ± )×102g ?cm 2 6. 多量程电压表（1级，3- 7.5-15-30V ）用于检测某电路两端的电压，如果用3V 档去测3V 电压，其相对不确定度为 。如果用7.5V 档去测3V 电压，其相对不确定度为 。 三、多项选择题： 7. 满足正态分布的物理量，下面的叙述哪些是正确的？abc A 做任何次测量，其结果有68.3%的可能性落在区间[A ?δ,A +δ]内 B 设某次测量的结果为X i ，则X i ±δ(x)表示真值落在[X i ?δ(x),X i +δ(x)]的概率为0.683 C X i ±δ(x)与x ±δ(x)的置信概率是相同的 D x ±δ(x)的置信概率比X i ±δ(x )的置信概率高 8. 指出下列关于仪器误差的叙述哪些是错误的（按物理实验课的简化要求）bcd A.千分尺的仪器误差等于最小分度的一半 B.游标卡尺的仪器误差等于游标精度的一半 C.磁电式仪表的仪器误差=等级%×测量值 D.箱式电桥?仪=等级%(测量值+基准值) 四、计算题
数字图像处理实验报告 实验二图像变换实验 1．实验目的 学会对图像进行傅立叶等变换，在频谱上对图像进行分析，增进对图像频域上的感性认识，并用图像变换进行压缩。 2．实验内容 对Lena或cameraman图像进行傅立叶、离散余弦、哈达玛变换。在频域，对比他们的变换后系数矩阵的频谱情况，进一步，通过逆变换观察不同变换下的图像重建质量情况。 3. 实验要求 实验采用获取的图像，为灰度图像，该图像每象素由8比特表示。具体要求如下： （1）输入图像采用实验1所获取的图像（Lena、Cameraman）； （2）对图像进行傅立叶变换、获得变换后的系数矩阵； （3）将傅立叶变换后系数矩阵的频谱用图像输出，观察频谱； （4）通过设定门限，将系数矩阵中95%的（小值）系数置为0，对图像进行反变换，获得逆变换后图像； （5）观察逆变换后图像质量，并比较原始图像与逆变后的峰值信噪比（PSNR）。 （6）对输入图像进行离散余弦、哈达玛变换，重复步骤1-5； （7）比较三种变换的频谱情况、以及逆变换后图像的质量（PSNR）。 4. 实验结果 1. DFT的源程序及结果 J=imread('10021033.bmp'); P=fft2(J); for i=0:size(P,1)-1 for j=1:size(P,2) G(i*size(P,2)+j)=P(i+1,j); end end Q=sort(G); for i=1:size(Q,2) if (i 2009级基础物理实验期末试题 一、单项选择题（每题3分，共30分） 1、不确定度在可修正的系统误差修正以后，将余下的全部误差按产生原因及计算方法不同分为两类，其中 B 属于A类分量。 A、由测量仪器产生的的误差分析 B、同一条件下的多次测量值按统计方法计算的误差分量 C、由环境产生的误差分析 D、由测量条件产生的误差分量 2、下列说法中 C 是正确的。 A、在给定的实验条件下，系统误差和随机误差可以相互转化 B、当测量条件改变后，系统误差的大小和符号不随之变化 C、随机误差可以通过多次重复测量发现 D、一组测量数据中，出现异常的值即为粗大误差 5、已知()，下列公式中 B 是正确的。 A、 B、 C、 D、 7、用千分尺（精度0、01mm）测某金属片厚度d的结果为 i1234567 1.516 1.519 1.514 1.522 1.523 1.513 1.517 则测量结果应表述为d u(d)= A A、(1.5180.003)mm B、(1.5180.004)mm C、(1.5180.001)mm D、 (1.5180.002)mm 8.tg45°1′有 B 位有效数字 A、 6 B、5 C、 4 D、 3 9、对y=a+bx的线性函数，利用图解法求b时，正确的求解方法是 C 。 A、 b=tg（为所作直线与坐标横轴的夹角实测值） B、 b=（、为任选两个测点的坐标值之差） C、 b=（、为在所作直线上任选两个分得较远的点的坐标值之差） D、 b=（x、y为所作直线上任选一点的坐标） 10、用量程为500mV的5级电压表测电压，下列测量记录中哪个是正确的？ D A、250.43mV B、250.4mV C、250mV D、0.25V 二、填空题（每题3分，共15分） 11、已被确切掌握了其大小和符号的系统误差成为可定系统误差。 