大物試驗(yàn)思考題答案

1、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)的本卷須知.答：1游標(biāo)卡尺的測(cè)量原理及使用時(shí)的本卷須知：游標(biāo)卡尺是一種利用游標(biāo)提升精度的長(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y,游標(biāo)上的刻度間距為x , x比y略小一點(diǎn).一般游標(biāo)上的n個(gè)刻度間距等于主尺上n-1個(gè)刻度間距,即nx n 1y. 由此可知,游標(biāo)上的刻度間距與主尺上刻度間距相差 1,這就是游標(biāo)的精度.n教材P33圖1-2所示的游標(biāo)卡尺精度為-1mm,即主尺上49m而游標(biāo)上50格同長(zhǎng),如教材圖1-3所示.這樣,游 50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

2、1 + 50 = 0.02mm,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)的本卷須知：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Dk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

3、 Affi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360 ,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0.5m堰旋測(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)量精度可到達(dá) 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？

4、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,屢次測(cè)量讀數(shù)相同,不必屢次測(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,不可能屢次重復(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.【思考題】1. 量角器的最小刻度是30'.為了提升此量角器的精度,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,并讀出以下列圖所示的角度.答：由于量角器的最小刻度是30,游標(biāo)30分度與量角器29分度等弧長(zhǎng),所以游標(biāo)的精度為碧1,圖示角 度為 149 45'.2. 用螺旋測(cè)微器進(jìn)行測(cè)量時(shí)要考慮

5、螺距誤差嗎？答：不要.由于用螺旋測(cè)微器進(jìn)行測(cè)量時(shí),活動(dòng)套筒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.齒孔面積潺于長(zhǎng)方 面積XY®去修正面積 &由圖1、圖2可知修正面 等于正方形和內(nèi)切圓面積之差,所以只要測(cè)出內(nèi)切 的半徑,就可求出 S.用讀數(shù)顯微鏡測(cè)出圖1中的X、X、Zi、Z2,得 內(nèi)切圓的半徑：x2 xi Z2 Z1 R2那么修正面積為：S 2R2 R24 R2即微分筒 只向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng),所以不考慮螺距誤差.實(shí)驗(yàn)三 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：由于二極管正向

6、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 宜米用電流表內(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注意人身平安,一般平安電壓為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.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),否那么會(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)誤后翻開(kāi)電源.做完實(shí)驗(yàn),一定要先切斷電源,然后再拆去其

7、他局部.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,選擇適宜量程的電流表或電 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)值選用適宜的量程,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

8、表面.精密電表的外表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“一或“一表示平放；用或“上表 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,假設(shè)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.【思考題】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Rac最大,電

9、流最小,保證平安.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R兩端電壓最小,保證平安.以后逐步調(diào)節(jié)分壓 器電阻,使R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,假設(shè)電源電壓為 6V,被測(cè)電阻約為50Q,電流表毫安表的量程為150/300mA 150mA檔的內(nèi) 阻約0.4 Q,電壓表的量程為1.5/3.0/7.5 V,每伏特電壓的內(nèi)阻約200Q.如何選用電表量程,電表采用何種接法 比較好？R 50所以電流表量程應(yīng)選擇2由題意

10、知Rx150mA50 、Ra 0.4、Rv 200 7.5 1500 ,那么RxRa0.4答：1由于電源電壓為6V,所以電壓表量程應(yīng)選擇7.5V;又由于通過(guò)電阻的電流I V -6 0.12A 120mA,30R150050由于當(dāng)Rx Ra時(shí),應(yīng)采用電流表內(nèi)接法測(cè)量；當(dāng)Rx Rv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,假設(shè)將待測(cè)低電阻的電勢(shì)端鈕與電流端鈕接反,那么測(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)四熱電偶溫度計(jì)定標(biāo)【預(yù)習(xí)題】1. 什么叫溫差

11、電動(dòng)勢(shì)？它與哪些因素有關(guān)？答：1兩種不同的金屬或合金,將其兩端連接,形成閉合回路,當(dāng)兩連接點(diǎn)的溫度不同時(shí),回路中就會(huì)產(chǎn) 生電動(dòng)勢(shì),這樣的電動(dòng)勢(shì)就叫溫差電動(dòng)勢(shì).2溫差電動(dòng)勢(shì)與這兩種金屬或合金材料及冷熱端的溫度有關(guān).【思考題】1. 保溫杯內(nèi)冰水混合物的溫度是否處處為零？答：保溫杯內(nèi)冰水混合物的溫度理論上應(yīng)該是處處為 0 C,但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中保溫杯里冰水混合物與外環(huán)境有 熱交換,因而使得保溫杯里的水不一定為處處零.2. 熱電偶溫度計(jì)有什么特點(diǎn)？答：1熱電偶溫度計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格廉價(jià),準(zhǔn)確度高,測(cè)溫范圍廣等特點(diǎn).2由于熱電偶將溫度轉(zhuǎn)化成電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè),使溫度的測(cè)量、限制、以及對(duì)溫度信號(hào)的放大變換都很方

