2012年整理給廣陵研究生帶實(shí)驗(yàn)思考題答題案.doc

實(shí)驗(yàn)一 物體密度的測(cè)定【預(yù)習(xí)題】1簡(jiǎn)述游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器的測(cè)量原理及使用時(shí)的注意事項(xiàng)。答：（1）游標(biāo)卡尺的測(cè)量原理及使用時(shí)的注意事項(xiàng)：游標(biāo)卡尺是一種利用游標(biāo)提高精度的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器，它由主尺和游標(biāo)組成。設(shè)主尺上的刻度間距為，游標(biāo)上的刻度間距為，比略小一點(diǎn)。一般游標(biāo)上的個(gè)刻度間距等于主尺上(-1)個(gè)刻度間距，即。由此可知，游標(biāo)上的刻度間距與主尺上刻度間距相差,這就是游標(biāo)的精度。教材P33圖1-2所示的游標(biāo)卡尺精度為,即主尺上49mm與游標(biāo)上50格同長(zhǎng)，如教材圖1-3所示。這樣，游標(biāo)上50格比主尺上50格（50mm）少一格（1mm），即游標(biāo)上每格長(zhǎng)度比主尺每格少150 = 0.02(mm)， 所以該游標(biāo)卡尺的精度為0.02mm。使用游標(biāo)卡尺時(shí)應(yīng)注意：一手拿待測(cè)物體，一手持主尺，將物體輕輕卡住，才可讀數(shù)。注意保護(hù)量爪不被磨損，決不允許被量物體在量爪中挪動(dòng)。游標(biāo)卡尺的外量爪用來(lái)測(cè)量厚度或外徑，內(nèi)量爪用來(lái)測(cè)量?jī)?nèi)徑，深度尺用來(lái)測(cè)量槽或筒的深度，緊固螺絲用來(lái)固定讀數(shù)。（2）螺旋測(cè)微器的測(cè)量原理及使用時(shí)的注意事項(xiàng)：螺旋測(cè)微器又稱千分尺，它是把測(cè)微螺桿的角位移轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€位移來(lái)測(cè)量微小長(zhǎng)度的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器。螺旋測(cè)微器主要由固定套筒、測(cè)量軸、活動(dòng)套筒(即微分筒)組成。如教材P24圖1-4所示，固定套管D上套有一個(gè)活動(dòng)套筒C(微分筒)，兩者由高精度螺紋緊密咬合，活動(dòng)套筒與測(cè)量軸A相聯(lián)，轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)套筒可帶動(dòng)測(cè)量軸伸出與縮進(jìn)，活動(dòng)套筒轉(zhuǎn)動(dòng)一周()，測(cè)量軸伸出或縮進(jìn)1個(gè)螺距。因此，可根據(jù)活動(dòng)套筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角度求得測(cè)量軸移動(dòng)的距離。對(duì)于螺距是0.5mm螺旋測(cè)微器，活動(dòng)套筒C的周界被等分為50格，故活動(dòng)套筒轉(zhuǎn)動(dòng)1 格，測(cè)量軸相應(yīng)地移動(dòng)0.5/50=0.01mm,再加上估讀，其測(cè)量精度可達(dá)到0.001 mm。使用螺旋測(cè)微器時(shí)應(yīng)注意：測(cè)量軸向砧臺(tái)靠近快夾住待測(cè)物時(shí)，必須使用棘輪而不能直接轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)套筒，聽(tīng)到“咯、咯”即表示已經(jīng)夾住待測(cè)物體，棘輪在空轉(zhuǎn)，這時(shí)應(yīng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪，進(jìn)行讀數(shù)，不要將被測(cè)物拉出，以免磨損砧臺(tái)和測(cè)量軸。應(yīng)作零點(diǎn)校正。2為什么膠片長(zhǎng)度可只測(cè)量一次？答：?jiǎn)未螠y(cè)量時(shí)大體有三種情況：（1）儀器精度較低，偶然誤差很小，多次測(cè)量讀數(shù)相同，不必多次測(cè)量。