物理实验报告思考题答案 第二版

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1、1-6 思考题思考题 1通过用电子称测量质量并代入式（1-3）计算加速度和由所测速度计算出的加速度两者 是否一致？并作解释。 答：不一致。式（1-3）是在不忽略摩擦力的情况下计算加速度，而实际测量时摩擦力不可 避免，因此实际测量的加速度比由式（1-3）计算得到的加速度小。2分析本实验误差的主要原因？计算一下在这种实验条件下滑块受到的平均阻力有多大？答：误差的主要原因是摩擦力。考虑摩擦力时，式（1-3）应为，其()mgfMm a中为摩擦力，为实际测量的加速度。因此，。fa()fmgMm a3-6 思考题思考题 1根据你学过的大学物理的内容，请你说说转动惯量的物理意义。 答：转动惯量是表征刚体在转

2、动过程中惯性的大小。刚体的转动惯量与刚体的形状和质量 分布、转轴有关。 2请问如何测量出本实验中所使用的仪器的摩擦力矩？答：根据转动定律MJ物体所受的合外力矩为绳子的拉力的力矩和摩擦力矩的和。TrM质量为的物体以加速度下落时，有。ma()TM ga设从静止开始下落高度为，所用时间为 ，则有ht21 2hatar由以上各式得到22()hm ga rMJrt实验过程中保持，则得到ag:22hmgrMJrt在实验过程中，保持不变。把上式变化为, ,r h J2 22MhmJgr tgr令22,MhKJcgrgr则得到21mKct作关系曲线，求出截距，进而求出21mtcM4-6 思考题思考题 1分析书

3、上(4-3)式中各测量值对测量结果和误差的影响大小，测量时必须注意的事项是 哪些？答：由 4-3 式21121121LLL L ttL tt根据误差分析，可以得到其绝对误差的形式：22121 211222 121121121LLLLLLLttL ttL ttL tt 从上式各项的系数（即误差传递系数）可以看出：误差的主要来源是度时铜杆长度的测量，其次是度时铜杆长度的测量；而温度2t2L1t1L和的测量所形成的误差是最小的，所以我们要尽量减小误差，就要减小测量不同温度1t2t下铜杆长度的所产生的误差，所以我们是通过光杠杆放大视角的方法来测量的。（1）该实验是热学实验，而热量的传递是过程量，即温控

4、仪上显示的温度和铜杆的温度可 能是不相同的，而要求温控仪在设定的温度下控温是需要很长时间的，而且也是个扰动的 过程。（2）热学实验的不可逆性，升温过程和降温过程的曲线必然是不重合的。建议用降温过程 来测量铜杆的长度。六六 思考题思考题 1 式（5-6）中 a 是否会随 h 及 d 的改变而改变；a 的值由哪些因素所决定？ 答：不会。液体的表面张力系数和液体本身、温度、杂质浓度等有关。2 从望远镜中看到弯月面的像，其弯月面是向下凹还是向上凸？为什么？答：上凸。在望远镜里看到的是倒立的像。 3 若没有读数望远镜，只有米尺、小型玻璃注入器、少量水银和分析天平（带砝码） 。你 能用这些工具将毛细管的内

5、径（假定内径处处相等）测出来吗？用公式表明测定内径的原 理，并简要说明测量的步骤。答：答：（1）用米尺测出玻璃管的长度l（2）用分析天平测出玻璃管的质量0m（3）用小型玻璃注入器将水银注满玻璃管并测出总质量m设玻璃管内径均匀，设内径为r则，其中为水银的密度。2 0r lmm玻璃管内径0mmrl六六 思考题思考题 1分析造成误差的主要原因是什么？实验应该如何改进？2在温度不同的二种蓖麻油中，同一小球下降的最终速度是否不同？为什么？ 答：不同。小球下降的最终速度为，由于温度不同时，蓖麻油的粘滞系数不同，() 6mV gvr 因此小球下降的最终速度也就不同。六六 思考题思考题 1校正毫安表时，如果发

6、现改装表的读数相对于标准表的读数都偏高例如，改装表 90.0 格时相应的电流值为 90.0 格C（分度值） （mA/格）=9.00mA，但这时标准表的读数还不 满 9.0mA。试问要达到标准表的数值，此时改装表的分流电阻 Rs应调大还是调小？为什 么？ 答：调小。因为当标准表的读数还不满 9.0mA，而改装表上相应的电流值已经 9.00mA。这说明分 在改装表上的电流偏大，则改装表的分流电阻 Rs上的电流偏小，因此需要调小分流电阻 Rs以达到提高分在分流电阻 Rs上的电流的目的。2校正电压表时，如果发现改装电表的读数相对于标准表的读数都偏低例如，改装表 90.0 格时相应的电压值为 90.0