12、便,適用于遠(yuǎn)距離測(cè)量和白動(dòng)限制.實(shí)驗(yàn)六薄透鏡焦距的測(cè)定【預(yù)習(xí)題】1. 本實(shí)驗(yàn)要求用那些方法測(cè)量凸透鏡和凹透鏡的焦距？答：測(cè)量凸透鏡焦距的三種方法,白準(zhǔn)法、物距像距法、共軸法.測(cè)量凹透鏡焦距的兩種方法,視差法和物 距像距法.2. 什么是共軸調(diào)節(jié)？共軸調(diào)整的要求是什么？達(dá)不到這些要求對(duì)測(cè)量有什么影響？答：在用多個(gè)透鏡做實(shí)驗(yàn)時(shí),各個(gè)透鏡應(yīng)調(diào)節(jié)到有公共的主光軸,并且該主光軸應(yīng)與導(dǎo)軌平行,這種調(diào)節(jié)稱 為共軸調(diào)節(jié).共軸調(diào)節(jié)分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩個(gè)步驟.假設(shè)達(dá)不到物點(diǎn)與透鏡共軸等高,所成的像偏離主光軸,數(shù)據(jù)測(cè) 量不準(zhǔn)確.3. 用物距像距法測(cè)凹透鏡焦距的實(shí)驗(yàn)中,對(duì)第一次凸透鏡所成的像有什么要求？答：第一次凸透鏡所成

13、的像,應(yīng)為倒立縮小的實(shí)像.【思考題】1. 物屏與像屏間的距離D 4f和D 4f時(shí),分別會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？試用數(shù)學(xué)表達(dá)式說(shuō)明之.答：物屏與像屏間的距離D 4 f時(shí),出現(xiàn)一個(gè)與物等大的像.D 4f時(shí),不成像.證實(shí)如下：1將D4 f 代入 f DLJ.4D2-得f (4f)2 d216"子,解得 d4 4f16f0.有k解,所以成等大的像.2當(dāng)DD2 d24f時(shí),有D成立,解得d 0 ,所以不成像.4D42.如果凸透鏡的焦距大于光具座的長(zhǎng)度,試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),在光具座上能測(cè)量它的焦距.答：1輔助透鏡法：加一個(gè)小焦距的凸透鏡作為輔助透鏡.2視差法：與教材測(cè)凹透鏡方法相同實(shí)驗(yàn)七 單擺設(shè)計(jì)【思考題】

14、1. 用秒表手動(dòng)測(cè)量單擺周期時(shí),從測(cè)量技巧上來(lái)考慮,應(yīng)注意哪些方面才能使周期測(cè)得更準(zhǔn)確些？ 答：1注意定點(diǎn)觀察,在擺線通過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)、停秒表.2適當(dāng)增加單擺振動(dòng)次數(shù),及重復(fù)測(cè)量.2. 在室內(nèi)天棚上掛一單擺,擺長(zhǎng)很長(zhǎng)無(wú)法用尺直接測(cè)出來(lái),請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)用簡(jiǎn)單的工具和方法測(cè)量其擺長(zhǎng).I答：測(cè)出單擺振動(dòng)的周期T,查出本地重力加速度g,即可通過(guò)T 2 -計(jì)算出擺長(zhǎng)1. g實(shí)驗(yàn)八用直流電橋測(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Ro和Rx,進(jìn)行換臂測(cè)量,這樣最終Rx JR.Ro ,就與比例臂沒(méi)有關(guān)系了.【思考題】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

15、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.總之,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電阻箱各旋鈕的剩余電阻接觸 電阻實(shí)驗(yàn)九液體粘滯系數(shù)的測(cè)定【預(yù)習(xí)題】1. 在一定的液體中,假設(shè)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).L |V I 4 r3即V 收尾=kJ生 K,一r K, % s r r化簡(jiǎn)后得：v收尾=KjT.3從上式可見(jiàn),小球的收尾速度與小

16、球半徑和密度的平方根成正比,其中沽比例系數(shù).2. 試分析實(shí)驗(yàn)中造成誤差的主要原因是什么？假設(shè)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v收尾是對(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：由于該量的絕對(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)那么的小球,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.2v收尾的測(cè)量：v收尾的測(cè)量又決定于測(cè)量距離S和t這兩個(gè)量的測(cè)量.在可能的條件下,增加 S的量值是很重要的即提升了本身測(cè)量精度,又提升了 t的測(cè)量精度；在t的測(cè)量中,秒表的啟動(dòng)和

17、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)行練習(xí).當(dāng)然改進(jìn)測(cè)量方法,如用光電計(jì)時(shí)裝置,可提升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.【思考題】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f與摩擦面積S、速度梯度史成正比：f S史或f S史,比例系數(shù) drdrdr稱為粘滯系數(shù).單位為帕斯卡秒,用 Pa - S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

18、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)適宜的計(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： mg oVg f ma來(lái)進(jìn)行分析討論.式中：浮力為 °Vg °為液體的密度；V為小球的體積、粘滯阻力為f.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：42h 1.11 104 匚1 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5cm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勺距離.實(shí)驗(yàn)十模

19、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)體的外表也近似是 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)為刷等勢(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：

20、當(dāng) r不變時(shí),Ur2Ur, Er2Er.【思考題】1. 出現(xiàn)以下情況之一時(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) 電源電壓提升一倍；(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%勺系統(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

21、實(shí)為電勢(shì)為10U勺等勢(shì)線.11(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)一液體外表張力系數(shù)的測(cè)定【預(yù)習(xí)題】1. 如何裝配

22、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.【思考題】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),而焦利氏秤是限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,由于外表張力與液膜周界成正比,而金屬絲框形成的液膜其周界