12、已知某地的重力加速度值为9.794，甲、乙、丙三人测量的结果分别为：9.7950.024，9.8110.004，9.7910.006，试比较他们测量的精密度、正确度和准确度。甲测量的精密度低，正确度高；乙测量的正确度最低； 北航物理研究性实验报告 专题：模拟示波器的使用及其应用 学号：10151192 班级：101517 姓名：王波 目录 目录 (2) 摘要 (3) 一．实验目的 (3) 二．实验原理 (3) 1.模拟示波器简介 (3) 2.示波器的应用 (6) 三．实验仪器 (6) 四．实验步骤 (7) 1.模拟示波器的使用 (7) 2.声速测量 (8) 五．数据记录与处理 (8) 六．讨论 (10) 摘要 示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器，它能直观、动态地显示电压信号随时间变化的波形，便于人们研究各种电现象的变化过程，并可直接测量信号的幅度、频率以及信号之间相位关系等各种参数。示波器是观察电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果的重要仪器，也是调试、检验、修理和制作各种电子仪表、设备时不可或缺的工具。 一．实验目的 1.了解示波器的主要结构和波形显示及参数测量的基本原理，掌握 示波器、信号发生器的使用方法； 2.学习用示波器观察波形以及测量电压、周期和频率的方法； 3.学会用连续波方法测量空气速度，加深对共振、相位等概念的理 解； 4.用示波器研究电信号谐振频率、二极管的伏安特性曲线、同轴电 缆中电信号传播速度等测量方法。 二．实验原理 1.模拟示波器简介 模拟示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像并显示在荧光屏上以便测量和分析的电子仪器。它主要由阴极射线示波管，扫描、触发系统，放大系统，电源系统四部分组成。 示波管结构图 （1）工作原理 模拟示波器的基本工作原理是：被测信号经Y轴衰减后送至Y1放大器，经延迟级后到Y2放大器，信号放大后加到示波管的Y轴偏转板上。 若Y轴所加信号为图所示的正弦信号，X输入开关S切换到“外”输入，且X轴没有输入信号，则光点在荧光屏竖直方向上按正弦规律上下运动，随着Y轴方向信号的提高，由于视觉暂留，在荧光屏上显示一条竖直扫描线。同理，如在X轴所加信号为锯齿波信号，且Y轴没有输入信号，则光点在荧光屏上显示一条水平直线。 物理实验绪论测试题1 一、单项选择题 1. 某测量结果0.01010cm 有（ b ）位有效数字。 A.3位 B.4位 C.5位 D.6位 2. 已知常数e=2.718281828……，测量L=0.0023，N=2.73，则(e-L)/N=( c ) A.0.994 B.0.9949 C.0.995 D.1.00 3. 物理量A=x+yx-y ，那末其相对不确定度为（ a ） A.2x2-y2x2u2y+y2u2(x) B.2x2-y2x2u2y -y2u2(x) C .u2x+u2(y)(x+y)2+u2x+u2(y)(x-y)2 D.u2x+u2(y)(x+y)2-u2x -u2(y)(x-y)2 4. 用作图法处理数据时，为保证精度，至少应使坐标纸的最小分格和测量值的（ c ）相对 电压，其相对不确定度为 。如果用7.5V 档去测3V 电压，其相对不确定度为 。 三、多项选择题： 7. 满足正态分布的物理量，下面的叙述哪些是正确的？abc A 做任何次测量，其结果有68.3%的可能性落在区间A-δ,A+δ内 B 设某次测量的结果为 Xi ，则Xi ±δ(x)表示真值落在Xi -δ(x),Xi+δ(x)的概率为0.683 C Xi ±δ(x)与x ±δ(x)的置信概率是相同的 D x ±δ(x)的置信概率比Xi ±δx 的置信概率高 8. 指出下列关于仪器误差的叙述哪些是错误的（按物理实验课的简化要求）bcd A.千分尺的仪器误差等于最小分度的一半 B.游标卡尺的仪器误差等于游标精度的一半 C.磁电式仪表的仪器误差=等级%×测量值 D.箱式电桥?仪=等级%(测量值+基准值) 四、计算题 9. 弹簧振子的周期T 与质量m 的关系为T=2πm+m0K 。