（2）對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確程度要求不高，只測(cè)一次就夠了。（3）因測(cè)量條件的限制，不可能多次重復(fù)測(cè)量。本實(shí)驗(yàn)由對(duì)膠片長(zhǎng)度的測(cè)量屬于情況（1），所以只測(cè)量1次?！舅伎碱}】1量角器的最小刻度是。為了提高此量角器的精度，在量角器上附加一個(gè)角游標(biāo)，使游標(biāo)30分度正好與量角器的29分度等弧長(zhǎng)。求該角游標(biāo)的精度(即可讀出的最小角度)，并讀出下圖所示的角度。答：因?yàn)榱拷瞧鞯淖钚】潭仁?0，游標(biāo)30分度與量角器29分度等弧長(zhǎng)，所以游標(biāo)的精度為 ，圖示角度為 。2用螺旋測(cè)微器進(jìn)行測(cè)量時(shí)要考慮螺距誤差嗎？答：不要。因?yàn)橛寐菪郎y(cè)微器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，活動(dòng)套筒（即微分筒)只向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，所以不考慮螺距誤差。3設(shè)計(jì)一種修正齒孔面積的方案。答：齒孔形狀如圖1所示。齒孔面積S等于長(zhǎng)方形面積XY減去修正面積S。由圖1、圖2可知修正面積等于正方形和內(nèi)切圓面積之差，所以只要測(cè)出內(nèi)切圓的半徑，就可求出S。用讀數(shù)顯微鏡測(cè)出圖1中的X1、X2、Z1、Z2，得內(nèi)切圓的半徑：則修正面積為： 圖2圖1實(shí)驗(yàn)二 電阻的測(cè)量和伏安特性的研究【預(yù)習(xí)題】1測(cè)量二極管伏安特性曲線時(shí)，為什么正向曲線的測(cè)量要用外接法，而反向曲線的測(cè)量要用內(nèi)接法?答：因?yàn)槎O管正向電阻較小，反向電阻較大，所以正向曲線的測(cè)量宜采用電流表外接法，反向曲線的測(cè)量宜采用電流表內(nèi)外接法。2電源、電表、滑線變阻器接到電路中要注意什么？答：在使用電源時(shí)，應(yīng)注意：(1)注意人身安全，一般安全電壓為36V。高于36V操作時(shí)盡量用一只手操作。(2)不能使總電路中的總電流超過(guò)額定電流值，更不能使電源短路（即不能使外電阻接近于零）。(3)直流電表的正、負(fù)極應(yīng)與直流電源的正、負(fù)極對(duì)應(yīng)聯(lián)接（即正接正，負(fù)接負(fù)），否則會(huì)使電表?yè)p壞。而交流電沒(méi)有正負(fù)極之分。(4)在電路中必須連電源開(kāi)關(guān)，接線時(shí)和不進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要使電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)且將輸出旋鈕逆時(shí)針調(diào)至零，線路接好經(jīng)查無(wú)誤后打開(kāi)電源。做完實(shí)驗(yàn)，一定要先切斷電源，然后再拆去其他部分。使用電表時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）選擇電表：根據(jù)待測(cè)電流（或電壓）的大小，選擇合適量程的電流表（或電壓表）。如果選擇的量程小于電路中的電流（或電壓），會(huì)使電表?yè)p壞；如果選擇的量程太大，指針偏轉(zhuǎn)角度太小，讀數(shù)就不準(zhǔn)確。使用時(shí)應(yīng)事先估計(jì)待測(cè)量的大小，選擇稍大的量程試測(cè)一下，再根據(jù)試測(cè)值選用合適的量程，一般要盡可能使電表的指針偏轉(zhuǎn)在量程的2/3以上位置。（2）電流方向：直流電表指針的偏轉(zhuǎn)方向與所通過(guò)的電流方向有關(guān)，所以接線時(shí)必須注意電表上接線柱的“+”、“-”標(biāo)記。電流應(yīng)從標(biāo)有“+”號(hào)的接線柱流入，從標(biāo)有“-”號(hào)的接線柱流出。切不可把極性接錯(cuò)，以免損壞指針。（3）視差問(wèn)題：讀數(shù)時(shí)，必須使視線垂直于刻度表面。精密電表的表面刻度尺下附有平面鏡，當(dāng)指針在鏡中的像與指針重合時(shí)，所對(duì)準(zhǔn)的刻度，才是電表的準(zhǔn)確讀數(shù)。