23、為外側(cè)寬度.3. 假設(shè)空立管不垂直,對(duì)測(cè)量有什么影響？試做定性分析.答：如下列圖：(1)中空立柱垂直時(shí)：設(shè)彈簧在受垂直力mg寸伸長(zhǎng)量為Ii ,受水的外表張力時(shí)的伸長(zhǎng)量為I2(2)中空立柱不垂直時(shí)(與垂直方向有夾角0 ):彈簧在受垂直力mg寸伸長(zhǎng)量仍為Ii ,但中空立柱的伸長(zhǎng)量貝偽Ii = 一I2 ,但相應(yīng)的中空立柱的I =!：2 cos受水的外表張力時(shí)的伸長(zhǎng)量仍為伸長(zhǎng)量那么為垂直時(shí)mg .12mgI1K I2 = I1= mg I22L 2L 2L I1不垂直時(shí)k mg= mg ；1111 cos=K 12mg . l2 cos11 cos2L=mg 上2L 11從三角形的幾何關(guān)系可知:所以=

24、.故對(duì)測(cè)雖結(jié)果無(wú)影響.實(shí)驗(yàn)十三拉伸法測(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)白標(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)鏡下的上下調(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)白標(biāo)尺的入射光線與光杠桿鏡面法線間的夾角和反

25、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,在鏡面中假設(shè)看到標(biāo) 尺的像和觀察者的眼睛,那么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)白標(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2電調(diào)焦,直至在目鏡中看到標(biāo)尺清楚的像.2. 在瑟碼盤(pán)上加載時(shí)為什么采用正反向測(cè)量取平均值的方法？答：由于金屬絲彈性形變有滯后效應(yīng),從而帶來(lái)系統(tǒng)誤差.【思考題】1. 光杠桿有什么優(yōu)點(diǎn)？怎樣提升光杠桿測(cè)量微小

26、長(zhǎng)度變化的靈敏度？答：1直觀、簡(jiǎn)便、精度高.2由于二 M,即二 史,所以要提升光杠桿測(cè)量微小長(zhǎng)度變化的靈敏度 二,應(yīng)盡可能減小光杠桿 b 2D LbL長(zhǎng)度b 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,如何預(yù)防？答：可能是由于金屬絲有彎曲.預(yù)防的方法是先加一兩個(gè)發(fā)碼將金屬絲的彎曲拉直.3. 如何預(yù)防測(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)尺的上下,使標(biāo)尺的下端大致與望遠(yuǎn)鏡光軸等高,這樣未加瑟碼時(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,逐漸加石去碼的過(guò)程中看到標(biāo)尺讀數(shù)

27、向上端變化.這樣就預(yù)防了測(cè)量過(guò)程中標(biāo)尺 讀數(shù)超出望遠(yuǎn)鏡范圍.實(shí)驗(yàn)十四冰的熔解熱的測(cè)定【思考題】1. 設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定量熱器的水當(dāng)量.答：用混合法,將質(zhì)量分別為m1、m2,溫度分別為t1、t2的兩份水放入量熱器里混合,熱平衡方程式cm W wt1 T cm2T t？,式中W翌0為量熱器的水當(dāng)量m0、5分別為量熱器的質(zhì)量和材料的比熱容 cW為溫度計(jì)的水當(dāng)量,c為水的比熱容,測(cè)出各溫度和質(zhì)量即可求出 W.2. 為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,操作時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？答：1在測(cè)量量熱器質(zhì)量時(shí)注意使量熱器枯燥.2參加熱水的溫度不超過(guò)室溫10C,水量為量熱器的五分之二3加冰前讀出熱水的溫度4冰塊大小適宜,應(yīng)

28、該是熔化的冰,但外表用紙吸干水.5加冰后攪動(dòng)冰塊,仔細(xì)觀察混合后混度的變化,讀出最低溫度.實(shí)驗(yàn)十五牛頓環(huán)和劈尖干預(yù)【預(yù)習(xí)題】1. 何為等厚干預(yù)？答：對(duì)分振幅薄膜干預(yù),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),干預(yù)條紋是厚度相同點(diǎn)的軌跡時(shí),這樣的干預(yù)為等厚干預(yù).2. 如何正確調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡？在測(cè)量中怎樣預(yù)防空程誤差？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白下而上調(diào)節(jié)鏡筒,直至看到清楚的牛頓環(huán)為 止.在測(cè)量中為了預(yù)防空程誤差,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

29、只向一方向移動(dòng),中途不可倒退c3. 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),否那么會(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)暗紋中央,預(yù)防工作臺(tái)震動(dòng).【思考題】1. 假設(shè)把牛頓環(huán)倒過(guò)來(lái)放置,干預(yù)圖形是否變化？答：不變.2. 在測(cè)量牛頓環(huán)直徑時(shí),假設(shè)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 ？假設(shè)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預(yù)圓環(huán)相切那么十字的水平絲與鏡筒移動(dòng)方向平行,假設(shè)不是,那么須調(diào)節(jié)目

30、鏡叉絲的方位.假設(shè)與鏡筒移動(dòng)方向不平行,干預(yù)圓環(huán)直徑的測(cè)量將產(chǎn)生誤差.4. 牛頓環(huán)和劈尖干預(yù)條紋有何相同和不同之處 ？為什么？答：牛頓環(huán)和劈尖干預(yù)條紋有何相同為都是等厚干預(yù).不同之處為牛頓環(huán)的干預(yù)條紋為明暗相間的同心圓, 相鄰條紋間距不等；劈尖的干預(yù)條紋為明暗相間的直條紋,且相鄰條紋間距相等.由于牛頓環(huán)和劈尖干預(yù)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),干預(yù)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)

