二級物理實驗思考題

1、二級物理實驗思考題一、用三線擺測定物體的轉動慣量預習思考題（6）式是根據(jù)哪些條件導出的？在實驗中應如何滿足這些條件？答：是在忽略摩擦力、不計空氣阻尼、下圓盤只有與扭轉而不晃動的情況下導 出，這就要求在實驗中盡量選取光滑的圓盤，并使轉動角度盡量小于5度。如何使下圓盤轉動？有什么要求？答：扭動上圓盤從而帶動下圓盤轉動，要求不得觸碰下圓盤，并且轉動角度要 小于等于5度三線擺徑什么位置計時誤差較??？為什么？在下圓盤轉到最低點（角速度最大）時計時。此時三線擺處于平衡位置，得到 的數(shù)據(jù)更可靠。測量通過圓環(huán)中心軸的轉動慣量時，圓環(huán)應如何放置？ 應水平放置，使圓心與下圓盤的圓心重合如何測量T-I曲線，測它有何

2、意義？不斷改變轉動的周期，并算出相應的轉動慣量，描點連線得T-I曲線，可由斜 率和截距求出下圓盤本身的轉動周期和質量。如何測量通過任一形狀物體質心的扭轉扭轉周期？可用三線擺測量其繞定軸的扭轉周期和轉動慣量，然后據(jù)平行軸定理，求出其 繞其質心的轉動慣量，進而算出其繞質心的扭轉周期。復習思考題：三線擺在擺動中受空氣阻尼，振幅越來越小，它的周期是否會變化？ 周期減小，對測量結果影響不大，因為本實驗測量的時間比較短。三線擺放上待測物體后，其擺動周期是否一定比空盤的轉動周期大？為什么？加上待測物體后三線擺的擺動周期不一定比空盤的周期大。由下圓盤對中心軸轉動慣 量公式可知，若J/mJ0/m0，加上待測物體

3、后，三線擺的擺動周期變大；若J/mJ0/m0， 加上待測物體后，三線擺的擺動周期變小。如何測定任意形狀的物體繞質心轉動的轉動慣量可用三線擺測量其繞定軸的扭轉周期和轉動慣量，然后據(jù)平行軸定理，求出其繞其 質心的轉動慣量如何用作圖法驗證平行軸定理1、將完全相同釣兩圓柱體，對稱地放在飛盤中心兩側，湖量其周期。2、保拮此二圓柱體對下盤中心雙稱，逐次把它們之IE距離增加1 mi, 2 cm 3 cm 直到移到下盤邊緣為止.測量相應的周期。根據(jù)平行軸定理，兩圓柱體繞中心軸的轉動彳貫量為2 （I自十朋畀），是每一圓柱體 統(tǒng)自身中心軸的轉動慣重。根據(jù)講義中的公式，可得：尸= 苓史一 加圓柱脖+ Q七身+ %

4、）伊1下蘭_ 2m匿柱）心 一=一- J可見,Tld2成正比.京用物得&倚4值所對應的丁值，作T4圖，成為一條直線“從圖上求出截距 和斜率，將二者比值和用暹蘭算出的值進行比較，可作出結論。r二、聲速測量預習思考題共振干涉法的理論依據(jù)是什么？如何實現(xiàn)？在空氣中，一個平面狀聲源發(fā)出的沿與平面垂直的平面縱波，該聲波在前進中 遇到一個與之平行的剛性平面，就會發(fā)生反射，進而發(fā)生干涉形成駐波。駐波 場中，聲壓振幅隨聲波與反射面的距離而周期性變化，當距離改變一個半波長 時，聲壓振幅又復原。由此可根據(jù)周期性變化求出半波長。在實驗中，通過觀察聲波振幅的周期性變化，讀出距離，求出半波長在諧振頻率下測量，靈敏度高，

