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1、测量次数 1 2 3U1 /V 5.4 6.9 8.5I1 /mA 2.00 2.60 3.20R1 / 2700 2654 2656测量次数 1 2 3U2 /V 2.08 2.22 2.50I2 /mA 38.0 42.0 47.0R2 / 54.7 52.9 53.2U2 I2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 UI ，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
2、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，05mA 电流表 1 只，05V 电压表 1 只，050mA 电流表 1 只，010V 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
3、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 U max 1.5% ，得到 U 1 0.15V ,U 2 0.075V ；(2) 由 I I max 1.5% ，得到 I1 0.075mA,I 2 0.75mA ；(3) 再由 uR R ( 3V ) ( 3I ) ，求得 uR1 9 101, uR 2 1 ；(4) 结果表示 R1 (2.92 0.09)10 3, 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谱线 游标 左1级
4、(k=-1)右1级(k=+1) nm 0nm E黄l(明 ) 左 10245 6213 20.258 577.1 579.0 0.33右 28248 24218黄2( 明) 左 10240 6220 20.158 574.4 577.9 0.45右 28242 24224绿(明 ) 左 10131 6329 19.025 543.3 546.1 0.51右 28134 24330紫(明 ) 左 9735 6723 15.092 433.9 435.8 0.44右 27737 24728又 a+b=1/500mm=2*10m， =589.0nm=589.0*10m k=2*10/589.0*10
5、=3.4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： (a + b) sin k=dsin k =k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、 =0 处，各色光仍重叠在一起，形成中央明条纹。在中央明条纹两侧对称地分布着 k=1，2，3，级光谱，各级光谱线都按波长大小的顺序依次排列成一组彩色谱线，这样就把复色光分解为单色光。如果已知光栅常数，用分光计测出 k级光谱中某一明条纹的衍射角，即可算出该明条纹所对应的单色光的波长 。实验步骤(1) 调整分光计的工作状态，使其满足测量条件。(2)
6、 利用光栅衍射测量汞灯在可见光范围内几条谱线的波长。 由于衍射光谱在中央明条纹两侧对称地分布，为了提高测量的准确度，测量第k级光谱时，应测出+k级和-k级光谱线的位置，两位置的差值之半即为实验时k取1 。 为了减少分光计刻度盘的偏心误差，测量每条光谱线时，刻度盘上的两个游标都要读数，然后取其平均值(角游标的读数方法与游标卡尺的读数方法基本一致)。 为了使十字丝对准光谱线，可以使用望远镜微调螺钉12来对准。 测量时，可将望远镜置最右端，从-l 级到+1 级依次测量，以免漏测数据。数据处理(1) 与 公 认 值 比 较计算出各条谱线的相对误0 为公认值。(2) 计算出紫色谱线波长的不确定度差 x
7、0其中u() =(a b) sin2u( ) (a b) | cos | u( )= 1600 cos15.092 60 180 =0.467nm ; U =2u() =0.9 nm最后结果为: =(433.90.9) nm1. 当用钠光(波长=589.0nm) 垂直入射到 1mm 内有 500 条刻痕的平面透射光栅上时，试问最多能看到第几级光谱?并请说明理由。答：由 (a+b)sin=k 最大为 90-6 -9-6得 k=(a+b)/sin所以 sin=1-9最多只能看到三级光谱。2. 当狭缝太宽、太窄时将会出现什么现象?为什么? 答：狭缝太宽，则分辨本领将下降，如两条黄色光谱线分不开。狭缝
8、太窄，透光太少，光线太弱，视场太暗不利于测量。3. 为什么采用左右两个游标读数?左右游标在安装位置上有何要求?答：采用左右游标读数是为了消除偏心差，安装时左右应差 180。L /cm 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.00.00221/L50.00160.00110.00080.00060.00040.00030.00020.00015I /A 19.97 12.54 6.85 4.27 2.88 1.51 0.87 0.53 0.322520151050U /V -0.64 0 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 20.0 3
