大学物理实验教程思考题答案
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《薄透镜焦距的测量》参考答案和评分标准预习报告(20分)一.实验目的a.学会简单光学系统的共轴调节;b.掌握几种测量薄透镜焦距的方法.二. 实验仪器光具座及配件、凸透镜、凹透镜、平面反射镜三. 实验原理1.凸透镜焦距的测量方法(1)自准法(2)位移法2.凹透镜焦距的测量方法物距像距法四. 实验内容和步骤1.光学系统的共轴调节2.测凸透镜的焦距3.测凹透镜的焦距评分要点:1、要有实验名称、实验目的、实验原理、实验内容和步骤。
(5分)2、实验原理的书写要求用以自己的语言,言简意赅的语言表述清楚。
(5分)3、要绘制好填充测量数据所需要的表格。
(5分)4、报告的书写要整洁规范。
(5分)数据采集与实验操作(40分)评分要点:1、不能用手直接摸透镜的表面。
(5分)2、是否调节共轴。
(5分)3、对实验的原理是否掌握。
(10分)4、实验操作的熟练程度。
(15分)f±△f=18.33±0.05(cm)E=0.27%b.位移法测凸透镜焦距(10分)c. 物距-像距法测凹透镜焦距(10分)f±△f= -26±1(cm)E=3.6%评分要点:1、每个处理过程10分,焦距的计算5分,误差的处理5分。
2、误差的表示形式要注意,特别要注意有效数字。
六.思考题(10分)(1)利用f=(D+d)(D-d)/4D 测量凸透镜焦距有什么优点?答这种方法可以不用测量透镜的位置,从而避免透镜中心位置的不确定而带来物距和相距的误差。
(2)为什么在本实验中利用1/u+1/v=1/f 测焦距时,测量u和v都用毫米刻度的米尺就可以满足要求?设透镜由于色差和非近轴光线引起的误差是1%。
答设物距为20cm,毫米刻度尺带来的最大误差为0.5mm,其相对误差为0.25%,故没必要用更高精度的仪器。
(3)如果测得多组u,v值,然后以u+v为纵轴,以uv为横轴,作出实验的曲线属于什么类型,如何利用曲线求出透镜的焦距f。
实验八用拉脱发测定液体的表面张力系数1.对公式, 是要在水面与金属表面的接触角趋于0时满足的, 即在金属框恰好脱离液体前。
公式中的重力是金属框和它所粘附的液体的总重量, 但在公式中我们忽略了水对框架的浮力和水膜的重量。
2.“三线对齐”是因为朱利秤的下端是固定的,上端为自由端,因而我们在用朱利秤测量弹簧的伸长时也要固定弹簧的下端,这样才能在朱利秤上读到弹簧的伸长量。
“三线对齐”中的三线是指小镜子上的水平线和玻璃罐上的水平线以及玻璃罐上的水平线在小镜子里成的像。
实验十牛顿环干涉现象的研究和测量思考题1.牛顿环实验中, 假如平玻璃板上有微小的凸起, 则凸起处空气薄膜厚度变小, 这时的牛顿环是局部外凸的, 因为在平玻璃板上的突起位置的空气薄膜厚度变小, 此点的光程差也就变小, 那么此级暗条纹的光程差都要比该点的大, 因而该级暗条纹就会饶向外面一级的位置, 这时表现出此暗条纹就要外凸。
2.用白光照射时,我们是可以看到牛顿环干涉条纹的,而且是以赤橙黄绿蓝靛紫这样的顺序依次排列,只是在偏离中心位置越远,条纹级数之间会重叠越厉害。
实验十二迈克耳逊干涉仪数据处理参见P19的内容。
思考题1. 图形见书P115。
2.所以条纹变密。
实验十三超声波在空气中传播速度的测定数据处理中相对误差的有效位数参见P19的内容。
思考题1.因为在测量过程中, 我们要想在两个换能器之间形成驻波, 就一定要求S1发出的波和经S2发射的波是同频率, 同振幅, 而且是传播方向相反并在一条直线上, 这就要求两个换能器的发射面要保持相互平行。
2.略。
3.用“逐差法”处理数据是为了更充分地,最大限度地利用所测得的数据,保持多次测量的优点,减少测量误差。
实验十四密立根油滴实验数据处理表格1中最后要求的量是表格中的量求了平均以后的值, 比如量中的应该是对表格中的求5次测量的平均值。
而这其中的相对误差的表示参见P19。
