大学物理实验课后答案
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2023大学物理实验 (杜旭日著) 课后习题答案下载大学物理实验 (杜旭日著)课后答案下载序前言绪论第一章测量误差、不确定度和数据处理1.1 测量1.1.1 直接测量和间接测量1.1.2 等精度测量和非等精度测量1.2 测量的误差1.2.1 测量的误差1.2.2 测量误差的分类1.2.3 测量的精密度、准确度和精确度1.3 测量结果的不确定度1.3.1 测量结果的不确定度的基本概念1.3.2 直接测量结果的不确定度评定1.3.3 间接测量结果的不确定度合成1.4 有效数字1.4.1 测量值的有效数字1.4.2 直接测量量有效数字的读取1.4.3 间接测量量有效数字的运算1.4.4 有效数字的修约规则1.5 常用数据处理方法1.5.1 列表法1.5.2 作图法1.5.3 最小二乘法1.5.4 逐差法1.5.5 Origin软件在数据处理中的应用 1.6 物理实验的基本方法1.6.1 比较法1.6.2 放大法1.6.3 转换法1.6.4 模拟法习题第二章物理实验的基本训练2.1 基本物理量的测量2.1.1 长度测量2.1.2 质量测量2.1.3 时间测量2.1.4电学量的测量2.1.5 温度测量2.1.6 发光强度测量2.2 物理实验的基本调整和操作技术2.3 基本操作练习2.3.1 长度与体积的测量2.3.2 电学基本仪器使用2.3.3 物体密度的测量第三章基础性实验实验3.1 扭摆法测物体转动惯量实验3.2 静态法测定金属丝的弹性模量实验3.3 用焦利秤测量弹簧劲度系数实验3.4 弦线上的驻波实验实验3.5 计算机远程控制Pasco系列实验——力学部分实验3.5.1牛顿第二运动定律的验证实验3.5.2动量守恒定律的验证实验3.6 弹性材料应力-应变特性研究实验3.7 光杠杆法测量固体线膨胀系数实验3.8 冷却法测量金属的比热容实验3.9 空气比热容比的测定实验3.10 用补偿法测电源电动势和内阻实验3.11 电阻元件伏安特性的研究实验3.12 霍尔法测磁场实验3.13 示波器的使用实验3.14 平衡电桥与非平衡电桥特性的研究实验3.15 分光计的调节与使用实验3.16 用牛顿环测透镜的曲率半径实验3.17 利用阿贝折射仪测量折射率和色散实验3.18 偏振光的观测与研究第四章综合性实验第五章设计性实验第六章研究性实验附录大学物理实验 (杜旭日著):内容简介点击此处下载大学物理实验 (杜旭日著)课后答案大学物理实验 (杜旭日著):书籍目录本教材是遵照教育部颁发的工科本科物理实验课程教学要求编写而成的。
大学物理(二)实验部分学习通课后章节答案期末考试题库2023年1.在RL串联电路中,电源频率升高时,()参考答案:电阻R两端的电压变小2.在RC串联电路中,电源频率升高时,()参考答案:电容C两端的电压变小3.在RC串联电路中,采用的信号波是()参考答案:正弦波4.用光标法测量某正弦波电压的峰峰值为6伏,则其电压有效值为伏。
参考答案:2.125.示波器的触发耦合方式有、、和。
参考答案:交流###直流###高频抑制###TV触发6.UTD7102WG数字示波器自带测试信号的频率为,电压为。
参考答案:1kz###3v7.示波器的示波管由、和组成,其中是示波管的核心部分。
参考答案:电子枪###偏转板###荧光屏###电子枪8.给示波器Y及X轴偏转板分别加,,则荧光屏上显示()图形。
参考答案:横8字9.当UTD7102WG数字示波器处于“X-Y”工作模式时,加在水平偏转板上的信号来自于()参考答案:CH1(X)10.从UTD7102WG数字示波器的CH1通道输入一个正弦信号,调整示波器在显示屏上出现一条稳定的正弦曲线,这时调整垂直控制旋钮使时基从1ms 改变至2ms,正弦曲线的变化情况为()参考答案:电压幅值保持不变,正弦曲线周期数目增加;11. A.2个,分别是1/T、lnRT;B. 4个,分别是1/T、lnRT、1/T2、lnRT/T;C.3个,分别是1/T、lnRT、lnRT/T参考答案:B;12. A.;B. 。
