大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(電子版)

1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(電子版) 上海海運(yùn)學(xué)院2010.05目錄緒論 3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法 7實(shí)驗(yàn)一.長(zhǎng)度的測(cè)量 9實(shí)驗(yàn)二.測(cè)量鋼絲楊氏模量 11實(shí)驗(yàn)三.扭擺法測(cè)定物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 13實(shí)驗(yàn)四.空氣比熱容比測(cè)定實(shí)驗(yàn) 17實(shí)驗(yàn)五.線膨脹系數(shù)測(cè)定 18實(shí)驗(yàn)六.常用電學(xué)儀器的使用 - 19實(shí)驗(yàn)七.惠斯登電橋測(cè)電阻 22實(shí)驗(yàn)八.電位差計(jì)測(cè)電動(dòng)勢(shì) 24實(shí)驗(yàn)九.電表改裝 26實(shí)驗(yàn)十.示波器的使用 28實(shí)驗(yàn)十一.等厚干涉的應(yīng)用 31實(shí)驗(yàn)十二.用光柵測(cè)定光波的波長(zhǎng)33實(shí)驗(yàn)十三.旋轉(zhuǎn)液體物體特性測(cè)量34實(shí)驗(yàn)十四.波爾共振36實(shí)驗(yàn)十五.用梁的彎曲測(cè)量材料的楊氏模量38實(shí)驗(yàn)十六.仿真實(shí)驗(yàn)偏振光的研究39實(shí)驗(yàn)十七.光纖傳輸

2、技術(shù)42實(shí)驗(yàn)十八.激光全息照相44實(shí)驗(yàn)十九.邁克爾遜干涉儀的應(yīng)用46實(shí)驗(yàn)二十.光拍法測(cè)量光速49實(shí)驗(yàn)二十一.光電效應(yīng)52實(shí)驗(yàn)二十二.霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用55實(shí)驗(yàn)二十三.荷質(zhì)比實(shí)驗(yàn)58實(shí)驗(yàn)二十四.金屬電子逸出功實(shí)驗(yàn)62實(shí)驗(yàn)二十五.聲速測(cè)量66實(shí)驗(yàn)二十六.夫蘭克赫茲實(shí)驗(yàn) 69實(shí)驗(yàn)二十七.密立根油滴實(shí)驗(yàn)73實(shí)驗(yàn)二十八.多量程直流電表的設(shè)計(jì)77緒論早在五十年代，我國(guó)物學(xué)家錢三強(qiáng)就指出：今天的科學(xué)技術(shù)發(fā)展可以概括為“科學(xué)技術(shù)化和技術(shù)的科學(xué)化”，也就是說(shuō)：科學(xué)和技術(shù)關(guān)系越來(lái)越密切，科學(xué)與技術(shù)相互滲透。因此教育界普遍關(guān)心的問(wèn)題，不僅是工藝和設(shè)計(jì)程序的傳授而應(yīng)把重點(diǎn)放在創(chuàng)造精神和研究能力的培養(yǎng)上。為此，必須注意和

3、加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，不是一門普通物理實(shí)驗(yàn)課所能完成的，各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)都是一門專門的學(xué)問(wèn)，但是任何復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)工作總離不開(kāi)基本物理量的測(cè)量。一物理實(shí)驗(yàn)課的任務(wù)主要有下述三個(gè)方面：1. 對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)、方法、技能技巧方面的培養(yǎng)的訓(xùn)練。要求學(xué)生掌握一些常用物理量的測(cè)量方法，基本上具備觀察現(xiàn)象測(cè)量數(shù)據(jù)。處理和分析結(jié)果到完整地寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。2. 在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)自己動(dòng)手、觀察、測(cè)量、分析、更深入理解物理理論。3. 培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)和愛(ài)護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)、遵守紀(jì)律的優(yōu)良品德。二測(cè)量與誤差1. 基本概念測(cè)量可分為直接測(cè)量與間接測(cè)量?jī)煞N。直接測(cè)量就是用量具或電表直接