思考题1.选择平衡点压在250V左右, 新仪器在12s-24s时间内匀速下降1.6mm的油滴(旧仪器在15s-30s时间内匀速下降2mm的油滴)的原因是在这个范围内的油滴体积不大, 带的电量也不是很多, 因而在下降时的速度不是很快, 下降的时间就比较容易测准确, 而且这样的油滴也不是很小, 不会因为太小而作布朗运动。
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。
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。
大学物理实验报告思考题答案【篇一:大学物理实验思考题答案及解析】>1.在示波器状况良好的情况下,荧光屏看不见亮点,怎样才能找到亮点?显示的图形不清晰怎么办?首先将亮点旋钮调至适中位置,不宜过大,否则损坏荧光屏,也不宜聚焦。
在示波器面板上关掉扫描信号后(如按下x-y键),调节上下位移键或左右位移键。
调整聚焦旋钮,可使图形更清晰。
2.如果正弦电压信号从y轴输入示波器,荧光屏上要看到正弦波,却只显示一条铅直或水平直线,应该怎样调节才能显示出正弦波?如果是铅直直线,则试检查x方向是否有信号输入。
如x-y键是否弹出,或者(t/div)扫描速率是否在用。
如果是水平直线,则试检查y方向是否信号输入正常。
如(v/div)衰减器是否打到足够档位。
3.观察正弦波图形时,波形不稳定时如何调节?调节(t/div)扫描速率旋钮及(variable)扫描微调旋钮,以及(trig level)触发电平旋钮。
4.观察李萨如图形时,如果只看到铅直或水平直线的处理方法?因为李萨如图形是由示波器x方向的正弦波信号和y方向的正弦波信号合成。
所以,试检查ch1通道中的(v/div)衰减器旋钮或ch2通道中的(v/div)衰减器旋钮。
5.用示波器测量待测信号电压的峰-峰值时,如何准确从示波器屏幕上读数?在读格数前,应使“垂直微调”旋到cal处。
建议用上下位移(position)旋钮将正弦波的波峰或波谷对齐某一横格再数格数,就不会两头数格时出现太大的误差。
6.用示波器怎样进行时间(周期)的测量?7.李萨如图形不稳定怎么办?调节y方向信号的频率使图形稳定。
实验六、霍尔效应(hall effect)1、实验过程中导线均接好,开关合上,但vh无示数,im和is示数正常,为什么?(1) vh组的导线可能接触不良或已断。
仔细检查导线与开关连接以及导线是否完好正常。
(2)vh的开关可能接触不良。
反复扳动开关看是否正常。
(3)可能仪器的显示本身有问题。
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,假设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.假设磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,按式〔〕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?假设磁感应强度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.假设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到达最大〔或晶体管电压表的示值到达最大〕,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。
假设在这样一个最正确状态移动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用霍耳法测螺线管的磁场[思考题]一、填空题1、霍耳效应就是由于在磁场就是受力的促进作用而产生的。
霍耳电压的大小与和成正比,霍耳电场方向为的方向。
2、实验公式b=式中各符号代表的物理意义是:b为;vh为;kh为;i为,又称为。
3、用霍耳效应测量螺线管的磁感应强度,为了增加或消解各种副效应增添的误差,通常使用的方法就是发生改变和中的电流,维持和中的电流,用四次测量霍耳电压的之平均值,作为被测量霍耳电压的平均值。