31、面為球面時(shí),干預(yù)條紋為明暗相間的同心圓；3待測(cè)光學(xué)面為柱面時(shí),干預(yù)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,干預(yù)圓環(huán)向外擴(kuò)張時(shí)球面是凸球面；干預(yù)圓環(huán)向內(nèi)收縮時(shí)球面是凹球面.實(shí)驗(yàn)十六示波器的使用【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 受泌由和YM偏轉(zhuǎn)板上所加電壓的限制.2 假設(shè)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,那么光點(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

32、使光跡有一定保存時(shí)間,因而在屏 幕水平方向形成一條亮跡稱為掃描線.3假設(shè)只在M由偏轉(zhuǎn)板上加信號(hào)電壓,那么隨著信號(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如在洛由偏轉(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,那么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 向隨信號(hào)幅度的變化在豎直方向作上下移動(dòng),即將洛由偏轉(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) 扭線即信號(hào)波形.5 要得到清楚穩(wěn)定的信號(hào)波形,掃描電壓的周期Tx與信號(hào)電壓的周期Ty必須滿足Tx nTy,以保證Tx的 起點(diǎn)始終與電壓信號(hào)固

33、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“上,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M由輸入端.3調(diào)節(jié)洛由靈敏度選擇開(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 洛由微調(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

34、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)生器巧由輸入端,分別調(diào)節(jié)信號(hào)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 發(fā)生器幅度旋鈕和 洛由靈敏度選擇開(kāi)關(guān),使亮跡形成的圖形在屏幕范圍內(nèi).從信號(hào)發(fā)生器上讀出輸Fx： Fy =NY: NX ,求出 Fy.“000等,NY： NX分別為 “1：FX4 等,求出 FY2、 FY3、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,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3. 再改變信號(hào)發(fā)生器輸出

35、信號(hào)的頻率,使合成的圖形為“ 8 、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 F<2、Fx3、Fy4等,算出的Fy的平均值即為待測(cè)信號(hào)的頻率.【思考題】-, fx 100Hz,求 fy.3''xN；1. 在示波器的熒光屏上得到一李薩如圖形,巧由、X軸與圖形相交時(shí)交點(diǎn)數(shù)之比N答：fy 步 fx 4 100 133Hz.Ny 32. 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,該換能器有一最正確響應(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)

36、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)十七分光計(jì)的使用用光柵測(cè)波長(zhǎng)【預(yù)習(xí)題】1. 分光計(jì)主要由幾局部組成？各白作用是什么？答：1分光計(jì)主要由底座、平行光管、載物臺(tái)、望遠(yuǎn)鏡和刻度盤(pán)五個(gè)局部組成.2底座上承載著其它四個(gè)局部,其中載物臺(tái)、望遠(yuǎn)鏡和刻度盤(pán)都可繞底座上的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)；平行光管用來(lái)產(chǎn)生平行光；載物臺(tái)用來(lái)放置被 測(cè)樣品；望遠(yuǎn)鏡用來(lái)接收平行光；刻度盤(pán)與游標(biāo)盤(pán)配合用來(lái)讀取數(shù)據(jù).2. 分光計(jì)調(diào)節(jié)要求是什么？答：分光計(jì)的調(diào)節(jié)要到達(dá)三個(gè)要求：1望遠(yuǎn)鏡能接收平行光.2平行光管能發(fā)出平行光.3望遠(yuǎn)鏡的光軸和平行光管的光軸與儀器的主軸垂直.載物臺(tái)與儀器的主軸垂直.IllI1 17-7光放

37、置囹3. 用光柵測(cè)波長(zhǎng)時(shí),光柵應(yīng)如何放置？為什么？答：用光柵測(cè)波長(zhǎng)時(shí)按圖17-7放置光柵.由于這樣放置可方便調(diào)節(jié).當(dāng)調(diào)節(jié) 行光垂直照射光柵外表時(shí)即光柵平面與平行光管軸線垂直 ,只須調(diào)節(jié)螺釘I n；調(diào)節(jié)平行光管的狹縫與光柵刻痕平行時(shí),只須調(diào)節(jié)螺釘m.【思考題】1 .為什么要用各半調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的主軸垂直于儀器的主軸？答：綜合考慮調(diào)節(jié)載物臺(tái)調(diào)平螺釘I或II與調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡水平度調(diào)節(jié)螺釘對(duì)正兩面亮十字反射像與分劃板上方的水平刻線間高度差的相互影響,從而加快調(diào)節(jié)度.2. 當(dāng)狹縫過(guò)寬或過(guò)窄時(shí),將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？答：當(dāng)狹縫過(guò)寬時(shí),衍射條紋將變粗,相互靠近的條紋無(wú)法分開(kāi),在測(cè)量時(shí)難以確定條紋的中央位置

38、.當(dāng)狹縫過(guò)窄時(shí),將看不見(jiàn)衍射條紋,因而無(wú)法測(cè)量.0級(jí)譜線和光柵面反射0級(jí)譜線應(yīng)與豎叉絲重合,且被測(cè)量用中叉絲的水平叉絲平分.光柵 上叉絲重合.3. 用公式dsin k測(cè)光波波長(zhǎng)應(yīng)保證什么條件？實(shí)驗(yàn)中如何檢查條件是否滿足？答：用公式dsin k 測(cè)光波波長(zhǎng)應(yīng)保證：平行光垂直照射在光柵上.實(shí)驗(yàn)中通過(guò)檢查的綠十字像的位置檢查條件是否滿足.面反射的綠十字像應(yīng)與調(diào)整叉絲實(shí)驗(yàn)十九光具組基點(diǎn)的測(cè)定【預(yù)習(xí)題】的含義是什么？它們?cè)谑裁礂l件下重合在一起？1的一對(duì)共軸點(diǎn).假設(shè)將物體垂直于系統(tǒng)的光軸放置在第一主點(diǎn)H處,那么必成一個(gè)MH、1. 主點(diǎn)或面、節(jié)點(diǎn)或面答：主點(diǎn)是橫向放大率與物體同樣大小的正立像于第二主面 H處