其中m0是弹簧的质量（未知）。 34 理学院物理系陈强 氦气的速率分布曲线如图所示. 解例求(2) 氢气在该温度时的最概然速率和方均根速率 m/s 1000102RT 3=×=?310RT 2?=H )(p v m/s 1041.13 ×=μRT 3)(2H 2=v m/s .310731×=μRT 2=p v 1000He 2 H ) (v f ) m/s (v O (1) 试在图上画出同温度下氢气的速率分布曲线 的大致情况， (2)第二章热平衡态的统计分布律 35 理学院物理系陈强 根据麦克斯韦速率分布律，试求速率倒数的平 均值。 ) (v 1根据平均值的定义，速率倒数的平均值为∫∞=0f 11v v v v d )()(v v v d )π(π/∫∞?=0T k 2m 23B 2 B e T k 2m 4) (d )()π(π/2 B 0T k 2m B 23B T k 2m e m T k T k 2m 42 B v v ??=∫∞?v ππππ4 4 T k 8m T k m 2B B =?==解例第二章热平衡态的统计分布律 36 理学院物理系陈强 根据麦克斯韦速率分布率，试证明速率在最概然 速率v p ~v p +Δv 区间内的分子数与温度成反比(设Δv 很小) T 2T k 2m 23B B 2e T k 2m 4f v v v //)π(π)(?=2 p /3p 2p 2e π 4 v v v v ??=1 1p p e 4f ??=v v π)(将最概然速率代入麦克斯韦速率分布定律中,有 例证v v v Δ=Δ≈Δ?1 B p e T k 2m N 4Nf N π)(T 1 N ∝Δ第二章热平衡态的统计分布律 基于运动规划的惯性导航系统动态实验 GAGGAGAGGAFFFFAFAF 二零一三年六月十日 实验4.1 惯性导航系统运动轨迹规划与设计实验一、实验目的 为进行动态下简化惯性导航算法的实验研究，进行路径和运动状态规划，以验证不同运动状态下惯导系统的性能。通过实验掌握步进电机控制方法，并产生不同运动路径和运动状态。 二、实验内容 学习利用6045B 控制板对步进电机进行控制的方法，并控制电机使运动滑轨产生定长运动和不同加速度下的定长运动。 三、实验系统组成 USB_PCL6045B 控制板（评估板）、运动滑轨和控制计算机组成。 四、实验原理 IMU安装误差系数的计算方法 GAGGAGAGGAFFFFAFAF USB_PCL6045B 控制板采用了USB 串行总线接口通信方式，不必拆卸计算机箱就可以在台式机或笔记本电脑上进行运动控制芯片PCL6045B 的学习和评估。 USB_PCL6045B 评估板采用USB 串行总线方式实现评估板同计算机的数据交换，由评估板的FIFO 控制回路完成步进电机以及伺服电机的高速脉冲控制，任意 2 轴的圆弧插补，2-4 轴的直线插补等运动控制功能。USB_PCL6045B 评估板上配置了全部PCL6045B 芯片的外部信号接口和增量编码器信号输入接口。由 USB_PCL6045B 评估测试软件可以进行PCL6045B 芯片的主要功能的评估测试。 GAGGAGAGGAFFFFAFAF 图4-1-1USB_PCL6045B 评估板原理框图如图4-1-1 所示，CN11 接口主要用于外部电源连接，可以选择DC5V 单一电源或DC5V/24V 电源。CN12 接口是USB 信号接口，用于USB_PCL6045B 评估板同计算机的数据交换。 USB_PCL6045B 评估板已经完成对PCL6045B 芯片的底层程序开发和硬件资源与端口的驱动，并封装成156 个API 接口函数。用户可直接在VC 环境下利用API 接口函数进行编程。 五、实验内容 GAGGAGAGGAFFFFAFAF 2012级基础物理实验选课及课程说明 网上选课操作方法 物理实验选课在网上进行，可通过两个途径：①使用校园网（网址：https://www.doczj.com/doc/5c1424061.html,）；②使用物理实验中心局域网（地点：实3-415选课室，时间：下午13:30—16:30）。 1．按网址进入“大学物理实验网上选课”页面，先点击“注册”（注意：务必使用您的真实姓名和学号注册，否则计算机将不能处理您的成绩，或导致成绩打印错漏）。