4、如果霍耳元件中的灵敏度kh已知,利用vh=khib来测定未知磁场b,在确定的和条件下,实际测出的p、s两端的电压v,不仅包括还应包括。
5、在霍耳元件测磁场中,改变控制电流i的方向时要扳动;改变磁场方向时要扳动,测量霍耳电压,电位差计调rx 总不能使检流计光标指零时要扳动,线路没有其它问题。
二、选择题1、利用霍耳效应测量磁感强度,这种实验方法属()a、比较法;b、模拟法;c、切换测量法;d、压缩法。
2、霍耳电压的计算公式vh=khib要求霍耳元件平面必须与被测磁场垂直,否则测出的vh将()a、变小小;b、变大;c、维持不变;d、不定。
3、在测量霍耳电压中,假定已测过v1(+i,+b)后,测v2(-i,+b)要改变霍耳元件中的控制电流方向,应将换向开关()a、k1高速运行;b、k2高速运行;c、k3高速运行;d、k1、k2都高速运行。
三、问答题1、霍耳元件测螺线管磁场实验电路图中由哪几个回路组成?它们的共同点就是什么?由三个回路组成:(1)霍耳电流供电回路;(2)螺线管磁场励磁电流供电回路;(3)霍耳电压测试电路。
它们各电路的共同点就是:每个电路都存有一个双刀双投掷的高速运行控制器,以它为中心共同组成各电路。
参考答案一、填空题1、运动电荷;洛仑兹;工作电流i;磁感应强度b;b×v。
2、霍耳元件所在处螺线管内磁感应强度;霍耳电压,即为霍耳片上四次测试霍耳电压的代数和的平均值;霍耳元件灵敏度;加到霍耳片上的工作电流;霍耳电流或掌控电流。
竭诚为您提供优质文档/双击可除大学物理实验报告思考题答案大全篇一:大学物理实验报告答案大全(实验数据及思考题答案全包括)大学物理实验报告答案大全(实验数据及思考题答案全包括)伏安法测电阻实验目的(1)利用伏安法测电阻。
(2)验证欧姆定律。
(3)学会间接测量量不确定度的计算;进一步掌握有效数字的概念。
实验方法原理根据欧姆定律,R??,如测得u和I则可计算出R。
值得注意的是,本实验待测电阻有两只,一个阻值相对较大,一个较小,因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式,以减小测量误差。
实验装置待测电阻两只,0~5mA电流表1只,0-5V电压表1只,0~50mA 电流表1只,0~10V电压表一只,滑线变阻器1只,DF1730sb3A稳压源1台。
实验步骤本实验为简单设计性实验,实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。
必要时,可提示学生参照第2章中的第2.4一节的有关内容。
分压电路是必须要使用的,并作具体提示。
(1)根据相应的电路图对电阻进行测量,记录u值和I值。
对每一个电阻测量3次。
(2)计算各次测量结果。
如多次测量值相差不大,可取其平均值作为测量结果。
(3)如果同一电阻多次测量结果相差很大,应分析原因并重新测量。
数据处理(1)由u?umax??1.5%,得到;u1??0.15V,u2??0.075V(2)由I?Imax??1.5%,得到I1??0.075mA,I2??0.75mA;22)??(,求得uR1?9??101??,uR2??1?;(3)再由uR?3VI(4)结果表示R1?(2.92??0.09)??103??,R2??(44??1)??光栅衍射实验目的(1)了解分光计的原理和构造。
(2)学会分光计的调节和使用方法。
(3)观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长实验方法原理若以单色平行光垂直照射在光栅面上,按照光栅衍射理论,衍射光谱中明条纹的位置由下式决定:=dsinψk=±kλ(a+b)sinψk如果人射光不是单色,则由上式可以看出,光的波长不同,其衍射角也各不相同,于是复色光将被分解,而在中央k=0、ψ=0处,各色光仍重叠在一起,形成中央明条纹。
实验四、波器及其应用1.在示波器状况良好的情况下,荧光屏看不见亮点,怎样才能找到亮点?显示的图形不清晰怎么办?首先将亮点旋钮调至适中位置,不宜过大,否则损坏荧光屏,也不宜聚焦。
在示波器面板上关掉扫描信号后(如按下x-y键),调节上下位移键或左右位移键。