39、.過(guò)主點(diǎn)垂直于光軸的平面,分別稱為第一、第二主面如圖中M H所示.第一、第二主面主面是一對(duì)橫向放大率1的共軸面.節(jié)點(diǎn)是角放大率1的一對(duì)共軸點(diǎn).如圖所示：入射光線或其延長(zhǎng)線通過(guò)第一節(jié)點(diǎn) N時(shí),出射光線或其延 長(zhǎng)線必通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)N,并與過(guò)N的入射光線平行.過(guò)節(jié)點(diǎn)垂直于光軸 的平面分別稱為第一、第二節(jié)面.當(dāng)共軸球面系統(tǒng)處于同一媒質(zhì)時(shí),兩主點(diǎn)分別與兩節(jié)點(diǎn)重合.2. 實(shí)驗(yàn)中確定節(jié)點(diǎn)的依據(jù)是什么？如何確定？答：入射光線通過(guò)第一節(jié)點(diǎn)N時(shí),出射光線必通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)N,并與過(guò)N的入射光線平行.實(shí)驗(yàn)時(shí)不斷改變 光具組在上層導(dǎo)軌上的位置并使上層導(dǎo)軌饒回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)屏上那么像點(diǎn)位置不動(dòng)時(shí),光具組的第二節(jié)點(diǎn)N恰好在回轉(zhuǎn)軸

40、.點(diǎn)的位置上.3. 如何調(diào)共軸,在實(shí)驗(yàn)中調(diào)共軸有什么必要性？答：用兩次成像法調(diào)節(jié)共軸.實(shí)驗(yàn)中調(diào)共軸可減小測(cè)量誤差.【思考題】1. 當(dāng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)上層導(dǎo)軌時(shí),屏上的像反時(shí)針移動(dòng),此時(shí)節(jié)點(diǎn)是在轉(zhuǎn)軸的哪一方？反之如何？試?yán)L圖說(shuō)明.答：當(dāng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)上層導(dǎo)軌時(shí),屏上的像反時(shí)針移動(dòng),此時(shí)節(jié)點(diǎn)在轉(zhuǎn)軸的左側(cè)圖1;反之在轉(zhuǎn)軸的右側(cè)圖2.圖22. 第一主面靠近第一透鏡,第二主點(diǎn)靠近第二透鏡,在什么條件下才是對(duì)的？光具組由二薄透鏡組成答：當(dāng)HH 0即d f1 f2時(shí),第一主面靠近第一透鏡,第二主點(diǎn)靠近第二透鏡.3. 由一凸透鏡和一凹透鏡組成的光具組,如何測(cè)量其基點(diǎn)？距離 d可白己設(shè)定答：根據(jù)白己選定的d,計(jì)算主點(diǎn)及焦

41、點(diǎn)的大小,假設(shè)焦點(diǎn)在光具組外,測(cè)量方法同實(shí)驗(yàn)所介紹方法相同.假設(shè) 焦點(diǎn)在光具組內(nèi),那么需增加一凸透鏡,使光具組內(nèi)焦點(diǎn)的像經(jīng)凸透鏡后成像在屏上,再改變光具組在上層導(dǎo)軌上 的位置并使上層導(dǎo)軌饒回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)屏上的像點(diǎn)不動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)軸.點(diǎn)的位置即節(jié)點(diǎn)位置,焦點(diǎn)的位置可根據(jù)凸透鏡的焦距和所測(cè)像距算出.實(shí)驗(yàn)二十棱鏡玻璃折射率的測(cè)定【預(yù)習(xí)題】1. 為什么汞燈光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)三棱鏡以后會(huì)形成光譜？答：當(dāng)復(fù)合光入射三棱鏡以后,由于棱鏡的色散作用,不同波長(zhǎng)的光將被分散開(kāi)來(lái).汞燈光源是復(fù)合光源, 所以它發(fā)出的光經(jīng)過(guò)三棱鏡以后就會(huì)形成光譜.2. 怎樣用反射法測(cè)定棱鏡的頂角？答：反射法測(cè)定棱鏡的頂角即教材中所介紹的白準(zhǔn)直

42、法.具體方法如 將待測(cè)棱鏡置于分光計(jì)的載物臺(tái)上.固定望遠(yuǎn)鏡,點(diǎn)亮小燈照亮目鏡中的 叉絲,旋轉(zhuǎn)棱鏡臺(tái),使棱鏡的一個(gè)折射面對(duì)準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡,用白準(zhǔn)直法調(diào)節(jié)望 遠(yuǎn)鏡的光軸與此折射面嚴(yán)格垂直,即使十字叉絲的反射像和調(diào)整叉絲完全 重合.如圖20-5所示,記錄刻度盤(pán)上兩游標(biāo)讀數(shù)vi,v2;再轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤(pán)聯(lián)帶 載物平臺(tái),依同樣方法使望遠(yuǎn)鏡光軸垂直于棱鏡第二個(gè)折射面,記錄相應(yīng) 游標(biāo)讀數(shù)心郵；同一游標(biāo)兩次讀數(shù)之差等于棱鏡角1-V'2 V2 V'i2即棱鏡角A 180,重復(fù)測(cè)量幾次,計(jì)算棱鏡角下:的IsA的補(bǔ)角：Vi)圖20-5自準(zhǔn)直法A勺平均值和標(biāo)準(zhǔn)不確定度3. 何為最小偏向角？實(shí)驗(yàn)中如何確定最小偏向角