成功后，返回主页。 2．输入学号和密码，点击“登录”进行选课。选课只需用鼠标单击相应时间段内的选择钮，按“Enter”或页面下方的确定键即可生效。如该时间段未排实验或选课人数已满员，则选择无效，需另选其它时间或组号。选课时请认真选好时间和组号，时间指单（或双）周、星期几、下午或晚上。选课成功后请再点击“查询”菜单，最后确认一遍选课信息，之后注销本人界面。 3．如需修改选课时间，可重新执行操作2，这时计算机将自动用新的结果代替原来的选择。 4．每次只允许选择1个题目，做完以后才可以选择新的题目。开课前三天，自动关闭选课，此间调课需通过管理员进行。第一次选课于第二周星期一（2013年9月16日）开始，正式上课时间为2013年9月23日（星期一）。 注：物理学院和中法工程师学院的学生只需注册，不要自行选课，由实验中心统一安排。 物理实验课程说明 1．本课程采用“积分制”教学模式。每个实验题目根据其难易程度设置了不同积分，本学期规定修“物理实验A”的同学要完成38个积分，修“物理实验B”的同学要完成33个积分。物理学院（记为C）的学生要完成58个积分。该课程只限定了最低积分，未限制实验的个数，同学们可根据自己的能力通过选做少数几个难度大的实验或多个难度小的实验来完成积分。 2．第一学期基本实验以专题的形式开出，每个专题包含不同层次、不同难度的多个实验题目。题目编号方法如下：例如1040522，其中首位数字“1”表示基本实验，第二、三位“04”为专题号，第四、五位“05”为实验序列，第六位数字“2”为题目序号，最后一位数字“2”是积分值。具体实验代号和实验题目见下表。大家可自行安排做哪些内容，但规定某些类型实验（如103、105、107、109）必选。 3．允许但不鼓励学生重复选择同一专题的实验，若重复选择同一类型题目（题号前5位相同，如1010313、1010323），包括一次课上做两个同类型实验，从第二个实验开始积分值逐次减1分；若选择同一专题不同类型题目（题号前3位相同，如1030113、1030213、1030312），从第四个实验开始积分值逐次减1分；若重做实验（题号完全相同，如1010113、1010113），每重做一次积分减1分，成绩仅保留最后一次输入的结果。 4．选课后无故不来做实验将扣除1个积分。因病缺课者，凭医院证明到选课管理室（实3-414）消除记录（一周内）；其它原因缺课于课前凭校（院）教务科证明消除记录。 目录 实验一 (2) 实验二 (8) 实验三 (14) 实验四 (27) 实验一 实验目的：熟悉硬件开发流程，掌握Modelsim设计与仿真环境，学会简单组合逻辑电路、简单时序逻辑电路设计，不要求掌握综合和综合后仿真。 实验内容：必做实验：练习一、简单的组合逻辑设计 练习二、简单分频时序逻辑电路的设计 选做实验：选做一、练习一的练习题 选做二、7段数码管译码电路 练习一、简单的组合逻辑设计 描述一个可综合的数据比较器，比较数据a 、b的大小，若相同，则给出结果1，否则给出结果0。 实验代码： 模块源代码： module compare(equal,a,b); input a,b; output equal; assign equal=(a==b)?1:0; endmodule 测试模块源代码： `timescale 1ns/1ns `include "./compare.v" module t; reg a,b; wire equal; initial begin a=0; b=0; #100 a=0;b=1; #100 a=1;b=1; #100 a=1;b=0; #100 a=0;b=0; #100 $stop; end compare m(.equal(equal),.a(a),.b(b)); endmodule 实验波形 练习二、简单分频时序逻辑电路的设计 用always块和@(posedge clk)或@(negedge clk)的结构表述一个1/2分频器的可综合模型，观察时序仿真结果。 