（4）要正確放置電表，表盤(pán)上一般都標(biāo)有放置方式，如用“”或“”表示平放；用“”或“”表示立放；“”表示斜放，不按要求放置將影響測(cè)量精度。（5）使用前電表的指針應(yīng)指零，若不指零，需要調(diào)零。使用滑線變阻器時(shí)要注意：通過(guò)滑線變阻器的電流不能超過(guò)其額定電流。3被測(cè)低電阻為何要有4個(gè)端鈕？答：消除接觸電阻?！舅伎碱}】1滑線變阻器主要有哪幾種用途？如何使用？結(jié)合本次實(shí)驗(yàn)分別給予說(shuō)明。 答：（1）滑線變阻器主要有兩種用途：限流和分壓。（2）對(duì)限流電路（如教材圖3-10）：在接通電源前，一般應(yīng)使C滑到B端，使最大，電流最小，確保安全。以后逐步調(diào)節(jié)限流器電阻，使電流增大至所需值。對(duì)分壓電路（如教材圖3-11）：在接通電源前，一般應(yīng)使C滑到B端，使兩端電壓最小，確保安全。以后逐步調(diào)節(jié)分壓器電阻，使兩端電壓增大至所需值。（3）本次實(shí)驗(yàn)中測(cè)二極管特性曲線時(shí)，滑線變阻器用于分壓；利用四端接線法測(cè)量一段電阻絲電阻時(shí)，滑線變阻器用于限流。2在實(shí)驗(yàn)中，若電源電壓為6V，被測(cè)電阻約為50，電流表（毫安表）的量程為150/300mA，150mA檔的內(nèi)阻約0.4，電壓表的量程為1.5/3.0/7.5，每伏特電壓的內(nèi)阻約200。如何選用電表量程，電表采用何種接法比較好？答：（1）因?yàn)殡娫措妷簽?V，所以電壓表量程應(yīng)選擇7.5V；又因?yàn)橥ㄟ^(guò)電阻的電流，所以電流表量程應(yīng)選擇150mA。（2）由題意知、，則 因?yàn)楫?dāng)時(shí)，應(yīng)采用電流表內(nèi)接法測(cè)量；當(dāng)時(shí)，應(yīng)采用電流表外接法測(cè)量。所以比較兩式后可知電流表宜采用內(nèi)接法。3如果低電阻的電勢(shì)端鈕與電流端鈕搞錯(cuò)會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？為什么？答：在本實(shí)驗(yàn)中，若將待測(cè)低電阻的電勢(shì)端鈕與電流端鈕接反，則測(cè)得的電壓為待測(cè)低電阻和電流表的接觸電阻上共有的，所測(cè)阻值比待測(cè)低電阻阻值要大。實(shí)驗(yàn)七 用直流電橋測(cè)量電阻【預(yù)習(xí)題】1怎樣消除比例臂兩只電阻不準(zhǔn)確相等所造成的系統(tǒng)誤差？答：可以交換和，進(jìn)行換臂測(cè)量，這樣最終，就與比例臂沒(méi)有關(guān)系了?！舅伎碱}】1改變電源極性對(duì)測(cè)量結(jié)果有什么影響？答：在調(diào)節(jié)檢流計(jì)平衡時(shí)，改變極性對(duì)未知電阻的測(cè)量沒(méi)有影響。測(cè)量電橋靈敏度時(shí)，改變電源極性會(huì)改變指針偏轉(zhuǎn)方向，但對(duì)偏轉(zhuǎn)格數(shù)沒(méi)有影響?？傊?，改變電源極性對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響。2影響單臂電橋測(cè)量誤差的因素有哪些？答： （1）電橋靈敏度的限制，（2）電阻箱各旋鈕讀數(shù)的準(zhǔn)確度等級(jí)（3）電阻箱各旋鈕的殘余電阻（接觸電阻）實(shí)驗(yàn)八 液體粘滯系數(shù)的測(cè)定【預(yù)習(xí)題】1在一定的液體中，若減小小球直徑，它下落的收尾速度怎樣變化？減小小球密度呢？答：在一定的液體中，小球下落的收尾速度與小球的質(zhì)量和小球最大截面積有關(guān)。即化簡(jiǎn)后得：從上式可見(jiàn)，小球的收尾速度與小球半徑和密度的平方根成正比，其中K為比例系數(shù)。2試分析實(shí)驗(yàn)中造成誤差的主要原因是什么？若要減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)中哪些量的測(cè)量方法進(jìn)行改進(jìn)？答：在實(shí)驗(yàn)中，小球的半徑r和下落速度是對(duì)粘滯系數(shù)測(cè)量誤差影響最大的兩個(gè)因素。（1）小球直徑的測(cè)量：因?yàn)樵摿康慕^對(duì)量值較小，如測(cè)量?jī)x器選用不當(dāng)或測(cè)量方法不當(dāng)都會(huì)造成測(cè)量的相對(duì)誤差較大。