调整聚焦旋钮,可使图形更清晰。
2.如果正弦电压信号从Y轴输入示波器,荧光屏上要看到正弦波,却只显示一条铅直或水平直线,应该怎样调节才能显示出正弦波?如果是铅直直线,则试检查x方向是否有信号输入。
如x-y键是否弹出,或者(t/div)扫描速率是否在用。
如果是水平直线,则试检查y方向是否信号输入正常。
如(v/div)衰减器是否打到足够档位。
3.观察正弦波图形时,波形不稳定时如何调节?调节(t/div)扫描速率旋钮及(variable)扫描微调旋钮,以及(trig level)触发电平旋钮。
4.观察李萨如图形时,如果只看到铅直或水平直线的处理方法?因为李萨如图形是由示波器x方向的正弦波信号和y方向的正弦波信号合成。
所以,试检查CH1通道中的(v/div)衰减器旋钮或CH2通道中的(v/div)衰减器旋钮。
5.用示波器测量待测信号电压的峰-峰值时,如何准确从示波器屏幕上读数?在读格数前,应使“垂直微调”旋到CAL处。
建议用上下位移(position)旋钮将正弦波的波峰或波谷对齐某一横格再数格数,就不会两头数格时出现太大的误差。
6.用示波器怎样进行时间(周期)的测量?在读格数前,应使“垂直微调”旋到CAL处。
根据屏幕上x轴坐标刻度,读得一个周期始末两点间得水平距离(多少div),如果t/div档示值为0.5ms/div,则周期=水平距离(div)×0.5ms/div。
7.李萨如图形不稳定怎么办?调节y方向信号的频率使图形稳定。
实验六、霍尔效应(Hall Effect)1、实验过程中导线均接好,开关合上,但Vh无示数,Im和Is示数正常,为什么?(1) Vh组的导线可能接触不良或已断。
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。
大学物理实验思考题答案标题:大学物理实验思考题答案引言:大学物理实验是培养学生科学思维、动手能力和解决问题的能力的重要环节。
在实验中,学生需要通过观察、测量、分析和推理等方法,逐步完成实验过程并得出结论。
而在实验中的思考题是考察学生对知识点的理解和应用能力的重要环节之一。
在本文中,我们将为您提供一些大学物理实验常见的思考题以及对应的答案。
一、实验一:牛顿第二定律验证实验1. 为什么会出现质量和加速度成正比的关系?答案:根据牛顿第二定律的表达式F=ma,质量m是物体惯性的度量,而加速度a则是物体对外界力所产生的响应。
由此可知,质量和加速度存在一种直接的比例关系,即当施加在物体上的力不变时,质量越大,物体的加速度越小;质量越小,物体的加速度越大。
2. 在实验中如何测量物体受力和加速度?答案:在实验中,可以使用弹簧测力计来测量物体受力的大小。
弹簧测力计通过弹簧的伸缩变化来测量物体所受的拉力或压力大小。
而测量物体的加速度可以通过测量物体在给定时间内的位移变化、速度变化或通过利用加速度计等仪器来实现。
二、实验二:光的干涉与衍射实验1. 为什么在光的干涉实验中需要使用相干光源?答案:在光的干涉实验中,需要使用相干光源来保证光波的相位差稳定。
相干光源的特点是具有一致的频率、波长和相位,可以形成稳定的干涉条纹。
如果使用非相干光源,光波的相位将不稳定,无法形成明亮的干涉条纹。
2. 干涉和衍射有什么区别?答案:干涉是指两个或多个光波相遇时产生的明暗相间的条纹现象。
干涉是由于光波的叠加作用形成的,通过干涉条纹可以推断出光的波长、相位差等信息。
而衍射则是指光波通过孔径或绕过物体时产生弯曲或扩散的现象。
衍射是由于光波的传播特性所导致的,通过衍射现象可以研究光波的传播和物体的结构等。
三、实验三:电路中的欧姆定律实验1. 为什么电流正比于电压?答案:根据欧姆定律,I=U/R,其中I为电流、U为电压、R为电阻。
由此可知,电流与电压存在直接的正比关系。
大学物理实验思考题答案实验一:用三线摆测物体的转动惯量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。