参考答案:B;###A;13. A.85;B.100。
参考答案:B;###A;14.PTC型热敏电阻的温度特性比较复杂,定量处理过程复杂,本实验采用定性处理,下列不属于本实验要求的处理是 [ ]参考答案:根据数据估算PTC型热敏电阻的电阻材料常数B;15.NTC型热敏电阻温度特性曲线是[ ]参考答案:1。
16.NTC型热敏电阻属于 [ ]参考答案:负温度系数热敏电阻;17.处于谐振状态的RLC串联电路中,当电源频率升高时,电路将呈现出(电容性、电感性、电阻性)。
大学物理实验(二)_华东师范大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.声速测量实验中,声波波长的测量采用()参考答案:共振干涉法和相位比较法2.当惠斯通电桥平衡时,检流计会偏转。
参考答案:错误3.自耦电压器的电压调节可以快。
参考答案:错误4.热敏电阻的电阻值与温度的关系是【图片】。
参考答案:错误5.在光电效应中逸出的电子称为光电子,显示出光的波动性。
参考答案:错误6.两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射时没有光线通过。
当其中一振偏片慢慢转动180°时透射光强度发生的变化为 ( )参考答案:光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零7.用螺旋测微计测量一个小球的直径值,得到d=0.1498cm。
参考答案:正确8.实验中增加测量次数是为了减小数据结果的系统误差。
参考答案:错误9.验中影响测量数据准确性的原因主要是偶然误差。
参考答案:错误10.光电流随加速电压的增加而增加,加速电压增加到一定量值后,光电流达到饱和。
参考答案:正确11.当光的频率【图片】时,无论光强多强都不会产生光电效应。
参考答案:正确12.在0℃时,用20℃时刻制的铁质米尺测量长度所产生的误差属于系统误差。
参考答案:正确13.在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n,厚度为d的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了 ( )参考答案:2 ( n-1 ) d14.迈克尔逊干涉仪是用分振幅的方法获得双光束干涉的仪器。
干涉仪光程差的改变可以由移动一个反射镜(或在一光路中加入另一种介质)得到。
参考答案:正确15.当多项数据进行乘除时,得到数据结果的有效位数取决于小数点后最少位数的那一项。
参考答案:错误16.记录实验数据时,错把单位毫米记成厘米所产生的误差属于偶然误差。
参考答案:错误17.电压表未通电时,指针未指示在零刻度线所产生的误差属于偶然误差。
参考答案:错误18.某螺旋测微计的分度值为0.01mm,测量某小球的直径为1.5281×10-2m。
Gb 第一章误差估算与数据处理方法课后习题答案1.指出下列各量有效数字的位数。
(1)kV 有效位数:4(2)mm 有效位数:3 (3)kg 有效位数:5(4)自然数有效位数:无限位2.判断下列写法是否正确,并加以改正。
(1)A mA错,0.0350A 有效位数为3位,而35mA 有效位数为2位,二者物理意义不同,不可等同,应改为A mA 。
(2)kg错,测量结果(即最佳估计值)有效数字的最后一位应与不确定度的末位对齐。
测量结果有效数字取位时,应遵循“四舍六入五凑偶”的原则;而且,不确定度应记为“”的形式。
故应将上式改成kg 。
