大学物理实验报告预习题与思考题部分(周岚).docx

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1、试验一 物体密度的测定【预习题】1. 简述游标卡尺、螺旋测微器的测量原理及使用时的留意事项。答：1游标卡尺的测量原理及使用时的留意事项：游标卡尺是一种利用游标提高精度的长度测量仪器，它由主尺和游标组成。设主尺上的刻度间距为 y ，游标上的刻度间距为x ， x 比 y 略小一点。一般游标上的 n 个刻度间距等于主尺上( n -1)个刻度间距，即nx = (n - 1) y 。由此可知，游标上的刻度间距与主尺上刻度间距相差 1 ,这就是游标的精度。n教材P33图1-2所示的游标卡尺精度为 1 mm ,即主尺上49mm与50游标上50格同长，如教材图1-3所示。这样，游标上50格比主尺上50格50m

2、m少一格1mm，即游标上每格长度比主尺每格少150 = 0.02(mm)， 所以该游标卡尺的精度为0.02mm。使用游标卡尺时应留意：一手拿待测物体，一手持主尺， 将物体轻轻卡住，才可读数。留意保护量爪不被磨损，决不允许被量物体在量爪中挪动。游标卡尺的外量爪用来测量厚度或外径，内量爪用来测量内径，深度尺用来测量槽或筒的深度，紧固螺丝用来固定读数。2螺旋测微器的测量原理及使用时的留意事项：螺旋测微器又称千分尺，它是把测微螺杆的角位移转变为直线位移来测量微小长度的长度测量仪器。螺旋测微器主要由固定套筒、测量轴、活动套筒(即微分筒)组成。如教材P24图1-4所示，固定套管D上套有一个活动套筒C(微分

3、筒)，两者由高精度螺纹严密咬合，活动套筒与测量轴A相联，转动活动套筒可带动测量轴伸出与缩进，活动套筒转动一周( 360 o)，测量轴伸出或缩进1个螺距。因此，可依据活动套筒转动的角度求得测量轴移动的距离。对于螺距是0.5mm螺旋测微器，活动套筒C的周界被等分为50格，故活动套筒转动1 格，测量轴相应地移动0.5/50=0.01mm,再加上估读，其测量精度可到达0.001 mm。使用螺旋测微器时应留意：测量轴向砧台靠近快夹住待测物时，必需使用棘轮而不能直接转动活动套筒，听到“咯、咯” 即表示已经夹住待测物体，棘轮在空转，这时应停顿转动棘轮， 进展读数，不要将被测物拉出，以免磨损砧台和测量轴。应作

4、零点校正。2. 为什么胶片长度可只测量一次？答：单次测量时大体有三种状况：1仪器精度较低，偶然误差很小，屡次测量读数一样，不必屡次测量。2对测量的准确程度要求不高，只测一次就够了。3因测量条件的限制，不行能屡次重复测量。本试验由对胶片长度的测量属于状况 1，所以只测量1次。【思考题】1量角器的最小刻度是30” 。为了提高此量角器的精度，在量角器上附加一个角游标，使游标30分度正好与量角器的29分度等弧长。 求该角游标的精度(即可读出的最小角度)，并读出以下图所示的角度。度 等 弧 长 ， 所 以 游 标 的 精 度 为30 = 130，图示角度为149 o 45”。2. 用螺旋测微器进展测量时

5、要考虑螺距误差吗？答：不要。由于用螺旋测微器进展测量时，活动套筒即微分筒)只向一个方向转动，所以不考虑螺距误差。3. 设计一种修正齿孔面积的方案。答：由于量角器的最小刻度是30，游标30分度与量角器29分答：齿孔外形如图1所示。齿孔面积S等于长方形面积XY减去修正面积S。由图1、图2可知修正面积等于正方形和内切圆面积之差，所以只要测出内切圆的半径，就可求出S。用读数显微镜测出图1中的X 内切圆的半径：、X 、Z 、Z ，得1212(x- x ) - (z- z )R =21212则修正面积为：DS = (2R)2 - pR 2 = (4 - p )R 2图 1试验三 电阻的测量和伏安特性的争论