[实验二]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?本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览答: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]随机误差的统计规律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?本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览答: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。
大学物理实验报告答案大全(实验数据及思考题答案全包括)伏安法测电阻实验目的(1) 利用伏安法测电阻。
(2) 验证欧姆定律。
(3) 学会间接测量量不确定度de计算;进一步掌握有效数字de概念。
实验方法原理根据欧姆定律,IR = U ,如测得U 和I 则可计算出R。
值得注意de是,本实验待测电阻有两个,一个阻值相对较大,一个较小,因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式,以减小测量误差。
实验装置待测电阻两个,O~5mA电流表1 个,O-5V 电压表1 个,O~5OmA电流表1 个,O~1OV 电压表一个,滑线变阻器1 个,DF173OSB3A稳压源1 台。
实验步骤本实验为简单设计性实验,实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。
必要时,可提示学生参照第2 章中de第2.4 一节de有关内容。
分压电路是必须要使用de,并作具体提示。
(1) 根据相应de电路图对电阻进行测量,记录U 值和I 值。
对每一个电阻测量3 次。
(2) 计算各次测量结果。
如多次测量值相差不大,可取其平均值作为测量结果。
(3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大,应分析原因并重新测量。
数据分析处理测量次数1 2 3U1 /V 5.4 6.9 8.5I1 /mA 2.OO 2.6O 3.2OR1 / Ω 27OO 2654 2656测量次数1 2 3U2 /V 2.O8 2.22 2.5OI2 /mA 38.O 42.O 47.OR2 / Ω 54.7 52.9 53.2(1) 由. % max ΔU =U ×1 5 ,得到U O.15V , 1 Δ = U O O75V Δ 2 = . ;(2) 由. % max ΔI = I ×1 5 ,得到I O.O75mA, 1 Δ = I O 75mA Δ 2 = . ;(3) 再由2 23 3( ) ( )IIVu R U RΔ Δ= + ,求得9 1O Ω 1Ω 211 = × = R R u , u ;(4) 结果表示= (2.92 ± O.O9)×1O Ω, = (44 ±1)Ω 231 R R光栅衍射实验目的(1) 了解分光计de原理和构造。
(完整版)⼤学物理实验教材课后思考题答案⼤学物理实验教材课后思考题答案⼀、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11610~10--A 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。
大学物理实验空气绝热指数测定思考题答案1. 什么是空气绝热指数呀?答案:空气绝热指数γ是定压热容与定容热容之比,它反映了空气在绝热过程中压强和体积变化的关系。
就好比是空气在特定条件下,它的两种热容之间的一个比例关系,这个比例在很多物理过程里都特别重要呢。
2. 为什么要测定空气绝热指数呢?答案:这可有用啦。
在工程上,像热机的设计呀,空调制冷制热的原理分析啥的,都得用到这个空气绝热指数。
它能帮助我们更好地理解空气在绝热变化过程中的特性,就像知道了一个密码,能解开很多物理现象背后的秘密。
3. 在测定空气绝热指数的实验中,用到了哪些仪器呢?答案:通常会用到绝热容器、压强传感器、温度传感器之类的仪器。