4、與被測(cè)之量比較所得的量。間接測(cè)量就是測(cè)出與待測(cè)量有一定關(guān)系的諸量，然后計(jì)算出該待測(cè)量。一個(gè)物理量在客觀上有著確定的數(shù)值成為真值。測(cè)量值與真值之間的差別稱為誤差。誤差按其產(chǎn)生原因與性質(zhì)分為兩類： 系統(tǒng)誤差產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因：儀器、測(cè)量方法和計(jì)算方法的不完善。 偶然誤差產(chǎn)生偶然誤差的主要原因：人的感覺(jué)器官的限制及實(shí)驗(yàn)環(huán)境等干擾。偶然誤差的出現(xiàn)服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，因此通過(guò)多次測(cè)量求平均值的方法可以減小偶然誤差。 粗大誤差明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差。實(shí)驗(yàn)中盡量避免。2不確定度測(cè)量不確定度是表征被測(cè)量量的真值以一定的概率落在某一個(gè)量值范圍內(nèi)的不肯定程度的一個(gè)估算。一般用表示。不確定度分類： A類不確定度

5、：統(tǒng)計(jì)分析方法評(píng)定，記作； B類不確定度：非統(tǒng)計(jì)分析方法評(píng)定，記作； 合成不確定度：將A類不確定度和B類不確定度用一定規(guī)則合成，常用公式。3直接測(cè)量結(jié)果的不確定度計(jì)算對(duì)某個(gè)物理量測(cè)量幾次，每次測(cè)量結(jié)果分別為，求出算術(shù)平均值： 求標(biāo)準(zhǔn)偏差 貝塞爾公式 A類不確定度 （系數(shù)查書(shū)本第六頁(yè) 表1） 注：測(cè)量次數(shù)6到10次時(shí) B類不確定度 （查書(shū)本第七頁(yè)表2） 合成不確定度 結(jié)果表示 不確定度與測(cè)量結(jié)果平均值之比稱為相對(duì)不確定度。4 間接測(cè)量的不確定度計(jì)算設(shè)，則不確定度傳遞公式： 結(jié)果表示： 三有效數(shù)字及其運(yùn)算1. 什么叫有效數(shù)字？在測(cè)量和計(jì)算時(shí)，正確而有效地表示測(cè)量和運(yùn)算結(jié)果的數(shù)字，稱為有效數(shù)字。它由

6、若干位可靠數(shù)加一位估計(jì)數(shù)構(gòu)成。2. 處理有效數(shù)字時(shí)應(yīng)注意幾點(diǎn)： 凡數(shù)字后面的“0”是有效數(shù)字； 在數(shù)字前面的“0”不是有效數(shù)字； 有效數(shù)字與小數(shù)點(diǎn)位置無(wú)關(guān)。3. 運(yùn)算規(guī)則 加減法只保留一位可疑數(shù)字； 乘除法以最少有效數(shù)字位數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)； 不確定度的有效數(shù)字只取一位。計(jì)算結(jié)果的表示要求：（保留一位有效數(shù)字，和對(duì)齊）四實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告兩個(gè)部分來(lái)完成，在實(shí)驗(yàn)之前先作預(yù)習(xí)部分。預(yù)習(xí)前留一頁(yè)空白頁(yè)在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后再完成實(shí)驗(yàn)部分，數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)寫(xiě)在預(yù)習(xí)前空白頁(yè)，預(yù)習(xí)部分和實(shí)驗(yàn)部分的報(bào)告做在同一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙上。實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括：1. 實(shí)驗(yàn)名稱。 2. 目的要求.。 3 .簡(jiǎn)單原理。4. 步驟。 5.使用器材。 6.記錄

7、和計(jì)算。7. 誤差討論和分析其中1，2，3，4為預(yù)習(xí)內(nèi)容五習(xí)題答案1（1）公里公里公里（2）毫米=毫米米2（1）27 （2）7.0 （3）3.28 （4） （5） （6）1.03（1）8.9±0.1 （2）0.0085±0.0001 單位 （3） （4）（5） （6） 4(1) (2) (3) (4) 5(1) (2) (3) 6 7 8.x97531y46.6949636.1255625.50422715.4828245.304216 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法在物理實(shí)驗(yàn)中，選擇好的數(shù)據(jù)處理方法十分重要。常用的有圖示法，圖解法，逐差法等。一、 圖示法任意兩個(gè)物理量之間的關(guān)系即可從