(3)km 错,当采用科学计数法表示测量结果时,最佳估计值与不确定度应同时用科学计数法表示,并且10的指数应取一致,还要保证最佳估计值的最后一位与不确定度的末位对齐。
因此,上式应改为。
(4)A正确。
3.试按有效数字修约规则,将下列各数据保留三位有效数字。
3.8547,2.3429,1.5451,3.8750,5.4349,7.6850,3.6612,6.26383.85 2.34 1.54 3.88 5.43 7.68 3.66 6.26 4.按有效数字的确定规则,计算下列各式。
(1)000.1=U 000123.0=L 010.10=m 40350.0=I 35=0350.0=I 11050.3⨯=()3.0270.53+=m 270.53=m ±()3.03.53±=m ()2000103.274±⨯=h ()km h 4102.03.27⨯±=()004.0325.4±=x ?6386.08.7537.343=++解:原式 (2)解:原式 (3)解:原式(4)解:原式5.分别写出下列各式的不确定度传播公式。
(1)(K 为常数)解:(a )绝对不确定度:(b )相对不确定度:其中,、分别表示A 、B 量的合成不确定度。
大学物理实验杨繁荣课后答案1、77.小明研究液体密度时,用两个完全相同的容器分别装入甲、乙两种液体,并绘制出总质量m与液体体积V的关系图象如图所示,由图象可知()[单选题] *A.容器的质量是40kgB.甲液体的密度是5g/cm3C.乙液体的密度是0g/cm3(正确答案)D.密度是0g/cm3 的液体的m﹣V图象应位于Ⅲ区域2、3.物体的速度很大,则F合很大.[判断题] *对错(正确答案)3、3.空间站以恒定的速率绕地球转动:因为空间站速度大小不变,所以加速度为零.[判断题] *对错(正确答案)4、1.将石块竖直上抛至最高点时v=0,是平衡状态.[判断题] *对错(正确答案)5、符合安全全用电要求的是()[单选题]A.及时更换使用年限过长的电线,防止绝缘皮破损或老化,造成短路(正确答案)B.一旦发生触电事故,施救人员首先要马上用手拉开触电伤员C.使用试电笔时,手不能接触笔尾的金属体D.检修家庭电路双手操作时,人的双脚站在绝缘体上就肯定不会发生触电事故6、5.下列关于声音的说法错误的是()[单选题] *A.音调是由发声体振动频率决定的B.“公共场所不要大声说话”是要求人们说话的声音音调要低一些(正确答案)C.“响鼓也要重锤敲”,说明声音是由振动产生的,且振幅越大响度越大D.学业考试期间,学校路段禁止汽车鸣笛,这是在声源处控制噪声7、71.晓阳同学在做测量密度实验时,分别测量了A、B两种不同物质的密度,并绘制了m﹣V图像,如图所示,下列说法不正确的是()[单选题] *A.A物质的密度ρA=5g/cm3B.水的m﹣V图像应该在Ⅰ区域(正确答案)C.A物质的密度大于B物质的密度D.图像反映出同种物质的物体,其质量与体积成正比8、下列事例中,属于用热传递的方式改变物体内能的是()[单选题]A.用锯条锯木头,锯条温度升高B.用炉灶烧水,水温升高(正确答案)C.气缸内气体被压缩,温度升高D.用力搓手,手会发热9、36.城市环保建设——洒水车给街道洒水是环保工人的必修内容,是净化空气的主要举措。
大学物理实验绪论答案与解析北京理工大学物理实验绪论答案1. 下面哪种说法正确?DA. 间接测量结果有效数字位数的多少由测量仪器的精度决定。
B. 间接测量结果有效数字位数的多少由计算器数码显示位数的多少决定。
C. 间接测量结果有效数字位数的多少由所用的单位决定。
D. 间接测量结果有效数字位数的多少由其不确定度决定。
2. 某物理量的测量结果为n=1.6532(0.0007),下面对该结果的解释哪种是正确的?CA. 表明该物理量的数值有两种可能,即n=1.6525 或n=1.6539 。
B. 表明该物理量的数值是(1.6525,1.6539)区间内的任何值。