6、【预习题】1. 测量二极管伏安特性曲线时，为什么正向曲线的测量要用外接法，而反向曲线的测量要用内接法?答：由于二极管正向电阻较小，反向电阻较大，所以正向曲线的测量宜承受电流表外接法，反向曲线的测量宜承受电流表内外接法。2. 电源、电表、滑线变阻器接到电路中要留意什么？答：在使用电源时，应留意：(1)留意人身安全，一般安全电压为 36V。高于 36V 操作时尽量用一只手操作。(2)不能使总电路中的总电流超过额定电流值，更不能使电源短路即不能使外电阻接近于零。(3)直流电表的正、负极应与直流电源的正、负极对应联接即正接正，负接负，否则会使电表损坏。而沟通电没有正负极之分。(4)在电路中必需连电源开

7、关， 接线时和不进展测量时，要使电源开关断开且将输出旋钮逆时针调至零，线路接好经查无误后翻开电源。做完试验，肯定要先切断电源，然后再拆去其他局部。使用电表时应留意以下几点：1选择电表：依据待测电流或电压的大小，选择适宜量程的电流表或电压表。假设选择的量程小于电路中的电流或电压，会使电表损坏；假设选择的量程太大，指针偏转角度太小，读数就不准确。使用时应事先估量待测量的大小，选择稍大的量程试测一下，再依据试测值选用适宜的量程，一般要尽可能使电表的指针偏转在量程的 2/3 以上位置。2电流方向：直流电表指针的偏转方向与所通过的电流方向有关，所以接线时必需留意电表上接线柱的“ +”、“-”标记。电流应

8、从标有“+”号的接线柱流入，从标有“ -”号的接线柱流出。切不行把极性接错，以免损坏指针。3视差问题：读数时，必需使视线垂直于刻度外表。周密电表的外表刻度尺下附有平面镜， 当指针在镜中的像与指针重合时，所对准的刻度，才是电表的准确读数。4要正确放置电表，表盘上一般都标有放置方式，如用“”或“”表示平放；用“”或“”表示立放“；”表示斜放，不按要求放置将影响测量精度。5使用前电表的指针应指零，假设不指零，需要调零。使用滑线变阻器时要留意：通过滑线变阻器的电流不能超过其额定电流。3. 被测低电阻为何要有 4 个端钮？答：消退接触电阻。【思考题】1. 滑线变阻器主要有哪几种用途？如何使用？结合本次试

9、验分别赐予说明。答：1滑线变阻器主要有两种用途：限流和分压。2对限流电路如教材图 3-10：在接通电源前，一般应使 C 滑到B 端，使R最大，电流最小，确保安全。以后逐步调整限流器电阻，使AC电流增大至所需值。对分压电路如教材图 3-11：在接通电源前，一般应使C 滑到B 端，使R 两端电压最小，确保安全。以后逐步调整分压器电阻，使R 两端电压增大至所需值。3本次试验中测二极管特性曲线时，滑线变阻器用于分压；利用四端接线法测量一 段电阻丝电阻时，滑线变阻器用于限流。2. 在试验中，假设电源电压为 6V，被测电阻约为 50，电流表 毫安表的量程为 150/300mA，150mA 档的内阻约 0.

10、4，电压表的量程为 1.5/3.0/7.5，每伏特电压的内阻约 200。如何选用电表量程，电表承受何种接法比较好？答：1由于电源电压为 6V，所以电压表量程应选择 7.5V；又由于通过电阻的电流I = V= 6= 0.12 A = 120mA ，所以电流表量程应选择 150mA。2由题意知RXR50= 50W 、RA= 0.4W 、RV= 200 7.5 = 1500W ，则R50xRx = 0.4 = 125RAR1500= 125RAV= 30R= 30RR50VxXxX由于当R RA时，应承受电流表内接法测量；当R R时，V应承受电流表外接法测量。所以比较两式后可知电流表宜采用内接法。3