8、用一個(gè)解析函數(shù)表示，這時(shí)圖示法就成為一種主要的表示方法了，圖示法的另一優(yōu)點(diǎn)是物理量之間的關(guān)系，可用曲線表示，一目了然。在很多場(chǎng)合下應(yīng)用圖線來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題十分方便，因此圖示法是實(shí)驗(yàn)技能中的一項(xiàng)基本功，應(yīng)該很好地掌握它。具體作法如下：1. 作圖必須用毫米方格紙。2. 確定坐標(biāo)確定縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)分別表示哪個(gè)物理量，通常以橫坐標(biāo)為自變量，縱坐標(biāo)為因變量并劃兩條粗線表示縱軸和橫軸。寫(xiě)上坐標(biāo)名稱、單位，并在兩個(gè)坐標(biāo)軸上每隔一定的距離寫(xiě)上標(biāo)度。標(biāo)度時(shí)應(yīng)做到： 圖上觀測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)讀數(shù)的有效字位數(shù)要能表示出估讀位。 標(biāo)尺的選擇應(yīng)使圖線顯示其特點(diǎn)。標(biāo)度應(yīng)劃分得當(dāng)，以不用計(jì)算就能直接讀出圖線上每一點(diǎn)的坐標(biāo)為宜。通常取

9、1：1，1：2，1：5的比例。 使圖線占據(jù)圖紙的大部分，不要偏于一角或一邊，可以采用橫軸和縱軸的標(biāo)度不同，或者兩軸交點(diǎn)不從零開(kāi)始標(biāo)值，以便調(diào)整圖線的大小和位置。3. 畫(huà)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)及描繪曲線畫(huà)點(diǎn)將實(shí)驗(yàn)點(diǎn)用+、，等符號(hào)表明在圖紙上，同一曲線上的坐標(biāo)點(diǎn)要用統(tǒng)一符號(hào)。聯(lián)線穿過(guò)所有實(shí)驗(yàn)點(diǎn)畫(huà)出的代表曲線，畫(huà)點(diǎn)聯(lián)線應(yīng)注意兩點(diǎn)： 用削尖的硬鉛筆 用透明的直尺或曲線板寫(xiě)圖名在圖紙上端空曠位置寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)名稱、圖紙名稱。二、 圖解法由實(shí)驗(yàn)求得兩物理量的關(guān)系曲線后，利用此曲線可以求得第三個(gè)物理量，這種方法稱為圖解法。物理實(shí)驗(yàn)中遇到的圖線大多是直線，故可用直線方程式表示：求直線的斜率和截距的方法如下：在直線的兩端任取a和b，

10、用與實(shí)驗(yàn)點(diǎn)不同的符號(hào)將它們表示出來(lái)，并在旁邊注明坐標(biāo)讀數(shù)。然后將該二點(diǎn)坐標(biāo)值代入直線方程式解之，得直線的斜率如果x軸起點(diǎn)為零，則可直接從圖上讀出截距，因x=0時(shí)，y=y0否則在求出斜率m后，以直線上任一點(diǎn)的坐標(biāo)（x，y）帶入 中即可算出截距yo，于是得到和實(shí)驗(yàn)圖線相合適的經(jīng)驗(yàn)公式了。舉例：如根據(jù)歐姆定律：V=RI，根據(jù)二點(diǎn)公司求直線斜率的方法可得三、逐差法逐差法是物理實(shí)驗(yàn)中常用的數(shù)據(jù)處理方法之一。逐差法就是把實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)逐項(xiàng)相減，或分成高、低兩組對(duì)應(yīng)項(xiàng)相減。例如測(cè)得八組數(shù)據(jù)。用逐差法可以得到這樣處理了以充分利用數(shù)據(jù)，保持了多次測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)一 長(zhǎng)度的測(cè)量一. 目的要求1. 學(xué)習(xí)誤差及有效數(shù)字