7、格（分度值） （mA/格）=0.90V， 但这时标准表的读数已 超过 0.90V。试问要达到标准表的数值，此时改装表的分流电阻 Rm应调大还是调小？为 什么？ 答：调小。因为当标准表的读数已超过 0.90V，而改装表上相应的电压值才 0.90V。这说明分在改 装表上的电压偏小，则分在改装表的分流电阻 Rs上的电压偏大，因此需要调小分流电阻 Rs以达到减小分在分流电阻 Rs上的电压的目的。3用欧姆表测电阻时，如果表头指针正好指在标度尺的中心处，则该欧姆表的内阻值为多 少？ 答：根据全电路的欧姆定律，可知该欧姆表的内阻值就是表头指针指在标度尺的中心处的 电阻值。六六 思考题思考题 1双臂电桥与惠斯

8、通电桥有哪此异同？ 答：双臂电桥与惠斯通电桥都是桥式电路，测电阻时，都要调节到电桥处于平衡状态，即桥路中的电流，检流计指针指零。0gI惠斯通电桥适于测量中等阻值（）的电阻；而双臂电桥利用低电阻四端接线方式7110 :和双电桥结构排除接触电阻和导线电阻，从而可以精确测出（）的低电阻。51010:2双臂电桥怎样消除附加电阻的影响？ 答：由（9-5）可知，r 对测量结果是有影响的。为了消除 r 对测量结果的影响，可以设法 使第二项为零。因此，在调整平衡时 R1、R2、R3和 R4同时改变，而且始终保持成比例。即3412RR RR在此情况下，不管 r 多大，第二项总为零。电阻 r 根本不出现在平衡条件

9、中，因此 r 的大 小并不影响测量结果，这是双臂电桥的特点。正因为这样它可以用来测量低值电阻。1如果极间电压的正负极交换一下，所作出的等位线会有变化吗？ 答：会有变化，如果极间电压正负极交换，则所作出的等位线高低也交换；这反映了电场 的方向发生变化。但等位线的疏密程度不变，对同轴带电圆柱形导体仍然是靠近轴线的地 方等位线更密集，这映了电场强度的大小不变，它是由半径和极间电压的大小决定的。2如果电源电压增加一倍，等位线、电场线形状如何变化？ 答：等位线形状不变。对同轴带电圆柱形导体仍然是圆柱形，但其疏密程度更高，即相同 电位差的两条等位线间距更小。电场线形状也不变。 六六 思考题思考题1如果温差

10、电偶的冷端不放在冰水混合物里面，而是暴露在空气中（即室温中）对实现结 果有何影响，应该如何修正？ 答：由于温差电偶的冷端暴露在空气中，冷端温度随外界环境变化，导致冷热端温差变化 不定。可以在冷端增设温度探测装置，这样较易控制冷热端温差。 五五 思考题思考题 1如果 x 方向和 y 方向同时输入同频率的正弦或余弦信号，示波器上会出现什么波形？ 答：示波器上会出现是圆到斜线交替变化的李萨如图形。 1示波管由哪几个主要部分组成？各部分的主要作用是什么？ 答：示波管主要由电子枪，偏转系统和荧光屏三部分构成，并被封装在一个高真空的玻璃 管内，电子枪是示波管的核心部件。电子枪主要由阴极，栅极，第一阳极，第

11、二阳极构成， 其主要作用是获得能量适中，方向基本一致的高速电子流；偏转系统由电偏转或磁偏转构 成，其原理是把外部信号转化成电信号，通过在电子运行轨迹上施加横向电场或磁场，使 电子轨迹发生偏转，通过电子束偏转的大小方向可以反映出外部信号的强弱。荧光屏由涂 有磷光物质的材料构成，在高能电子的轰击下发光，用于显示电子束运动轨迹。21)若沿示波管轴线方向加一均匀磁场 B1（即外磁场方向与电子束运动方向一致或相反） ， 电子束将运动轨迹如何变化？ 2)若再在其垂直方向上加一均匀磁场 B2，电子束又将呈现什么运动轨迹？ 答：1)若沿示波管轴线方向加磁场 B1，电子束运动轨迹不变，荧光屏上光点位置不变。 2