43、？時(shí),光線的偏向角 最小,此角稱為最小偏向角,答：當(dāng)入射光線與折射光線左右對(duì)稱時(shí),即當(dāng)以m表示.實(shí)驗(yàn)中將三棱鏡放置在調(diào)好的分光計(jì)載物臺(tái)上,放置時(shí)注意將棱鏡一底角對(duì)準(zhǔn)平行光管,眼睛從另一底角方向找到經(jīng)棱鏡折射后形成的譜線.然后慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)棱鏡臺(tái),緩慢改變?nèi)肷浣莍-,譜線會(huì)向一方向移動(dòng).當(dāng)棱鏡臺(tái)轉(zhuǎn)到某一位置,該譜線不再移動(dòng),這時(shí)無(wú)論棱鏡臺(tái)向何方向轉(zhuǎn)動(dòng),該譜線勻向相反方向移動(dòng),這個(gè)譜線反向移 動(dòng)的極限位置就是棱鏡對(duì)該譜線最小偏向角的位置.【思考題】1 .在用棱脊分束法測(cè)三棱鏡的頂角時(shí),為什么三棱鏡放在載物臺(tái)上的位置,要使得三棱鏡的頂角離平行光管遠(yuǎn)一些,而不能太靠近平行光管呢？試畫(huà)出光路圖,分析其原因答：

44、用棱脊分束法測(cè)三棱鏡的頂角時(shí)假設(shè)三棱鏡太靠近平行光管,反射光將不能進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡,在目鏡中將不能 看到平行光管狹縫的的像.其光路圖如下：2. 設(shè)計(jì)一種不測(cè)最小偏向角而能測(cè)棱鏡玻璃折射率的方案. 答：具體方法請(qǐng)學(xué)生白行設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn)二一多普勒效應(yīng)的研究與應(yīng)用【思考題】1. 電磁波與聲波的多普勒效應(yīng)原理是否一致？答：是一致的.多普勒效應(yīng)是當(dāng)波源和接收器之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生接收器的頻率與波源的頻率不同的現(xiàn)象.2. 本實(shí)驗(yàn)中,頻率的調(diào)節(jié)是以什么為標(biāo)準(zhǔn)的？為什么？答：調(diào)節(jié)發(fā)生器驅(qū)動(dòng)頻率以接收器的諧振電流到達(dá)最大,作為頻率的調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn).由于在超聲應(yīng)用中,要將發(fā)生 器與接收器頻率匹配,即將驅(qū)動(dòng)頻率調(diào)到諧振頻率,這時(shí)其

45、接收器諧振頻率最大.才能有效的發(fā)射與接收超聲波.實(shí)驗(yàn)二十二霍爾效應(yīng)及磁場(chǎng)的測(cè)定【預(yù)習(xí)題】1. 當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與霍耳元件的平面不完全垂直時(shí),測(cè) 得的磁感應(yīng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值比實(shí)際值大還是??？為什么？請(qǐng)作圖說(shuō) 明.答：小一些.由于當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與霍耳元件的平面 不完全垂直時(shí),實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的磁感應(yīng)強(qiáng)度為實(shí)際磁強(qiáng)應(yīng)強(qiáng)度 B在 與霍爾元件平面垂直方向上的一個(gè)分量. 如下列圖,設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng) 度B與霍耳元件平面法線間的夾角為,那么實(shí)驗(yàn)值為B Bcos.由于cos 1,所以實(shí)驗(yàn)值B比實(shí)際值B小.【思考題】1. 在“用霍爾元件測(cè)螺線管磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中,假設(shè)某一同學(xué)將工作電流回路接入“霍爾電壓接線柱上,而將電位 差計(jì)或

46、數(shù)字電壓表接在“工作電流接線柱上.他能測(cè)得磁場(chǎng)嗎？為什么？答：能.由霍爾元件的工作原理可得,半導(dǎo)體中的電荷受到洛倫茲力產(chǎn)生偏轉(zhuǎn),將工作電流回路接入“霍爾 電壓接線柱上,電荷同樣受到洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn),將在“工作電流接線柱上產(chǎn)生霍爾電壓.成口2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較螺線管中部與端口處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,求： ,分析其結(jié)果.B中部答：端口的磁感應(yīng)強(qiáng)度B端口應(yīng)為中部磁感應(yīng)強(qiáng)度5的一半,由于存在漏磁現(xiàn)象,實(shí)際測(cè)量出的B端口臘部實(shí)驗(yàn)二十三密立根油滴實(shí)驗(yàn)【思考題】1. 實(shí)驗(yàn)時(shí),怎樣選擇適當(dāng)?shù)挠偷?如何判斷油滴是否靜止？答：1在工作、平衡狀態(tài)下,電壓調(diào)至350以上.噴油,通過(guò)正負(fù)及電壓調(diào)節(jié)在150以上能靜止的小油滴2