11、. 假设低电阻的电势端钮与电流端钮搞错会产生什么现象？为什么？答：在本试验中，假设将待测低电阻的电势端钮与电流端钮接反，则测得的电压为待测低电阻和电流表的接触电阻上共有的，所测阻值比待测低电阻阻值要大。试验四热电偶温度计定标【预习题】1. 什么叫温差电动势？它与哪些因素有关？答：1两种不同的金属或合金，将其两端连接，形成闭合回路，当两连接点的温度不同时，回路中就会产生电动势，这样的电动势就叫温差电动势。2温差电动势与这两种金属或合金材料及冷热端的温度有关。【思考题】1保温杯内冰水混合物的温度是否处处为零？答：保温杯内冰水混合物的温度理论上应当是处处为 0 C ， 但在实际试验中保温杯里冰水混合

12、物与外环境有热交换，因而使得保温杯里的水不肯定为处处零。 2热电偶温度计有什么特点？答：1热电偶温度计具有构造简洁，价格廉价，准确度高，测温范围广等特点。2由于热电偶将温度转化成电信号进展检测，使温度的测量、掌握、 以及对温度信号的放大变换都很便利，适用于远距离测量和自动掌握。试验六薄透镜焦距的测定【预习题】1. 本试验要求用那些方法测量凸透镜和凹透镜的焦距？答：测量凸透镜焦距的三种方法，自准法、物距像距法、共轭法。测量凹透镜焦距的两种方法，视差法和物距像距法。2. 什么是共轴调整？共轴调整的要求是什么？达不到这些要求对测量有什么影响？答：在用多个透镜做试验时，各个透镜应调整到有公共的主光轴，

13、并且该主光轴应与导轨平行，这种调整称为共轴调整。共轴调整分为粗调和细调两个步骤。假设达不到物点与透镜共轴等高， 所成的像偏离主光轴，数据测量不准确。3. 用物距像距法测凹透镜焦距的试验中，对第一次凸透镜所成的像有什么要求？答：第一次凸透镜所成的像，应为倒立缩小的实像。【思考题】1. 物屏与像屏间的距离D = 4 f 和D 4 f 时，分别会消灭什么现象？试用数学表达式说明之。答：物屏与像屏间的距离D = 4 f 时，消灭一个与物等大的像。D 4 f 时，不成像。证明如下：1） 将D = 4 f 代入 f =D2d 2 得 f =(4 f )2d 2= 16 f 2d 2 ，解得d = 0.有唯

14、一解，所以成4D4 4 f16 f2） 当D D成立, 解得d 0 ，所以不成像。4D42. 假设凸透镜的焦距大于光具座的长度，试设计一个试验，在光具座上能测量它的焦距。答：1关心透镜法：加一个小焦距的凸透镜作为关心透镜。2视差法：与教材测凹透镜方法一样。试验七单摆设计【思考题】1用秒表手动测量单摆周期时，从测量技巧上来考虑，应留意哪些方面才能使周期测得更准确些？答：1留意定点观看，在摆线通过平衡位置时开、停秒表。2适当增加单摆振动次数，及重复测量。 2在室内天棚上挂一单摆，摆长很长无法用尺直接测出来，请设计用简洁的工具和方法测量其摆长。lg答：测出单摆振动的周期 T ，查出本地重力加速度g，即可通过T = 2p计算出摆长l 。试验八用直流电桥测量电阻【预习题】1怎样消退比例臂两只电阻不准确相等所造成的系统误差？答：可以交换R0和R ，进展换臂测量，这样最终R=，R R”00xx就与比例臂没有关系了。【思考题】1. 转变电源极性对测量结果有什么影响？答：在调整检流计平衡时，转变极性对未知电阻的测量没有影响。测量电桥灵敏度时，转变电源极性会转变指针偏转方向， 但对偏转格数没有影响。总之，转变电源极性对测量结果没有影响。2. 影响单臂电桥测量误差的因素有哪些？答： 1电桥灵敏度的限制，2电阻箱各旋钮读数的准确度等级3电阻箱各旋钮的剩余电阻接触电阻