11、的基本知識(shí)2. 掌握游標(biāo)原理，學(xué)會(huì)正確使用游標(biāo)卡尺3. 學(xué)會(huì)正確使用螺旋測(cè)微儀，了解其結(jié)構(gòu)和原理二. 原理物理實(shí)驗(yàn)中最常用的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器是游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微器（千分尺），通常用量程和分度值表示這些儀器的規(guī)格。量程是測(cè)量范圍；分度值是儀器所表示的最小分劃單位。分度值的大小反映儀器的精密程度，洋來(lái)說(shuō)，分度值越小，一起越精密，儀器本身的“允許誤差”響應(yīng)也越小，學(xué)習(xí)使用這些儀器，要主義掌握它們的構(gòu)造特點(diǎn)，規(guī)格性能，讀數(shù)原理，使用方法及維護(hù)知識(shí)等。1. 游標(biāo)卡尺結(jié)構(gòu)游標(biāo)卡尺又主尺和游標(biāo)組成。包括卡尺的主尺，刀口，鉗口，尾尺各個(gè)組成部分。 原理 游標(biāo)的個(gè)分度格長(zhǎng)與主尺的個(gè)分度格長(zhǎng)相等，設(shè)主尺的最小分度值（

12、通常為），游標(biāo)的最小分度值為，則 ，就稱為游標(biāo)的精度值，常用的有，兩種。 測(cè)量 用鉗口或刀口卡住物體，進(jìn)行讀數(shù)。2.螺旋測(cè)微器（千分尺）螺旋測(cè)微器結(jié)構(gòu)的主要部分是一個(gè)微動(dòng)螺旋桿，螺距是0.5mm，因此，當(dāng)螺旋桿旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，它軸線方向只前進(jìn)0.5mm，螺旋桿和螺旋柄連著的，在柄上附有沿園周的刻度，共有50等分格，當(dāng)螺旋桿沿軸線方向前進(jìn)0.5/50mm，即0.01mm時(shí)，螺旋柄上的刻度轉(zhuǎn)過(guò)一分格，這就是所謂機(jī)械放大原理。讀數(shù)時(shí)，從固定標(biāo)尺上讀出鑒格數(shù)（每格0.5mm），0.5mm以下的讀數(shù)則由螺旋柄園周上的刻度讀出，估讀到0.001MM這一位上。使用時(shí)先要記錄初讀數(shù)。三. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：用游標(biāo)卡尺測(cè)薄

13、片尺寸（圖1-1）并計(jì)算薄片的面積；用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑并計(jì)算其橫截面積值；用游標(biāo)卡尺測(cè)量金屬棒尺寸并計(jì)算其體積。四.注意事項(xiàng)1.使用游標(biāo)尺時(shí)，一手拿物體，另一手執(zhí)尺，要特別注意保護(hù)量爪不磨損，使用時(shí)輕輕把物體卡住即行讀數(shù)，不允許用來(lái)測(cè)量粗糙的物體，并切忌把夾緊的物體在卡口內(nèi)挪動(dòng)。2.使用螺旋測(cè)徑器，記錄零點(diǎn)讀數(shù)，并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)作另點(diǎn)修正，螺旋測(cè)徑器的另點(diǎn)可以調(diào)整，可見(jiàn)儀器說(shuō)明書(shū)。3.記錄另點(diǎn)及將待測(cè)物體夾緊測(cè)量時(shí)，應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪旋柄推進(jìn)螺桿，不要直接擰轉(zhuǎn)螺桿，以免夾得太緊，影響測(cè)量結(jié)果及損壞儀器，只要聽(tīng)到在轉(zhuǎn)動(dòng)小棘輪時(shí)發(fā)出喀喀的聲音，就不要再推進(jìn)螺桿而可以進(jìn)行讀數(shù)了。圖1-1五.參考數(shù)據(jù)

14、：使用的三種工具游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微計(jì)，米尺的B類不確定度分別為0.02mm,0.002mm,0.1mm1. 單位：mm項(xiàng)目 次數(shù)123456平均a39.9839.9840.0040.0239.9640.0240.00b25.0025.0224.9825.0025.0225.0225.00c8.008.028.028.047.988.008.01h8.008.048.048.028.048.008.02a=40.03±0.03mmb=25.00±0.03mmc=8.01±0.03mmh=8.02±0.03mm周長(zhǎng)L=2(3.075+3.206+1.804)