9、0.0 40.0I /mA 0 2.96 5.68 10.34 16.85 18.78 19.90 19.92 19.94 19.95 19.97(2)电光源发光后,其照度随距光源的距离的平方成(r)反比即光电管得到的光子数与r成反比,因此打出的电子数也与r成反比,形成的饱和光电流也与 r成反比,即Ir 。光电效应实验目的(1) 观察光电效现象,测定光电管的伏安特性曲线和光照度与光电流关系曲线 ;测定截止电压,并通过现象了解其物理意义。(2) 练习电路的连接方法及仪器的使用; 学习用图像总结物理律。实验方法原理(1) 光子打到阴极上,若电子获得的能量大于逸出功时则会逸出，在电场力的作用下向阳极
10、运动而形成正向电流。在没达到饱和前，光电流与电压成线性关系,接近饱和时呈非线性关系,饱和后电流不再增加。2 22 2 -2(3) 若给光电管接反向电压 u 反，在 eU 反 E X，测试过程中Rc 调好后不再变动，RX是个准确度很高的电阻箱。R是一根均匀的电阻丝。 L1、L2分别为KX断开和接通时电位差计处于补偿状态时电阻丝的长度。试证明电池 EX的内阻 r L1 L2L2X1.按图 3-10-4 联好电路做实验时，有时不管如何调动 a 头和 b 头，检流计 G 的指针总指零，或总不指零，两种情况的可能原因各有哪些?答：总指零的原因：测量回路断路。总不指零的原因： E 和 Ex极性不对顶； 工
11、作回路断路； RAB 上的全部电压降小于 ES，E x 二者中小的一个。图 3-10-6 思考题 2 附图V=1.30 水 吕内筒 搅拌器 铜 电阻丝降温初阻值1.1261K 电压 4.90V比热容 1.000 0.210 2.10 0.093 0.105 降温终阻值 1.1228K 电流 1.00A质量/g 142.45 23.85 3.00 23.00 0.300 降温时间 15min 室温阻值 1.0905K2. 用电位差计可以测定电池的内阻，其电路如图 3-10-6 所示，假定工作电池 EEx，测试过程中 Rc 调好后不再变动，Rx 是个准确度很高的电阻箱。R 是一根均匀的电阻丝。L1
12、、L2分别为 Kx 断开和接通时电位差计处于补偿状态时电阻丝的长度。试证明电池 Ex 的内阻 r=(L1-L2)/L2Rx(Rx为已知)。证 明 ： 设 A 为 R 上 单 位 长 度 的 电 位 差 ， Vx 为 K2 的 端 电 压 ， 则 有 ： Ex=AL1 (1) Vx=AL2 (2) 而代入（2）式得:Rx / ( r + Rx )Ex =AL2 (3)(1) 式除(3)式，整理后得： r =(L1 - L2) / L2 Rx4. 如图 3-10-4 所示的电位差计，由 A 到 B 是 11m 长的电阻丝，若设 a=0.1V/m，11m 长的电压降是 1.1V，用它测仅几毫伏的温差
13、电动势，误差太大。为了减少误差，采用图 3-10-8 所示电路。图 3-10-8 是将 11m 长的电阻丝 AB 上串接了两个较大的电阻 R1和 R2。若 AB 的总电阻已知为 r, 且 R1、 R2、 r 上的总电压为 1.1V，并设计 AB(11m)电阻丝上的 a=0.1mV/m，试问 R1+R2的电阻值应取多少? 若标准电池 E0的电动势为 1.0186V，则 R1可取的最大值和最小值分别为多少(用线电阻 r表示)?答： 由于电位差计单位长度电阻线的电位差为 a，则电阻线 AB 上的电位差 VAB=11a1.1mV，而回路电流应为I =VAB/r。另一方面，由于 I(R1+R2+r)=1
14、.1V，所以 (VAB/r)(R1+R2+r)= 1.1V, 即 VAB (R1+R2)/r +1= 1.1V。所以 R1+R2=(1.1/VAB)-1r=(1.1/0.0011-1)r999r 。当 R2I = E0 时， R1 为最小，即 R1= R1min，此时有 R1I + E0+ Ir = 1.1。由于 I =VAB/r =0.0011/r，所以 R1min=(1.1-E0-Ir)/I=73r。当 R2I+Ir =E0 则 R1为最大，即 R1= R1max，此时有 R1I + E0 = 1.1。所以 R1max =(1.1-E0)/I=74r电热法测热功当量实验目的(1) 学习用电
15、热法测热功当量，即Q与W的比值。(2) 了解热学实验的特殊条件和基本方法。(3) 学会用修正中温的方法作散热修正。实验方法原理将一电阻放入一定量的水中，电阻通电 t 秒，则电功为 A VIt ，由电流的热效应，这些功将转化为参与热交 换 的 工 作 物 质 的 温 升 ， 则Q (c0 m0 c1m1 c2 m2 0.46V ) (T f T0 ) ，如没有热量散失到环境中去，必有热功当量 J 为 J AQ终温修正是将散失到环境中的热量的温度的形式补偿回来，依据牛顿冷却公式。即 dTdt k (T ), 而k 1t ln T fT0，采用逆推的方法可以求到温度亏损 T dT1 dT2 dT15 (计算机中有现成计算程序引资利用)实验步骤(1)