應(yīng)選用規(guī)則的小球，小球直徑盡量小些。測(cè)量?jī)x器的精度要較高。如選用螺旋測(cè)微器，讀數(shù)顯微鏡。（2）的測(cè)量：的測(cè)量又決定于測(cè)量距離和t這兩個(gè)量的測(cè)量。在可能的條件下，增加的量值是很重要的（即提高了本身測(cè)量精度，又提高了t的測(cè)量精度）；在t的測(cè)量中，秒表的啟動(dòng)和停止的判斷果斷，直接影響測(cè)量結(jié)果，實(shí)驗(yàn)前可進(jìn)行訓(xùn)練。當(dāng)然改進(jìn)測(cè)量方法，如用光電計(jì)時(shí)裝置，可提高t的測(cè)量的準(zhǔn)確度。（3）溫度對(duì)液體的粘滯系數(shù)的影響極大，故在用一組小球測(cè)量液體粘滯系數(shù)時(shí)，在第一個(gè)小球下落前要測(cè)量一次液體溫度，最后一個(gè)小球下落后又要測(cè)量一次液體溫度，取其平均值為液體粘滯系數(shù)測(cè)量時(shí)的溫度?！舅伎碱}】1什么是粘滯阻力？答：液體流動(dòng)時(shí)，流速層間的內(nèi)摩擦力與摩擦面積S、速度梯度成正比：或,比例系數(shù)稱為粘滯系數(shù)。單位為帕斯卡秒，用Pas表示。2什么是收尾速度？答：做直線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力為“0”時(shí)所具有的速度。在這一時(shí)刻后物體將以“收尾速度”作勻速直線運(yùn)動(dòng)。3在實(shí)驗(yàn)中如何確定A、B兩標(biāo)線？答：確定小球下落時(shí)合適的計(jì)時(shí)點(diǎn)（A點(diǎn)）十分必要，可根據(jù)小球由液面從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)方程：來(lái)進(jìn)行分析討論。式中：浮力為為液體的密度；V為小球的體積）、粘滯阻力為。導(dǎo)出小球由液面從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始下落到合外力為“0”時(shí)的這距離h的計(jì)算公式： 為小球的密度，為液體的密度，為液體粘滯系數(shù)（可進(jìn)行粗測(cè)，也可通過(guò)查表得到）。一般地計(jì)時(shí)起點(diǎn)的的位置（A點(diǎn)）在液面下方5就能實(shí)現(xiàn)小球勻速下落。至于下標(biāo)線B點(diǎn)的位置在保證離容器底部有一定距離情況下盡可能增大S的距離。實(shí)驗(yàn)九 模擬法描繪靜電場(chǎng)【預(yù)習(xí)題】1用二維穩(wěn)恒電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件有哪些要求？答：（1）穩(wěn)恒場(chǎng)中電極形狀與被模擬的靜電場(chǎng)的帶電體幾何形狀相同。（2）穩(wěn)恒場(chǎng)中的導(dǎo)電介質(zhì)應(yīng)是不良導(dǎo)體且電阻率分布均勻，電流場(chǎng)中的電極（良導(dǎo)體）的表面也近似是一個(gè)等位面。（3）模擬所用電極系統(tǒng)與被模擬電極系統(tǒng)的邊界條件相同。2等勢(shì)線與電場(chǎng)線之間有何關(guān)系？答：等勢(shì)線與電場(chǎng)線處處正交。3如果電源電壓增加一倍，等勢(shì)線和電場(chǎng)線的形狀是否變化？電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)分布是否變化？為什么？答：電源電壓增加一倍，等勢(shì)線和電場(chǎng)線的形狀不變，但原先電勢(shì)為U的等勢(shì)線變?yōu)殡妱?shì)為2U的等勢(shì)線。根據(jù)（10-9）、（10-10）可知，電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)分布變化：當(dāng)r不變時(shí)，Ur2Ur，Er2Er?！舅伎碱}】1出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，用我們實(shí)驗(yàn)中所用裝置畫(huà)出的等位面和電力線形狀有無(wú)變化？