C. 表明该物理量的真值有较大的概率位于(1.6525,1.6539)区间内。
D. 表明该物理量的真值不在(1.6525,1.6539)区间内。
3. 在相同的测量条件下,对同一物理量进行多次重复测量,并以各次测量值的算数平均值作为该物理量的测量结果,以下哪种说法是正确的?BA. 这样做可以减小系统误差。
B. 这样做可以减小随机误差。
C. 这样做可以得到该物理量的真值。
D. 这只是处理测量数据的一种方法,不能减小误差,与真值也没关系。
4. 以下关于系统误差的说法哪个是正确的?DA. 系统误差是没有规律的误差。
B. 系统误差就是指来源于测量仪器的误差。
C. 系统误差是正性误差。
D. 系统误差是可正可负的。
5. 用最小分度为0.2s 的计时器测量时间,一次测量的结果是56.4s,正确的表达式是哪一个?CA. 56.4(0.1)s C. 56.40(0.06)sB. 56.40(0.10)s D. 56.4(0.2)s6. 已知D HM24πρ = ,其中M = 276.180(0.020)g ,D = 3.662(0.005)cm,H = 12.180(0.010)cm,M、D、H 这三个测量量中哪一个量的测量对ρ的不确定度影响最大?AA. M 的测量对ρ的不确定度影响最大。
大学物理实验教程习题答案大学物理实验教程习题答案在大学物理学习过程中,物理实验是不可或缺的一部分。
通过实验,我们可以亲身体验物理原理,加深对知识点的理解。
然而,实验中常常会遇到一些难题,需要我们进行思考和解答。
本文将为大家提供一些大学物理实验习题的答案,希望能够帮助大家更好地理解和掌握物理实验知识。
1. 实验中常用的仪器有哪些?在物理实验中,常用的仪器有万用表、电流表、电压表、示波器、电磁铁、光学仪器等。
这些仪器可以帮助我们测量电流、电压、频率、波长等物理量,从而进行实验数据的采集和分析。
2. 如何测量电阻的值?测量电阻的值可以使用万用表进行。
将万用表的两个测量引线分别连接到待测电阻的两端,然后读取万用表上的电阻值即可。
需要注意的是,测量电阻时,待测电阻应处于断电状态,并且测量引线应与电阻的金属端子良好接触。
3. 如何测量电流的值?测量电流的值可以使用电流表进行。
将电流表的测量引线与电路中的串联电流表的位置相连接,然后读取电流表上的电流值即可。
需要注意的是,测量电流时,电流表的量程应选择合适,以免超过电流表的量程而损坏仪器。
4. 如何测量电压的值?测量电压的值可以使用电压表进行。
将电压表的测量引线分别连接到待测电压的两个位置,然后读取电压表上的电压值即可。
需要注意的是,测量电压时,电压表的量程应选择合适,以免超过电压表的量程而损坏仪器。
5. 如何测量频率的值?测量频率的值可以使用示波器进行。
将示波器的探头连接到待测信号的输出端,然后调节示波器的水平和垂直控制,观察示波器屏幕上的波形,并读取示波器上的频率值即可。
6. 如何测量波长的值?测量波长的值可以使用光学仪器进行。
例如,可以使用光栅实验仪器来测量光的波长。
将待测光线通过光栅,观察光栅上的干涉条纹,并利用干涉条纹的间距来计算波长值。
以上是一些常见的物理实验习题的答案,通过实践和思考,我们能够更好地理解和掌握物理实验知识。
希望这些答案能够对大家的物理学习有所帮助。
第一章 误差估算与数据处理方法课后习题答案1.指出下列各量有效数字的位数。
(1)000.1=U kV 有效位数:4 (2)000123.0=L mm 有效位数:3 (3)010.10=m kg 有效位数:5 (4)自然数4 有效位数:无限位2.判断下列写法是否正确,并加以改正。
(1)0350.0=I A 35=mA错,0.0350A 有效位数为3位,而35mA 有效位数为2位,二者物理意义不同,不可等同,应改为0350.0=I A 11050.3⨯=mA 。