12、)垂直方向磁场加磁场 B2，电子束将作螺旋线运动，荧光屏上光点位置变化。 六六 思考题思考题 1. 若用红色与绿色光分别投射到已调好的双缝实验装置上，则干涉现象有何区别？为什么？ 若用白光照射，现象又如何？答：由知，用红光条纹间距变大，绿光条纹间距变小。若用白光会出现彩色条dDkx纹。2. 采用什么方法可增大条纹间距? 答：可采用以下三种方法或组合. 1.增大双缝到屏幕距离 D。 2. 减小双缝中心间距。3. 换 用波长长的光。六六 思考题思考题 1. 通过测量计算透镜的曲率半径 R 时为什么不用（3）式，而用（5）式？ 答：透镜和玻璃板间的相互挤压，使得中心暗纹不是零级。因而条纹的级数难以确

13、定。2. 在牛顿环实验中，假如平板玻璃不是一个光学平面，局部有微小的凸起，则凸起处空气 薄膜的厚度将减小，导致等厚干涉条纹发生畸变，试问这时牛顿环纹将局部内凹还是局部 外凸？为什么？ 答：向外凸。等厚干涉的条纹和厚度是一一对应的。凸起处空气膜的厚度较小，与靠近中 心处的空气膜等厚，这些位置处的干涉条纹和凸起处的同级相连。3. 若纸的厚度增大,则条纹将向什么方向移动，条纹间距如何变化? 答：向劈尖移动，间距变小。六六 思考题思考题1调节迈克尔逊干涉仪时看到的亮点为什么是两排而不是两个?两排亮点是怎样形成的?答：因为该实验用到两个玻璃板，即分光板和补偿板，而这两个玻璃板有 4 个面，激光光纤作为点

14、光源发出的光惊 4 个面发射后应形成 4 个虚象，经两个反光镜后再次成像，所以是两排光点，每排有若干虚光点2调节激光的干涉条纹时，如已确使针孔板的主光点重合，但条纹并未出现，试分析可能产生的原因。答：两排主光点是点光源经玻璃板和反光镜两次成像后的像，所以只有对应的主光点对齐， 才能出现干涉条纹。为什么在调节望远镜时，必须严格使望远镜内的分划板位于物镜的焦平面上？ 答：这是为了便于观察平行光。实验中三棱镜折射后的平行光线成像于望远镜物镜的焦平 面上，当分划板也处于物镜的焦平面上时，能够看到清晰的折射光谱。六六 思考题思考题 1若要看到待测光源的 2 级和 3 级光谱，应采取什么措施？请具体说明。

15、答：应该增大光栅常数，这从光栅方程，即可得知。sinbbk 0,1,2,k 六六 思考题思考题 1单色自然光经起偏器和检偏器，旋转检偏器一周，发现光电流相应显示 2 次消光现象， 试分析其原因。答：当检偏器的偏振化方向和起偏器的偏振化方向为和时，根据马吕斯定律23 2可知，出现 2 次光强为零的情况，即光电流相应显示 2 次消光现象。2 0cosII六六 思考题思考题1什么是剩磁，如何消除剩磁？什么是磁滞回线？答：在研究铁磁物质的磁性时，从实验得出：磁感应强度 B 随外磁场 H 非线性增加，当磁 场强度增加达到正向最大+Hm时，磁感应强度达到最大 Bm，呈饱和状态。当 H 逐渐减小 时，实验表明，B 缓慢减小，这种 B 的变化落后于 H 的现象叫磁滞。 由于磁滞的缘故，当 H 减小到零时，B 并不等于零，而是仍有一定的数值 Br，这就叫剩磁。由于剩磁的存在，要消除剩磁，需加一反向外磁场 H，当反向外磁场逐渐增强到-Hm时， 铁磁性材料的反向磁化同样能达到饱和。此后，反向外磁场逐渐减弱到零，B-H 曲线沿 S R变化；当外磁场从零再逐渐增加到最大时，B-H 曲线沿 RDS 变化；如图所示，这条闭 合曲线就叫磁滞回线。六六 思考题思考题 1为使太阳能电池的输出功率更大，如何调节输 出电阻的大小？ 答：为了使太阳能电池输出更大的功率，必须尽量减小串联电阻，增大并联电阻。sRshR