（1）電源電壓提高一倍；（2）導(dǎo)電紙上的導(dǎo)電材料的導(dǎo)電率相同但厚度不同；（3）電壓表讀數(shù)有比實(shí)際值大10%的系統(tǒng)性誤差；（4）電極邊緣和導(dǎo)電紙接觸不良；（5）測(cè)量時(shí)電源電壓不穩(wěn)定，在緩慢增加。答：等勢(shì)面和電場(chǎng)線形狀變化情況為：（1）形狀不變，但根據(jù)（10-9）可知，原先電勢(shì)為Ur的等勢(shì)線變?yōu)殡妱?shì)為2Ur的等勢(shì)線。（2）形狀不變，根據(jù)（10-9）、（10-10）可知，Ur、Er與厚度t無(wú)關(guān)。（3）形狀不變，但根據(jù)（10-9）可知，所測(cè)電勢(shì)為Ur的等勢(shì)線實(shí)為電勢(shì)為U的等勢(shì)線。（4）形狀有變化，接觸不好導(dǎo)致電極的有效形狀不再是圓形或圓環(huán)形。（5）形狀有變化，對(duì)于同一電勢(shì)來(lái)說(shuō)，后測(cè)量的點(diǎn)所測(cè)出的等勢(shì)線電勢(shì)半徑將逐漸減小。2怎樣由測(cè)得的等位線描繪電力線？電力線的疏密和方向如何確定？將極間電壓的正負(fù)交換一下，實(shí)驗(yàn)得到的等位線會(huì)有變化嗎？答：見(jiàn)圖所示。電場(chǎng)線的疏密由等勢(shì)線的疏密確定，等勢(shì)線密的地方電場(chǎng)線也密。電場(chǎng)線的方向由正電位指向負(fù)電位。如果將極間電壓正負(fù)極交換一下，得到的等勢(shì)線將會(huì)發(fā)生變化。原來(lái)電勢(shì)高的等勢(shì)線將變成電勢(shì)低的等勢(shì)線，相反原來(lái)電勢(shì)低的等勢(shì)線將變成電勢(shì)高的等勢(shì)線。實(shí)驗(yàn)十 液體表面張力系數(shù)的測(cè)定【預(yù)習(xí)題】1如何裝配及使用焦利氏秤？答：（1）安裝好彈簧，小鏡及玻璃管并初步調(diào)好他們之間的相互位置后，調(diào)正三足底座上的底腳螺絲，使立管處于鉛直狀態(tài)。此時(shí)，小鏡在玻璃管內(nèi)與玻璃管內(nèi)壁應(yīng)不觸碰。（2）調(diào)節(jié)旋鈕時(shí)要平穩(wěn)，視線平視，做到“三線對(duì)齊”?！舅伎碱}】1為什么在拉液膜的過(guò)程中始終保持“三線合一”？答：普通彈簧秤是上端固定，加負(fù)載后向下伸長(zhǎng)，而焦利氏秤是控制彈簧的下端的位置不變，加負(fù)載后，彈簧伸長(zhǎng)，調(diào)節(jié)旋鈕，使“三線合一”保證了下端位置不變，相當(dāng)于彈簧向上拉伸，由標(biāo)尺和游標(biāo)確定彈簧伸長(zhǎng)量。2測(cè)金屬絲框的寬度L時(shí)應(yīng)測(cè)它的內(nèi)寬還是外寬？為什么？答：應(yīng)測(cè)外寬，因?yàn)楸砻鎻埩εc液膜周界成正比，而金屬絲框形成的液膜其周界為外側(cè)寬度。 3若空立管不垂直，對(duì)測(cè)量有什么影響？試做定性分析。 答：如圖所示： (1) 中空立柱垂直時(shí)： 設(shè)彈簧在受垂直力mg時(shí)伸長(zhǎng)量為，受水的表面張力時(shí)的 伸長(zhǎng)量為 （2） 中空立柱不垂直時(shí)（與垂直方向有夾角）： 彈簧在受垂直力mg時(shí)伸長(zhǎng)量仍為，但中空立柱的伸長(zhǎng)量 則為= 受水的表面張力時(shí)的伸長(zhǎng)量仍為 ，但相應(yīng)的中空立柱的 伸長(zhǎng)量則為= 垂直時(shí) =不垂直時(shí)=； = 從三角形的幾何關(guān)系可知：=；所以=。故對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響。實(shí)驗(yàn)十一 拉伸法測(cè)金屬絲的揚(yáng)氏彈性摸量【預(yù)習(xí)題】1如何根據(jù)幾何光學(xué)的原理來(lái)調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡、光杠桿和標(biāo)尺之間的位置關(guān)系？如何調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡？答：（1）根據(jù)光的反射定律分兩步調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡、光杠桿和標(biāo)尺之間的位置關(guān)系。