实验代码： 模块源代码： module halfclk(reset,clkin,clkout); input clkin,reset; output clkout; reg clkout; always@(posedge clkin) begin if(!reset) clkout=0; else clkout=~clkout; end endmodule 测试模块源代码： `timescale 1ns/100ps `define clkcycle 50 module tt; reg clkin,reset; wire clkout; always#`clkcycle clkin=~clkin; initial begin clkin=0; reset=1; #10 reset=0; #110 reset=1; #100000 $stop; end halfclk m0(.reset(reset),.clkin(clkin),.clkout(clkout)); endmodule 北京航空航天大学 2006－2007 学年第 1学期期末 《基础物理学-2》考 试 A 卷 学号 姓名 考试说明：考试为闭卷考试，考试时间为120分钟。 注意事项： 1、 第一部分基础满分共30分。 2、 本部分试题共10题，每题3分。 3、 请用2B 铅笔在答题纸上规范填涂答案。 单项选择题（在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，错选、多选或未选均无分。 1. 下列各图所示的速率分布曲线，哪一图中的两条曲线能是同一温度下氮气和氦气的分子速率分布曲线？ ［ ］ 2. 对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W / Q 等于 (A) 2/3． (B) 1/2． (C) 2/5． (D) 2/7． ［ ］ 3. 一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀，体积由V 1增至V 2，在此过程中气体的 (A) 内能不变，熵增加． (B) 内能不变，熵减少． (C) 内能不变，熵不变． (D) 内能增加，熵增加． v v ［ ］ 4. 在双缝干涉实验中，设缝是水平的．若双缝所在的平板稍微向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹 (A) 向下平移，且间距不变． (B) 向上平移，且间距不变． (C) 不移动，但间距改变． (D) 向上平移，且间距改变． ［ ］ 5. 使一光强为I 0的平面偏振光先后通过两个偏振片P 1和P 2．P 1和P 2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是α 和90°，则通过这两个偏振片后的光强I 是 (A) 21 I 0 cos 2α ． (B) 0． (C) 41I 0sin 2(2α)． (D) 4 1 I 0 sin 2α ． (E) I 0 cos 4α ． ［ ］ 6. 某种透明媒质对于空气的临界角(指全反射)等于45°，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是 (A) 35.3° (B) 40.9° (C) 45° (D) 54.7° (E) 57.3° ［ ］ 7. 宇宙飞船相对于地面以速度v 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过?t (飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为 (c 表示真空中光速) (A) c ·?t (B) v ·?t (C) 2 )/(1c t c v -?? (D) 2 )/(1c t c v -??? ［ ］ 8. 设粒子运动的波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所示，那么其中确定粒子动量的精确度最高的波函数是哪个图？ ［ ］ 9. 如果(1)锗用锑(五价元素)掺杂，(2)硅用铝(三价元素)掺杂，则分别获得的半导体属于下述类型： (A) (1)，(2)均为n 型半导体． x (A)x (B)x (C)x (D)北航基础物理实验考试试题及答案
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