(2)()3.0270.53+=m kg错,测量结果(即最佳估计值270.53=m )有效数字的最后一位应与不确定度的末位对齐。
测量结果有效数字取位时,应遵循“四舍六入五凑偶”的原则;而且,不确定度应记为“±”的形式。
故应将上式改成()3.03.53±=m kg 。
(3)()2000103.274±⨯=h km错,当采用科学计数法表示测量结果时,最佳估计值与不确定度应同时用科学计数法表示,并且10的指数应取一致,还要保证最佳估计值的最后一位与不确定度的末位对齐。
因此,上式应改为()km h 4102.03.27⨯±=。
(4)()004.0325.4±=x A 正确。
3.试按有效数字修约规则,将下列各数据保留三位有效数字。
3.8547,2.3429,1.5451,3.8750,5.4349,7.6850,3.6612,6.26383.85 2.34 1.54 3.88 5.43 7.68 3.66 6.264.按有效数字的确定规则,计算下列各式。
(1)?6386.08.7537.343=++解:原式8.41981.41964.08.7537.343==++= (2)?543.76180.845.88=--解:原式73.3727.3543.76180.845.88==--= (3)?5.20725.0=⨯解:原式18.05.20725.0=⨯= (4)()?001.247.0052.042.8=÷-+解:原式()00.4001.200.8001.247.0052.042.8=÷=÷-+=5.分别写出下列各式的不确定度传播公式。
第一章 误差估算与数据处理方法 课后习题答案及详解 1.指出下列各量有效数字的位数。 (1)kV 有效位数:4 (2)mm 有效位数:3 (3)kg 有效位数:5 (4)自然数 有效位数:无限位
2.判断下列写法是否正确,并加以改正。 (1)AmA 错,0.0350A有效位数为3位,而35mA有效位数为2位,二者物理意义不同,
不可等同,应改为AmA。 (2)kg 错,测量结果(即最佳估计值)有效数字的最后一位应与不确定度的末位对齐。测量结果有效数字取位时,应遵循“四舍六入五凑偶”的原则;而
且,不确定度应记为“”的形式。故应将上式改成kg。 (3)km 错,当采用科学计数法表示测量结果时,最佳估计值与不确定度应同时用科学计数法表示,并且10的指数应取一致,还要保证最佳估计值的最后一位与不确
定度的末位对齐。因此,上式应改为。 (4)A 正确。
3.试按有效数字修约规则,将下列各数据保留三位有效数字。 3.8547,2.3429,1.5451,3.8750,5.4349,7.6850,3.6612,6.2638
3.85 2.34 1.54 3.88 5.43 7.68 3.66 6.26 有效数字修约应遵循“四舍六入五凑偶”原则。
4.按有效数字的确定规则,计算下列各式。 (1)
000.1U000123.0L010.10m4
0350.0I350350.0I11050.3
3.0270.53m
270.53m
3.03.53m
2000103.274h
kmh4102.03.27
004.0325.4x
?6386.08.7537.343解:原式 (2) 解:原式 (3) 解:原式 (4) 解:原式
5.分别写出下列各式的不确定度传播公式。 (1)(K为常数) 解: (a)绝对不确定度:
(b)相对不确定度: 其中,、分别表示A、B量的合成不确定度。 (2) 解: (a)绝对不确定度:
大学物理实验教程第四版何志巍课后答案1、下列说法中正确的是()*A.密闭房间内,温度升高,空气的相对湿度变大B.密闭房间内,温度越高,悬浮在空气中的PM2.5运动越剧烈(正确答案)C.可看作理想气体的质量相等的氢气和氧气,温度相同时氧气的内能小(正确答案)D.系统的饱和汽压不受温度的影响2、12.沪上知名品牌﹣﹣南汇8424西瓜即将上市。