第一步：調(diào)節(jié)來(lái)自標(biāo)尺的入射光線和經(jīng)光杠桿鏡面的反射光線所構(gòu)成的平面大致水平。具體做法如下：用目測(cè)法調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡和光杠桿大致等高。用目測(cè)法調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡下的高低調(diào)節(jié)螺釘，使望遠(yuǎn)鏡大致水平；調(diào)節(jié)光杠桿鏡面的仰俯使光杠桿鏡面大致鉛直；調(diào)節(jié)標(biāo)尺的位置，使其大致鉛直；調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡上方的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)使望遠(yuǎn)鏡的光軸垂直光杠桿鏡面。第二步：調(diào)節(jié)入射角（來(lái)自標(biāo)尺的入射光線與光杠桿鏡面法線間的夾角）和反射角（經(jīng)光杠桿鏡面反射進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡的反射光與光杠桿鏡面法線間的夾角）大致相等。具體做法如下：沿望遠(yuǎn)鏡筒方向觀察光杠桿鏡面，在鏡面中若看到標(biāo)尺的像和觀察者的眼睛，則入射角與反射角大致相等。如果看不到標(biāo)尺的像和觀察者的眼睛，可微調(diào)望遠(yuǎn)鏡標(biāo)尺組的左右位置，使來(lái)自標(biāo)尺的入射光線經(jīng)光杠桿鏡面反射后，其反射光線能射入望遠(yuǎn)鏡內(nèi)。（2）望遠(yuǎn)鏡的調(diào)節(jié)：首先調(diào)節(jié)目鏡看清十字叉絲，然后物鏡對(duì)標(biāo)尺的像（光杠桿面鏡后面2D處）調(diào)焦，直至在目鏡中看到標(biāo)尺清晰的像。2在砝碼盤(pán)上加載時(shí)為什么采用正反向測(cè)量取平均值的辦法？答：因?yàn)榻饘俳z彈性形變有滯后效應(yīng)，從而帶來(lái)系統(tǒng)誤差?！舅伎碱}】1光杠桿有什么優(yōu)點(diǎn)？怎樣提高光杠桿測(cè)量微小長(zhǎng)度變化的靈敏度？答：（1）直觀 、簡(jiǎn)便、精度高。（2）因?yàn)?，即，所以要提高光杠桿測(cè)量微小長(zhǎng)度變化的靈敏度，應(yīng)盡可能減小光杠桿長(zhǎng)度（光杠桿后支點(diǎn)到兩個(gè)前支點(diǎn)連線的垂直距離），或適當(dāng)增大D（光杠桿小鏡子到標(biāo)尺的距離為D）。2如果實(shí)驗(yàn)中操作無(wú)誤，得到的數(shù)據(jù)前一兩個(gè)偏大，這可能是什么原因，如何避免？答：可能是因?yàn)榻饘俳z有彎曲。避免的方法是先加一兩個(gè)發(fā)碼將金屬絲的彎曲拉直。3如何避免測(cè)量過(guò)程中標(biāo)尺讀數(shù)超出望遠(yuǎn)鏡范圍？答：開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)標(biāo)尺的高低，使標(biāo)尺的下端大致與望遠(yuǎn)鏡光軸等高，這樣未加砝碼時(shí)從望遠(yuǎn)鏡當(dāng)中看到的標(biāo)尺讀數(shù)接近標(biāo)尺的下端，逐漸加砝碼的過(guò)程中看到標(biāo)尺讀數(shù)向上端變化。這樣就避免了測(cè)量過(guò)程中標(biāo)尺讀數(shù)超出望遠(yuǎn)鏡范圍。實(shí)驗(yàn)十二 牛頓環(huán)和劈尖干涉【預(yù)習(xí)題】1何為等厚干涉?答：對(duì)分振幅薄膜干涉，當(dāng)入射角一定、入射光波波長(zhǎng)一定，光程差僅是膜厚e的函數(shù)，干涉條紋是厚度相同點(diǎn)的軌跡時(shí)，這樣的干涉為等厚干涉。2如何正確調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡? 在測(cè)量中怎樣避免空程誤差?答：先將顯微鏡降到靠近牛頓環(huán)裝置附近,然后慢慢而又小心地自下而上調(diào)節(jié)鏡筒,直至看到清晰的牛頓環(huán)為止。