47、帶電靜止的油在0時(shí)會(huì)勻速下降,在工作電壓平衡時(shí)不上下游動(dòng).2. 油滴太大或太小或者可帶電荷量太多,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生什么影響？答：1油滴太大或太小,使得油滴的運(yùn)動(dòng)受空氣阻力的作用變化太大,難以平衡.2電荷太多,一是難平衡,二是下降速度太快測(cè)不準(zhǔn),三是電荷多總電壓量大,單位電荷更是不準(zhǔn)確.實(shí)驗(yàn)二十四導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定【預(yù)習(xí)題】1 .實(shí)驗(yàn)中為什么要在樣品上、下外表的溫度幾乎保持不變時(shí),才能測(cè)1和2？答：本實(shí)驗(yàn)中采用穩(wěn)態(tài)法測(cè)不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù),所謂穩(wěn)態(tài)法,是要求利用熱源在待測(cè)樣品內(nèi)部形成一個(gè)穩(wěn)定 的溫度分布,然后進(jìn)行測(cè)量.在加熱過(guò)程中,當(dāng)樣品上、下外表的溫度幾乎保持不變時(shí),傳熱到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡,樣 品內(nèi)部形成一

48、個(gè)穩(wěn)定的溫度分布內(nèi),這時(shí)才能測(cè)量溫度示值 1和2.【思考題】1 .什么是穩(wěn)態(tài)法？在實(shí)驗(yàn)中如何實(shí)現(xiàn)它？Q答:所謂穩(wěn)態(tài)法,是要求利用熱源在待測(cè)樣品內(nèi)部形成一個(gè)穩(wěn)定的溫度分布, 然后測(cè)量該狀態(tài)的熱量傳遞 二, 代入式_2 K S II2中可解出導(dǎo)熱系數(shù)K.th在實(shí)驗(yàn)中加熱過(guò)程中,觀察樣品盤(pán)上、下外表的溫度,假設(shè)在利用公式空 cm Ttt10min內(nèi)保持不變1和2不變可認(rèn)為已到達(dá)穩(wěn)態(tài).將傳熱速率轉(zhuǎn)換成在穩(wěn)態(tài)附近樣品下外表溫度變化速率,即溫度示值的變化速率T T2-,測(cè)出穩(wěn)態(tài)附近樣品下外表溫度示值隨時(shí)間t的變化,作 一t曲線,并從曲線上求出4mch入公式中即可.2K2D2 12t討論環(huán)境溫度的變化對(duì)實(shí)驗(yàn)

49、結(jié)果的影響.假設(shè)不考慮側(cè)面散熱,夏天和冬天測(cè)出的導(dǎo)熱系2. 觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中環(huán)境溫度的變化,分析散熱速率與時(shí)間的關(guān)系, 答：環(huán)境溫度較高,那么樣品盤(pán)側(cè)面散熱較少,系統(tǒng)誤差小.數(shù)同,因穩(wěn)態(tài)溫度梯度和穩(wěn)態(tài)散熱速率均與環(huán)境溫度有關(guān).夏天t小,而1 - 2也小.在過(guò)程中,開(kāi)始時(shí)候,環(huán)境溫度相對(duì)較低,隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,環(huán)境溫度逐漸升高,導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)變小.3. 分析用穩(wěn)態(tài)傳熱法測(cè)定不良導(dǎo)體熱系數(shù)中誤差的主要來(lái)源.答：1樣品側(cè)面不嚴(yán)格絕熱；2以散熱盤(pán)的冷卻速率代替樣品盤(pán)的散熱速率,而樣品與散熱盤(pán)之間接觸不甚嚴(yán)密；3冷卻速率測(cè)量引起的誤差在整個(gè)誤差中所占比例大.實(shí)驗(yàn)二十五磁場(chǎng)分布的測(cè)繪【預(yù)習(xí)題】1. 感應(yīng)法測(cè)磁場(chǎng)

50、的根本原理是什么？答：感應(yīng)法測(cè)磁場(chǎng)的原理是：根據(jù)法拉第磁感應(yīng)定律,處在磁場(chǎng)中導(dǎo)體回路上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)它 的磁通量的變化率成正比,因此在待測(cè)磁場(chǎng)中引入試探線圈,在交變磁場(chǎng)中不同部位,轉(zhuǎn)動(dòng)線圈,測(cè)出各處線圈 中最大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和線圈的方向,可得各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向.2. 為什么測(cè)定圓線圈軸上 弟x曲線,便能確定 B x的分布規(guī)律？答：由于 Bo kU max , U 當(dāng)Bm、23. 怎樣利用試探線圈測(cè)量磁場(chǎng)的大小和方向？答：可將探測(cè)線圈放在待測(cè)點(diǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)線圈的方向,直到數(shù)字電壓表讀數(shù)最大為止.把所得讀數(shù)代入9式即可算出該點(diǎn)的磁場(chǎng).4. 如何測(cè)定磁場(chǎng)的方向？為什么不根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)試探線圈使毫

51、伏表達(dá)最大值來(lái)確定磁場(chǎng)方向？答：確定磁場(chǎng)的方向原可用數(shù)字電壓表讀數(shù)最大值時(shí)所對(duì)應(yīng)的試探線圈法線方向來(lái)表示,但是磁通量的變化率小,因此測(cè)量方向的誤差較大,當(dāng)試探線圈轉(zhuǎn)過(guò) 90時(shí),磁場(chǎng)方向與試探線圈法線方向相垂直,的變化率最大,誤差較小,所以我們利用數(shù)字電壓表讀數(shù)的最小值來(lái)確定磁場(chǎng)的方向.5. 如何描繪磁感應(yīng)線？將探測(cè)線圈的小銅釘放在待測(cè)點(diǎn)的位置,用手按探測(cè)線圈,小銅釘就在坐標(biāo)紙上記下一個(gè)小圓點(diǎn),表示待測(cè)點(diǎn)的位置,轉(zhuǎn)動(dòng)探測(cè)線圈使數(shù)字電壓表讀數(shù)最小值為 0,與探測(cè)線圈法向垂直的方向即為此范圍內(nèi)磁場(chǎng)方向, 用細(xì)鉛筆在坐標(biāo)紙上沿探測(cè)線圈底邊畫(huà)一直線,然后以首尾相接,再找出下一小區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)線,將這些折線