人们在挑选西瓜时除了看表皮色泽和纹路外,还会用手指去敲击听声音来辨别其成熟度,这是利用声音的什么特征()[单选题] *A.响度B.音调(正确答案)C.音色D.振幅3、下列实例中,用做功的方式来改变物体内能的是()[单选题]A.用沸水煮饺子,饺子变熟B. 将冻柿子放在厨房,柿子解冻C.饮料中放入冰块,饮料降温D. 用锯条锯木头,锯条发热(正确答案)4、3.物体的平均速度为零,则物体一定处于静止状态.[判断题] *对错(正确答案)5、若以M表示水的摩尔质量,v表示水的摩尔体积,ρ表示水的密度。
Na为阿伏加德罗常数,m表示水的分子质量,V’表示水分子体积。
则下列关系中正确的是()*A.Na=V/V’(正确答案)B.V=M/ρ(正确答案)C.m=M/NA(正确答案)D.v=ρM6、1.将石块竖直上抛至最高点时v=0,是平衡状态.[判断题] *对错(正确答案)7、33.关于物态变化,下列说法正确的是()[单选题] *A.寒冷的冬季,户外说话时会冒“白气”,这是汽化现象B.浴室内洗澡时会发现浴镜上出现一层水雾,这是液化现象(正确答案)C.打针吋要在皮肤上擦酒精,酒精会很快变干,这是升华现象D.寒冷的冬天,房屋的玻璃窗内表面出现美丽的冰花,这是凝固现象8、69.两种不同材料制成的大小相同的实心球甲、乙,在天平右盘中放入4个甲球,在左盘中放入5个乙球,这时天平刚好平衡,且游码没有移动,则可知()[单选题] *A.甲球和乙球质量之比为5:1B.甲球和乙球质量之比为4:5C.甲球和乙球密度之比为5:4(正确答案)D.甲球和乙球密度之比为4:59、下列措施中,能使蒸发加快的是()[单选题]A.用干手器把湿手吹干(正确答案)B.把新鲜的水果装入保鲜袋中C.酒精灯用后及时盖上灯帽D.冬储白菜放到阴凉处存储10、19.学校楼道内贴有“请勿大声喧哗”的标语,这是提醒同学们要控制声音的([单选题] *A.响度(正确答案)B.音调C.音色D.频率11、2.物体的末速度越大,位移越大.[判断题] *对错(正确答案)12、39.下列关于热现象的解释正确的是()[单选题] *A.从冰箱中拿出的雪糕冒“白气”是雪糕升华后的水蒸气液化而成的B.汽车必须熄火加油,是因为汽油在常温下易升华成蒸气,遇明火容易爆炸C.被水蒸气烫伤比沸水烫伤更严重是因为水蒸气液化时要放出热量(正确答案)D.衣柜中的樟脑丸过一段时间会变小甚至没有了,这是汽化现象13、57.彩色电视机荧光屏上呈现各种颜色,都是由三种基本色光混合组成的,这三种基本色光是()[单选题] *A.红、橙、绿B.红、绿、蓝(正确答案)C.蓝、靛、紫D.红、黄、蓝14、3.海绵受挤压发生形变,桌面受挤压不会发生形变.[判断题] *对错(正确答案)15、52.“凿壁偷光”原指凿穿墙壁,让邻舍的烛光透过来,后用来形容家贫而勤奋读书。
大学物理实验作业答案(全部)篇一:大学物理实验第二版课后作业参考答案清华大学出版社作业参考答案1、(1)±或±(2)±或±(3)±(4)±℃(5)±2、(1)2位(2)7位(3)5位(4)6位(5)5位(6)2位3、(1) 299300=?105;983±4=????102;=?10?3?=????10?3;32476?105=?109; (2) =?104mg=?10?2Kg(3) m=±=(±)?105g=(±)?108mg (4) t?±=±=(±)×10-1 min4、(1)N=±(2)首位数码“0”不是有效数字,未位数码“0”是有效数字,正确答案是四位有效数字。
(3)28cm=?102mm 280mm= (4)L=(±)?104mm(5)?=“”?400?1500??103 (6)?115、(1)X=(+++++++)=?88= ??={8?1 [()8?12+ ()2+ ()2+()2+ ()2+ ()2 +()2+ ()2]}12?~0.009cmX=X±?x=±或 X=X±?x=± E=?100%=%或E=?100% =%注:使用计算器时计算过程中有效数字的位数可以不考虑,最后结果应按照教材P6的“不确定度取位规则”和“测量有效数字取位规则”。