5、在實驗中，勻速移動發(fā)射頭，觀察示波器上出 現(xiàn)最大振幅時，此時信號發(fā)生器的頻率就是諧振頻率。怎樣知道接收端處的聲壓為極大值？觀察示波器，可以發(fā)現(xiàn)信號幅度發(fā)生周期性變化。當示波器上的信號幅度由上 升到下降，其臨界值就是極大值。在依次測量l時，為何要保持諧振頻率f不變？若改變諧振頻率，不僅降低實驗器材的靈敏度，也會給實驗數(shù)據(jù)帶來誤差。 復習思考題為何換能器的面要相互平行？平行的面會使反射回去的聲波和原聲波發(fā)生干涉形成駐波場。若不平行，則形不成 駐波場，就無法應用共振干涉法測量波長。為什么不測量單個的半波長，而要測量多次？計算半波長時，將所測數(shù)據(jù)首尾相減， 除以半波長的個數(shù)，這種計算方法和逐差法比較哪

6、個好？測量單個半波長會有較大的誤差，需要多次測量以減少誤差。若將所得數(shù)據(jù)首尾相 減，則整理得只有最后數(shù)據(jù)減第一個數(shù)據(jù)。也會產生較大的誤差。使用逐差法處理 數(shù)據(jù)，把所有的數(shù)據(jù)都應用上去，得到的誤差就會小些法在共振干涉法中，為什么要在正弦波幅度為極大值時進行測量？在相位法中，為什 么要在李薩如圖形呈直線時進行測量？在振幅為極大值和直線時測量，易于觀察，誤差較小。十一、動態(tài)磁滯回線的測量預習思考題什么叫鐵磁材料的磁滯回線？當鐵磁質達到磁飽和狀態(tài)后，如果減小磁化場H，介質的磁化強度M（或磁感應強度B） 并不沿著起始磁化曲線減小，M （或B）的變化滯后于H的變化。這種現(xiàn)象叫磁滯。在磁場中，鐵磁體的磁感應

7、強度與磁場強度的關系可用曲線來表示，當磁化磁場作周期 的變化時，鐵磁體中的磁感應強度與磁場強度的關系是一條閉合線，這條閉合線叫做磁滯回 線.研究鐵磁材料的磁化規(guī)律的方法是什么？研究鐵磁材料的磁化規(guī)律，一般是通過測量磁化場的磁場強度H與磁感應強度B之間的 關系來進行的。測量鐵磁材料的磁滯性質，實際上是測量哪些物理量？矯頑力Hc和剩磁強度Br鐵磁材料有哪兩類？如何區(qū)分它們？硬磁材料和軟磁材料，一般硬磁材料的矯頑力較大（120-20000安/米）軟磁材料的矯頑力較小，（小于120安/米）復習思考題測量鐵磁材料的磁滯回線有什么實際意義？對于一般鐵磁材料，測量磁滯回線主要是測量靜態(tài)的飽和態(tài)的磁滯回線，回

8、線上有材料 的Br、Hc和飽和Bs這幾個非常有效的磁性靜態(tài)參數(shù)，對使用者對材料的判斷有非常大的 作用。另外，對鐵磁材料，還有初始磁導率ui，最大磁導率um這些靜態(tài)參數(shù)也比較重要。若有兩個鐵磁材，其中一個為硬磁材料，一個為軟磁材料，怎么判斷它們？如上題4十二、交流電路諧振特性研究預習思考題為什么串聯(lián)諧振是電壓諧振而并聯(lián)諧振是電流諧振？無論是串聯(lián)還是并聯(lián)諧振，在諧振發(fā)生時，L、C之間都實現(xiàn)了完全的能量交換。即釋 放的磁能完全轉換成電場能儲存進電容;而在另一時刻電容放電，又轉換成磁能由電感儲存。在串聯(lián)諧振電路中，由于串聯(lián)L、C流過同一個電流，因此能量的交換以電壓極性的變 化進行；在并聯(lián)電路中，L、C