52、連 成光滑曲線即成.【思考題】1. 試分析感應(yīng)法測(cè)磁場(chǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)的條件？答：電磁感應(yīng)法測(cè)量磁場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)是,原理簡(jiǎn)單,且可直接測(cè)得磁場(chǎng)的大小和方向,缺點(diǎn)是,如果磁場(chǎng)分布不 勻用普通的探測(cè)線圈只能測(cè)出線圈平面內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度法向分量的平均值,而不能測(cè)出非均勻磁場(chǎng)中各點(diǎn)的值,除 非將探測(cè)線圈做得非常小,但這又會(huì)使 NoS很小而影響測(cè)量的靈敏度.適應(yīng)的條件：交變磁場(chǎng).2. 怎樣用感應(yīng)法測(cè)量磁場(chǎng)的絕對(duì)值？答：由U NqS Bm cos可知,角 越小,交流數(shù)字電壓表的讀數(shù)越大,當(dāng)試探線圈法線與圓線圈軸方向一致 、2時(shí),0,那么U性Bm為最大值.測(cè)量時(shí),可將探測(cè)線圈放在待測(cè)點(diǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)線圈的方向,直到數(shù)字電壓表讀

53、數(shù)、2最大為止.把所得讀數(shù)代入9式即可算出該點(diǎn)的磁場(chǎng).3. 假設(shè)亥姆霍茲線圈中通以直流電,其磁場(chǎng)又如何測(cè)定？試畫(huà)出測(cè)量線路圖,簡(jiǎn)要說(shuō)明其實(shí)驗(yàn)步驟.答：讓線圈以一定的速度轉(zhuǎn)動(dòng),測(cè)線圈電動(dòng)勢(shì).實(shí)驗(yàn)二十七動(dòng)力學(xué)共振法測(cè)定材料的楊氏彈性模量【預(yù)習(xí)題】1. 外延測(cè)量法有什么特點(diǎn)？使用時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？答：所謂外延測(cè)量法,就是所需要的數(shù)據(jù)在測(cè)量數(shù)據(jù)范圍之外,一般很難測(cè)量,為了求得這個(gè)數(shù),采用作圖 外推求值的方法.具體地說(shuō)就是先使用已測(cè)數(shù)據(jù)繪制出曲線,再將曲線按原規(guī)律延長(zhǎng)到待求值范圍,在延長(zhǎng)線部 分求出所要的值.使用外延測(cè)量法時(shí)應(yīng)注意：外延法只適用于在所研究范圍內(nèi)沒(méi)有突變的情況,否那么不能使用2. 懸絲的粗

54、細(xì)對(duì)共振頻率有何影響？答：在一定范圍內(nèi),懸絲的直徑越大時(shí),共振頻率反而越小.由于共振頻率與阻尼的關(guān)系為懸絲直徑大時(shí),阻尼相應(yīng)較大,即 大,那么共振頻率應(yīng)該較小.當(dāng)然,懸絲直徑也不可過(guò)粗,太粗的懸絲對(duì)于棒振動(dòng)時(shí)振幅的影響很大,即,22、2422(0p)4 p變小,而不利于信號(hào)的拾取【思考題】1. 在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中如何區(qū)分共振峰真假？答：理論上認(rèn)為,“改變信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的頻率,當(dāng)其數(shù)值與試樣棒的某一振動(dòng)模式的頻率一致時(shí)發(fā)生共 振,這時(shí)試樣振動(dòng)振幅最大,拾振器輸出電信號(hào)也到達(dá)最大.實(shí)驗(yàn)中,并非示波器檢測(cè)到信號(hào)峰值處頻率都為樣 品棒的共振頻率,由樣品支架和裝置其它局部的振動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致示波器檢測(cè)到極值

55、信號(hào).因此正確真假判別共振信 號(hào)對(duì)于測(cè)量相當(dāng)重要.真假共振峰的判別方法有好幾種,如預(yù)估法和撤耦法,預(yù)估法指利用的金屬楊氏模量,利用公式估算 出共振頻率,撤耦法指用手托起試樣棒,此時(shí)拾振信號(hào)應(yīng)消失,反之為假信號(hào).預(yù)估法和撤耦法結(jié)合起來(lái)用比較 好：預(yù)估法可判斷出共振頻率的大致范圍,而撤耦法那么可做進(jìn)一步精確判斷.另外,還可以在不放銅棒的情況下 先做一個(gè)粗略檢測(cè),即將可能的干擾信號(hào)頻率做一個(gè)排除.2. 如何測(cè)量節(jié)點(diǎn)的共振頻率.答：從實(shí)驗(yàn)裝置圖中可以看出,試樣振動(dòng)時(shí),由于懸絲的作用,棒的振動(dòng)并非原理中要求的白由振動(dòng),而是 存在阻尼下的受迫振動(dòng),所檢測(cè)共振頻率隨懸掛點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的距離增大而增大.假設(shè)要測(cè)量27-1式中所需的試樣棒基頻共振頻率,只有將懸絲掛在節(jié)點(diǎn)處,處于基頻振動(dòng)模式時(shí),試樣棒上存在兩個(gè)節(jié)點(diǎn),它們的位置距離分別 為0.2