在測(cè)量中為了避免空程誤差，應(yīng)作到兩點(diǎn)：先轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微鼓輪向右側(cè)(或向左側(cè))移動(dòng),將顯微鏡的十字叉絲超過(guò)第35條暗紋(到40條),然后再退到35條暗紋,進(jìn)行測(cè)量；測(cè)量中讀數(shù)顯微鏡只向一方向移動(dòng)，中途不可倒退。3測(cè)量牛頓環(huán)直徑時(shí)要注意哪些問(wèn)題? 答：應(yīng)注意兩點(diǎn)： 在測(cè)量中，測(cè)微鼓輪只能向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，否則會(huì)產(chǎn)生空程誤差. 測(cè)量牛頓環(huán)直徑時(shí), 注意左右兩側(cè)環(huán)紋不要數(shù)錯(cuò),且十字叉絲縱絲對(duì)準(zhǔn)暗紋中心，防止工作臺(tái)震動(dòng)?！舅伎碱}】1若把牛頓環(huán)倒過(guò)來(lái)放置,干涉圖形是否變化?答：不變。2在測(cè)量牛頓環(huán)直徑時(shí),若實(shí)際測(cè)量的是弦,而不是牛頓環(huán)直徑,對(duì)結(jié)果有何影響?答：沒(méi)有影響。3實(shí)驗(yàn)中如何使十字叉絲的水平絲與鏡筒移動(dòng)方向平行?若與鏡筒移動(dòng)方向不平行, 對(duì)測(cè)量有何影響?答：測(cè)量過(guò)程中如何豎叉絲始終與干涉圓環(huán)相切則十字的水平絲與鏡筒移動(dòng)方向平行，若不是，則須調(diào)節(jié)目鏡叉絲的方位。若與鏡筒移動(dòng)方向不平行, 干涉圓環(huán)直徑的測(cè)量將產(chǎn)生誤差。4牛頓環(huán)和劈尖干涉條紋有何相同和不同之處? 為什么?答：牛頓環(huán)和劈尖干涉條紋有何相同為都是等厚干涉。不同之處為牛頓環(huán)的干涉條紋為明暗相間的同心圓，相鄰條紋間距不等；劈尖的干涉條紋為明暗相間的直條紋，且相鄰條紋間距相等。因?yàn)榕ｎD環(huán)和劈尖干涉條紋都是厚度相同點(diǎn)的軌跡，牛頓環(huán)厚度相同點(diǎn)的軌跡是圓，劈尖厚度相同點(diǎn)的軌跡是直線。5用什么方法來(lái)鑒別待測(cè)光學(xué)面為平面、球面和柱面? 球面是凸球面還是凹球面? 如何鑒別?答：將一平晶置于待測(cè)光學(xué)面上，當(dāng)（1）待測(cè)光學(xué)面為平面時(shí)，干涉條紋為明暗相間的直條紋，且相鄰條紋間距相等；（2）待測(cè)光學(xué)面為球面時(shí)，干涉條紋為明暗相間的同心圓；（3）待測(cè)光學(xué)面為柱面時(shí)，干涉條紋為明暗相間的直條紋，條紋對(duì)稱于平面和柱面的交線，相鄰條紋間距不等。（4）當(dāng)輕按球面，干涉圓環(huán)向外擴(kuò)張時(shí)球面是凸球面；干涉圓環(huán)向內(nèi)收縮時(shí)球面是凹球面。實(shí)驗(yàn)十三 示波器的使用【預(yù)習(xí)題】1示波器為什么能把看不見(jiàn)的變化電壓顯示成看得見(jiàn)的圖象？簡(jiǎn)述其原理。答：（1）示波管內(nèi)高速電子束使熒光屏上產(chǎn)生光亮點(diǎn)，而電子束的偏轉(zhuǎn)角度（光點(diǎn)在熒光屏上的位移）是受X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)板上所加電壓的控制。 （2）若只在X軸偏轉(zhuǎn)板上加一個(gè)鋸齒波電壓（該電壓隨時(shí)間從-U按一定比例增大到+U），則光點(diǎn)就會(huì)從熒光屏左端水平地移動(dòng)到右端（稱為掃描），由于熒光屏上的發(fā)光物質(zhì)的特性使光跡有一定保留時(shí)間，因而在屏幕水平方向形成一條亮跡（稱為掃描線）。 （3）若只在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加信號(hào)電壓，則隨著信號(hào)幅度的變化光點(diǎn)就會(huì)在熒光屏豎直方向作上下移動(dòng)形成一條豎直亮跡。 （4）如在Y軸偏轉(zhuǎn)板加上電壓信號(hào)，同時(shí)又在X軸偏轉(zhuǎn)板加上鋸齒波掃描電壓，則電子束受到水平和豎直電場(chǎng)的共同作用，光點(diǎn)的軌跡呈現(xiàn)二維圖形（光點(diǎn)在X方向均勻地從左向右水平移動(dòng)的同時(shí)又在Y方向隨信號(hào)幅度的變化在豎直方向作上下移動(dòng)），即將Y軸偏轉(zhuǎn)板上電壓信號(hào)幅度隨時(shí)間變化的規(guī)律在屏幕上展開(kāi)成為函數(shù)曲線（即信號(hào)波形）。 （5）要得到清晰穩(wěn)定的信號(hào)波形，掃描電壓的周期與信號(hào)電壓的周期必須滿足，以保證的起點(diǎn)始終與電壓信號(hào)固定的一點(diǎn)相對(duì)應(yīng)（稱同步），屏幕上的波形才能穩(wěn)定。 （6）為了得到可觀察的圖形，鋸齒波掃描電壓必須重復(fù)掃描2觀察波形的幾個(gè)重要步驟是什么? 答：（1）開(kāi)啟示波器電源開(kāi)關(guān)后，將耦合開(kāi)關(guān)置“”，調(diào)整輝度、聚焦以及垂直、水平位移旋鈕使屏幕中部出現(xiàn)亮度適中細(xì)小的亮點(diǎn)。 （2）觀察、測(cè)量時(shí)將耦合開(kāi)關(guān)置“AC”或“DC”， 觸發(fā)選擇開(kāi)關(guān)置“INT”，將信號(hào)用同軸電纜線連接到Y(jié)軸輸入端。 （3）調(diào)節(jié)Y軸靈敏度選擇開(kāi)關(guān)和X軸掃描選擇開(kāi)關(guān)以及觸發(fā)電平旋鈕，使信號(hào)幅度在屏幕范圍內(nèi)（屏幕豎直標(biāo)尺的2/3左右），且有25個(gè)完整穩(wěn)定的波形。 （4）定量測(cè)量時(shí)還應(yīng)注意將掃描微調(diào)旋鈕和Y軸微調(diào)旋鈕置于校準(zhǔn)位置（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至最大）。3怎樣用李薩如圖形來(lái)測(cè)待測(cè)信號(hào)的頻率? 答：1將示波器功能置于外接狀態(tài)（觸發(fā)選擇開(kāi)關(guān)置“EXT”，觸發(fā)信號(hào)極性開(kāi)關(guān)置“X”）。將信號(hào)發(fā)生器的正弦波信號(hào)用同軸電纜線連接到X軸輸入端，待測(cè)頻率的信號(hào)用同軸電纜線連接到Y(jié)軸輸入端，分別調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器幅度旋鈕和Y軸靈敏度選擇開(kāi)關(guān)，使亮跡形成的圖形在屏幕范圍內(nèi)。 2調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的頻率，使合成的李薩如圖形為穩(wěn)定的“”形，從信號(hào)發(fā)生器上讀出輸出信號(hào)的的頻率值Fx1，根據(jù)合成李薩如圖形的兩個(gè)信號(hào)頻率比與圖形切點(diǎn)數(shù)的關(guān)系Fx：Fy =NY：NX ，求出Fy1 。 3再改變信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的頻率，使合成的圖形為“” 、“ 8”、“000”等，NY：NX分別為“1：2”、“2：1”、“1：3”等，相應(yīng)地讀出信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的頻率為FX2 、 FX3 、 FX4 等 ，求出FY2 、 FY3 、 FY4 等，算出的FY的平均值即為待測(cè)信號(hào)的頻率?！舅伎碱}】1在示波器的熒光屏上得到一李薩如圖形，Y軸、X軸與圖形相交時(shí)交點(diǎn)數(shù)之比，已知，求。答： 。2為什么在共振狀態(tài)下測(cè)聲速? 如何判斷系統(tǒng)是否處于共振狀態(tài)? 答：本實(shí)驗(yàn)中將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為超聲波信號(hào)的器件是壓電陶瓷換能器，該換能器有一最佳響應(yīng)的頻率，當(dāng)電信號(hào)頻率等于該響應(yīng)的頻率時(shí)，壓電陶瓷片產(chǎn)生共振，輸出信號(hào)最大，便于測(cè)量。示波器屏幕上的信號(hào)幅度為最大值時(shí)，系統(tǒng)處于共振狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)三十七 太陽(yáng)能電池基本特性的測(cè)定【預(yù)習(xí)題】1、太陽(yáng)能電池的工作原理是