9、兩端是同一個電壓，故能量的轉換表現(xiàn)為兩個元件電流相位 相反。測量串聯(lián)諧振時，為什么要保持總輸出電壓大小恒定不變？首先LC串聯(lián)諧振，電路的整體阻抗為0歐，那么RLC串聯(lián)諧振的整體阻抗為R的阻 值。這時候電路的電流等于U/R。而由于串聯(lián)，流過阻容感（RLC）的電流式相同的，那么 電感上的電壓為感抗乘電流，電容上的電壓幅值和電感上相同。我們把R減小，那么電流就會加大，電阻為0的話，理論上電流等于無窮大，那么電感電 容上的電壓也都分別是無窮大換句話說，電阻值的大小直接影響到電感上輸出電壓的高低。減小電阻值很容易得到高電壓， 這是很危險的。測量并聯(lián)諧振時，為什么要保持總輸出電流大小不變？這是為了在諧振時

10、，使總電壓U取極大值，什么是串聯(lián)和并聯(lián)諧振？諧振條件是什么？在RLC串聯(lián)電路中所發(fā)生的諧振，稱為串聯(lián)諧振。串聯(lián)諧振發(fā)生的條件是感抗和容抗相 等，電抗為零；在電感L和電容C并聯(lián)電路中發(fā)生的諧振叫并聯(lián)諧振，諧振時，電路的 總阻抗近似為極大值。試述Q值的物理意義和它與電路電阻的關系。Q值標志著諧振性能的好壞，表示回路串聯(lián)諧振時感抗值或容抗值與損耗電阻的比值。復習思考題1.串聯(lián)諧振中，不同Q值的If曲線有何特點？ IF曲線與電阻R的關系是什么？ Q值越大，則諧振曲線越尖銳，R就越小。2.測量串聯(lián)和并聯(lián)電路的Q值有幾種方法？1.4 M電路參數(shù)定又。用電路參數(shù)定義并聯(lián)諧振電踹的品質因數(shù)有國；式中:L為屯感

11、,。為電容，U為電導，響為漕振角頗軋1.5用帶寬度定義Q電辟盅生漕振的腳率林稱為諧攤頻率諧振頻率 對血叛帶寬EW的比值稱為品頂因數(shù)即：些三已御_嘩-呻串聯(lián)諧振時有Uc=QU，是否可以將它作為升壓變壓器來使用？在做電力產品試驗時，有時候需要將電容與電感調諧成諧振狀態(tài)，以獲取一定的高電壓。 這樣做的目的，就相當于升壓變壓器的作用。但是諧振電壓，不完全等同于升壓變壓器。帶 負荷的能力不一樣。一般來說，串聯(lián)諧振的升壓效果小于升壓變壓器。十五、用牛頓環(huán)測量球面的曲率半徑此實驗產生的系統(tǒng)誤差和偶然誤差的原因有哪些？如何減小誤差？系統(tǒng)誤差有：牛頓環(huán)裝置的平凸透鏡球面加工不均勻，球面與平面玻璃接觸受到壓 力，

12、表面磨損，測量時干涉條紋的位置發(fā)生變動，調節(jié)距離時的螺距誤差。偶然誤 差：讀數(shù)誤差如何減小誤差：盡量選取標準的牛頓環(huán)裝置，單邊測量以消除螺距誤差，多次測量 取平均值，以減小讀數(shù)誤差。用牛頓環(huán)是否能測量曲率大的平凸透鏡的曲率半徑，為什么？可以，再找一平面玻璃板，把凸透鏡凸面正放在平面玻璃板上，在用已知波長的光來 做干涉實驗,讀出條紋間距，推算出曲率半徑.R=D(m廣2-D(n廣2/4(m-n)入R是半徑,D(m)是第m環(huán)的直徑，入是干涉波波長如果用透射光來觀察，這時的干涉圖與反射的有何不同？原因何在？可以,透射光和反射光的干涉環(huán)是互補的，圖像可以根據(jù)光程差公式來確定，但原因 是反射光存在半波損失，而透射光不存在半波損失，這樣他們的光程差就相差一個 入/2為什么牛頓環(huán)越來越密？若用白光照射產生牛頓環(huán)，其顏色的順序是什么？為什么？在日光下或用白光照射時，可以看到圓心點為一暗點，其周圍為一些明暗相間的彩色 圓環(huán)(紫色在內，紅色在外)；因為不同波長的光，由于折射率和波長不同，會產生不