这些仪器就像是侦探的工具一样,能帮我们探测到空气在绝热过程中的各种变化,比如说压强的变化、温度的变化,然后通过这些变化的数据来计算出绝热指数。
4. 如果实验中压强传感器出现故障,会对结果有什么影响呢?答案:那影响可大啦。
因为我们是通过压强的变化数据来计算绝热指数的,如果压强传感器坏了,得到的压强数据就不准确,那算出来的绝热指数肯定也是错的。
就好像你要做蛋糕,结果量面粉的秤坏了,蛋糕肯定做不好。
5. 实验中的误差来源有哪些呢?答案:有好多呢。
仪器的精度是一个方面,比如压强传感器和温度传感器本身可能就存在一定的误差。
还有环境因素,像周围的温度波动、空气流动等可能会干扰实验。
另外,实验操作过程中,比如读数的时间不准确,对容器的绝热性处理不好等也会带来误差。
6. 如何减小实验中的误差呢?答案:首先得选用精度高的仪器,这就像选好的材料做东西一样。
然后要控制好实验环境,尽量让周围的温度稳定,避免空气的强烈流动。
在操作的时候呢,要严格按照实验步骤来,准确地读数,对绝热容器做好绝热处理,比如给它包裹上绝热材料。
7. 空气绝热指数在日常生活中有哪些体现呢?答案:在我们用打气筒给自行车打气的时候,就有体现。
当我们快速压缩空气的时候,空气的温度会升高,这就和空气绝热指数有关。
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。
(2)本实验在测量pn结温度时,应该注意哪些问题?答:在记录数据开始和结束时,同时都要记录下干井中温度?,取温度平均值?。
(3)在用基本函数进行曲线拟合求经验公式时,如何检验哪一种函数式拟合得最好,或者拟合的经验公式最符合实验规律?答:运用最小二乘法,将实验数据分别代入线性回归、指数回归、乘幂回归这三种常用的基本函数,然后求出衡量各回归方程好坏的拟合度r2。
拟合度最接近于1的函数,拟合得最好。
五、地磁场(1)磁阻传感器和霍耳传感器在工作原理有什么区别?答:前者是磁场变化引起材料阻值变化,最终使得电桥外接电压转变为对应的输出电压;后者是磁场变化引起流经材料内部的载流子发生偏转而产生电压。
(2)为何坡莫合金磁阻传感器遇到较强磁场时,其灵敏度会降低?用什么方法来恢复其原来的灵敏度?答:传感器遇到强磁场感应时,对应的磁阻材料将产生磁畴饱和现象,外加磁场很难改变磁阻材料的阻值,所以传感器灵敏度会降低。
方法是:在硅片上设计两条铝制电流带,一条是置位与复位带,该传感器遇到强磁场感应时,将产生磁畴饱和现象,可用此来置位或复位极性;另一条是偏置磁场带,用于产生一个偏置磁场,补偿环境磁场中的弱磁场部分(当外加磁场较弱时,磁阻相对变化值与磁感应强度成平方关系),使磁阻传感器输出显示线性关系。
(或者按复位键)六、牛顿环1.利用透射光观测牛顿环与用反射光观测会有什么区别?答:干涉条纹明暗互补,即,在透射方向观察因不存在半波损失,仍会观察到亮暗相间的同心圆环干涉条纹,但亮暗正好与在反射方向观察互补!2.测量暗环直径时,叉丝交点没有通过环心,因而测量的是弦而非直径,对实验结果是否有影响?为什么? 答:2rk2?lk??2 222rm?rn2?lm?ln条纹间距 ?r?(k?1)r??kr?r(k1k)1rk?1?kk??r?随着环数增加,条纹越密所以所以,没有影响,圆环直径的平方差等于对应的弦的平方差。
为什么由平凸透镜和平板玻璃形成的牛顿环离中心越远,条纹越密? 答:第k级暗环的半径 r?krk七、麦克尔逊干涉仪1.测he-ne激光波长时,微调手轮始终只能朝一个方向转动,为什么?答:防止引入空程差。
2.为什么m1与m2必须完全平行时,才能见到一组同心的圆形干涉条纹?如果m1与m2不平行,将出现什么样的干涉条纹?答:当m1和m2′平行,设m1和m2′距离为d,面光源上某点发出的光线以相同的入射角i入射,经反射后,相干光1、2的光程差??2dcosi。
由上式可知,当d一定时,光程差仅与入射角有关,即具有同一入射角i的光束所形成的是光程差相同的同级条纹。
在整个干涉区域内,不同倾角的光束可形成以e为圆心的一组明暗相间的同心圆环。