(2)、X=(+++++)== 661??={6?1(6?12+ + ++ + )}12=? 30?100%=%X±?x=±=(3)X= (+++++)=?6612?x=[6?1(6?12+ + ++ + )]=?30?100%=%X±?x=±=?6、(1)N?N??A???B???C? ? ????????A??B??C?22222??2?????(2)P??U???R?P?U??R?(3)㏑f=㏑U +㏑V - ㏑(U-V)dfdUdVd?U?V??11?1??1dU???=??+????dVfUVU?V?UU?V??VU?V?VUdU?dVUU?VVU?V22=-?????fVU??????? U?V????f?UU?V??VU?V?(4)㏑N=㏑m+㏑g + ㏑r+㏑R +2㏑T-2㏑4?- ㏑l ? ㏑N1? ㏑ N1?㏑ N1? ㏑ N?? ? ?0?mm?rr?RR?g2?lnN?lnN2?lnN1?0 ? ?? ???TT?ll?N???m???r???R??2?T???l?? ????????????????? N???m??r??R??T??l???22222127、??mm4m4???2??V12?dh?????????2????????2??????m???d???h?=????????? ?????????????2222223??=×≈≈∴?????±8.解:a?3?????100%≈%1?a1?a2?a3?a4?a5??1???????? 552s?a???4a?4???1?? ?A????????;?B?5(5?1)????12?a?A??B?????s?2a?a?2?????L?4?a?4?? ∴ S±?s=±???100%=5% ?L±?L?? L:??100%=%9、四则运算法(1) (2)+ ——————————∴ += ∴ =(3)8 3 4. 5× 2 3. 9——————— 7 5 1 0 5 2 5 0 3 531 6 6 9———————1 9 9 4 5∴×=?104 (4)∴÷=132 (5)??2? (6) .8?(7) =(8) ?10?5+2345=2345 (9)??(10) ?105+2345=?105?????? += += + =???(11)(12)?????==3?103310.由不确定度传递公式计算下列函数。
【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。
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。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。换能器S2作为声波的接收器是利用了压电材料的压电效应,空气的振动使压电陶瓷环片发生机械形变,从而产生电场,把声信号转变成了电信号。 【分析讨论题】 1. 为什么接收器位于波节处,晶体管电压表显示的电压值是最大值? 答:两超声换能器间的合成波可近似看成是驻波。其驻波方程为
A(x)为合成后各点的振幅。当声波在媒质中传播时,媒质中的压强也随着时间和位置发生变化,所以也常用声压P描述驻波。声波为疏密波,有声波传播的媒质在压缩或膨胀时,来不及和外界交换热量,可近似看作是绝热过程。气体做绝热膨胀,则压强减小;做绝热压缩,则压强增大。媒质体元的位移最大处为波腹,此处可看作既未压缩也未膨胀,则声压为零,媒质体元位移为零处为波节,此处压缩形变最大,则声压最大。由此可知,声波在媒质中传播形成驻波时,声压和位移的相位差为 。令P(x)为驻波的声压振幅,驻波的声压表达式为
波节处声压最大,转换成电信号电压最大。所以接收器位于波节处,晶体管电压表显示的电压值是最大值。 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? 答:调节光栅平面与入射光垂直时,光栅放在载物台调平螺钉b、c的垂直平分线上,望远镜和平行光管已调好,调节载物台调平螺钉a不能改变光栅面与入射光的夹角,只能调节螺钉b或c使光栅面反射回来的“+”字像与分划板上“ ”形叉丝的上十字重合,此时光栅平面与入射光垂直。 当各级谱线左右两侧不等高时,说明光栅刻线与载物台平面不垂直,调节b、c破坏入射光垂直光栅面,只调节a即可使各级谱线左右两侧等高。 【分析讨论题】 1. 利用本实验的装置如何测定光栅常数? 答:与实验步骤一样,调出光谱线,已知绿光波长 m,测量一级( )绿光衍射角 ,根据光栅方程 ,可计算出光栅常数d 。 2. 三棱镜的分辨本领 ,b是三棱镜底边边长,一般三棱镜 约为1000cm-1。问边长多长的三棱镜才能和本实验用的光栅具有相同的分辨率? 解:已知:实验测得 =27000, cm-1 求b。 由 得 b= (cm) 答:略。
实验四 多用电表的设计与制作 【分析讨论题】 1. 校准电表时,如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏高或偏低,即 总向一个方向偏,试问这是什么原因造成的?欲使 有正有负(合理偏向)应采取什么措施? 分流电阻或分压电阻的阻值不符合实际情况,导致读数都偏高或偏低。欲使 有正有负(合理偏向)应选择合适的分流电阻或分压电阻。 2. 证明欧姆表的中值电阻与欧姆表的内阻相等。 满偏时(因Rx=0) 半偏时 可得中值电阻 综合内阻 实验五 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。 实验六 用牛顿环法测定透镜的曲率半径
【预习思考题】 1.白光是复色光,不同波长的光经牛顿环装置各自发生干涉时,同级次的干涉条纹的半径不同,在重叠区域某些波长的光干涉相消,某些波长的光干涉相长,所以牛顿环将变成彩色的。 2.说明平板玻璃或平凸透镜的表面在该处不均匀,使等厚干涉条纹发生了形变。 3.因显微镜筒固定在托架上可随托架一起移动,托架相对于工作台移动的距离也即显微镜移动的距离可以从螺旋测微计装置上读出。因此读数显微镜测得的距离是被测定物体的实际长度。 4.(1)调节目镜观察到清晰的叉丝;(2)使用调焦手轮时,要使目镜从靠近被测物处自下向上移动,以免挤压被测物,损坏目镜。(3)为防止空程差,测量时应单方向旋转测微鼓轮。 5.因牛顿环装置的接触处的形变及尘埃等因素的影响,使牛顿环的中心不易确定,测量其半径必然增大测量的误差。所以在实验中通常测量其直径以减小误差,提高精度。 6.有附加光程差d0,空气膜上下表面的光程差 =2dk+d0+ ,产生k级暗环时, =(2k+1) /2,k=0,1,2…,暗环半径rk= ;则Dm2=(m —d0)R,Dn2= (n —d0)R,R= 。 【分析讨论题】 1. 把待测表面放在水平放置的标准的平板玻璃上,用平行光垂直照射时,若产生牛顿环现象,则待测表面为球面;轻压待测表面时,环向中心移动,则为凸面;若环向中心外移动,则为凹面。 2.牛顿环法测透镜曲率半径的特点是:实验条件简单,操作简便,直观且精度高。 3.参考答案 若实验中第35个暗环的半径为a ,其对应的实际级数为k, a2=kR k= =2d35+ +d0=(2k+1) (k=0,1,2…) d= 实验七 传感器专题实验
电涡流传感器 【预习思考题】 1.电涡流传感器与其它传感器比较有什么优缺点? 这种传感器具有非接触测量的特点,而且还具有测量范围大、灵敏度高、抗干扰能力强、不受油污等介质的影响、结构简单及安装方便等优点。缺点是电涡流位