当m1、m2′不再平行而是有微小夹角?、且m1和m2′之间形成的楔形空气层较薄时,会形成等厚干涉条纹。
如果入射角?很小,光束近于垂直入射时,cos?=1-?/2 ,故223.对定域干涉和非定域干涉观察方法有何不同?答:非定域干涉在光场中任何位置都可看到干涉条纹,定域干涉只能在某些特定的区域(无穷远或透镜焦平面处)观察到干涉条纹。
4.点光源照射时看到的干涉图与牛顿环实验中看到的干涉图从现象上看有什么共同之处?从本质上看有什么共同之处、有什么不同之处?答:从现象上看都是同心圆环状的干涉条纹,内疏外密。
从本质上看都是分振幅法产生的干涉图像,迈克尔是等倾干涉,级次内高外低;牛顿环是等厚干涉,级次内低外高。
5.测量石英晶片厚度时,为什么必须用白光而不用单色光?白光干涉条纹在没有补偿板的情况下能否调出来?答:白光相干长度特别小,只有当光程差几乎为零时才发生干涉,加入石英晶片后光路2的光程改变了,只有光路2的长度改变使光程差再次相等时才能再次出现干涉条纹。
如果用其他光,比如激光,由于激光的相干长度较大,即使光程差不相等,光程差不为零,也能出现干涉条纹,公式4.16.8中的d就不准确,不能用来计算晶片厚度。
6.空气折射率与压强有关,真空时的折射率为1,标准大气压时空气折射率为n,请提出设计方案,用迈克尔孙干涉仪测量空气折射率。
答:实验原理:从光源s发出的一束光,在分束镜g的半反射面上被分成反射光束1和透射光束2。
光束1从g反射出后投向m1镜,反射回来再穿过g;光束2投向m2镜,经m2镜反射回来再通过g膜面上反射。
于是,反射光束1与透射光束2在空间相遇,发生干涉。
mm2图1 迈克尔逊干涉仪光路示意图由图1可知,迈克尔逊干涉仪中,当光束垂直入射至m1、m2镜时,两束光的光程差?为2(n1l1?n2l2) (1)式中,n1和n2分别是路程l1、l2上介质的折射率。
设单色光在真空中的波长为?,当k?,k?0, 1, 2, 3, ? (2)时干涉相长,相应地在接收屏中心的总光强为极大。
由式(1)知,两束相干光的光程差不但与几何路程有关,还与路程上介质的折射率有关。
当l1支路上介质折射率改变?n1时,因光程的相应改变而引起的干涉条纹的变化数为【篇二: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。
(2)本实验在测量pn结温度时,应该注意哪些问题?答:在记录数据开始和结束时,同时都要记录下干井中温度?,取温度平均值?。
(3)在用基本函数进行曲线拟合求经验公式时,如何检验哪一种函数式拟合得最好,或者拟合的经验公式最符合实验规律?答:运用最小二乘法,将实验数据分别代入线性回归、指数回归、乘幂回归这三种常用的基本函数,然后求出衡量各回归方程好坏的拟合度r2。
拟合度最接近于1的函数,拟合得最好。
五、地磁场(1)磁阻传感器和霍耳传感器在工作原理有什么区别?答:前者是磁场变化引起材料阻值变化,最终使得电桥外接电压转变为对应的输出电压;后者是磁场变化引起流经材料内部的载流子发生偏转而产生电压。
(2)为何坡莫合金磁阻传感器遇到较强磁场时,其灵敏度会降低?用什么方法来恢复其原来的灵敏度?答:传感器遇到强磁场感应时,对应的磁阻材料将产生磁畴饱和现象,外加磁场很难改变磁阻材料的阻值,所以传感器灵敏度会降低。
方法是:在硅片上设计两条铝制电流带,一条是置位与复位带,该传感器遇到强磁场感应时,将产生磁畴饱和现象,可用此来置位或复位极性;另一条是偏置磁场带,用于产生一个偏置磁场,补偿环境磁场中的弱磁场部分(当外加磁场较弱时,磁阻相对变化值与磁感应强度成平方关系),使磁阻传感器输出显示线性关系。
(或者按复位键)六、牛顿环1.利用透射光观测牛顿环与用反射光观测会有什么区别?答:干涉条纹明暗互补,即,在透射方向观察因不存在半波损失,仍会观察到亮暗相间的同心圆环干涉条纹,但亮暗正好与在反射方向观察互补!2.测量暗环直径时,叉丝交点没有通过环心,因而测量的是弦而非直径,对实验结果是否有影响?为什么? 答:2rk2?lk??2 222rm?rn2?lm?ln所以,没有影响,圆环直径的平方差等于对应的弦的平方差。