15、=146.04mm L=L±UL=146.0±0.1 (mm) 面積S=ab-ch=3=935（）2初讀數(shù) 0.001mm次數(shù)項(xiàng)目123456平均直徑d7.9457.9467.9507.9517.9487.9487.948長(zhǎng)度L128.1128.2128.1128.0128.3128.2128.2d=7.948±0.004mmL=128.2±0.7mm電阻絲截面積： 次數(shù)項(xiàng)目123456平均外徑D121.0021.0220.9620.9821.0021.0221.00內(nèi)徑D28.028.007.967.988.008.028.00高H30.1030.14

16、30.1230.1630.1430.1230.13D1=21.00±0.03mm D2=8.00±0.03mm H=30.13±0.03mm 實(shí)驗(yàn)二 測(cè)定鋼絲的楊氏模量一. 目的1學(xué)會(huì)測(cè)量楊氏彈性模量的一種方法；2掌握光杠桿放大法測(cè)量微小長(zhǎng)度的原理；3學(xué)會(huì)用逐差法處理數(shù)據(jù)。二原理任何物體在外力作用下都要發(fā)生形變，根據(jù)虎克定律：（2-1）（1） 式中比例系數(shù)就稱為材料的楊氏彈性模量，即（2-2） 外力 ，鋼絲伸長(zhǎng)量 ，鋼絲截面積 ，鋼絲原長(zhǎng)度本實(shí)驗(yàn)采用光杠桿放大法測(cè)量微小長(zhǎng)度值，其結(jié)果比較準(zhǔn)確。 圖2-1為光杠桿放大原理圖。開(kāi)始時(shí)光杠桿反射鏡與標(biāo)尺在同一平面，在望遠(yuǎn)

17、鏡中讀到標(biāo)尺讀數(shù)，當(dāng)鋼絲受力伸長(zhǎng)時(shí)帶動(dòng)光杠桿反射鏡后足尖下降，鏡面發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)微小角度，這時(shí)在望遠(yuǎn)鏡讀數(shù)為，為放大后鋼絲伸長(zhǎng)量，因?yàn)榻嵌任⑿D2-1若很小， 得所以 ：式中S鋼絲橫截面積，N小鏡偏轉(zhuǎn)前后的讀數(shù)差，b光桿桿常數(shù)，D為兩次反射鏡面與標(biāo)尺的距離。三光路調(diào)節(jié)：1、將光杠桿前兩足尖放在平臺(tái)槽內(nèi)，后尖放在圓形托盤上，并使平面鏡與平臺(tái)面積本垂直。2、調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡高度，使其與光杠桿基本處于等高位置。3、調(diào)節(jié)二次反射鏡的傾角螺絲，看到照明標(biāo)尺在光杠桿反射鏡的二次反射像。4、將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)照明標(biāo)尺在光桿桿里的像，注意“等高同軸”要領(lǐng)。四測(cè)量步驟1、按下數(shù)顯屏的“開(kāi)關(guān)”鍵，顯示屏顯示“”。2、將數(shù)據(jù)拉力

18、從某一負(fù)載開(kāi)始，先測(cè)加載過(guò)程，每間隔2Kg記錄8個(gè)數(shù)據(jù)。隔1-2分后，每減少2Kg記錄一次讀數(shù)，記入表格中。、測(cè)量完畢后調(diào)節(jié)液壓調(diào)節(jié)螺桿到最外端，使顯示屏顯示“”后關(guān)閉電源。、用鋼卷尺測(cè)出二次反射鏡面到標(biāo)尺距離。、用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)出鋼絲直徑。、取下光桿桿，在白紙上印出三個(gè)點(diǎn)，測(cè)高。、用鋼卷尺測(cè)量鋼絲長(zhǎng)度。五參考數(shù)據(jù)1、標(biāo)尺讀數(shù)記錄次數(shù)i拉力示值（Kg）加載Pi (cm)減載Pi”(cm)Pi=(Pi+Pi”)/2 (cm)逐差值（cm）Ni=Pi+4-Pi0853.653.453.512.811056.456.656.512.321259.159.259.212.631463.163.463.2

19、12.641666.366.366.351868.968.768.862071.971.871.872275.875.875.8 2、鋼絲直徑d 千分尺的儀器誤差取0.004mm 初讀數(shù)0.003mm次數(shù)12345平均d(cm)0.07950.07930.07940.07920.07960.0794 3、其他數(shù)據(jù)測(cè)量標(biāo)尺到二次反射鏡距離D=779.8mm，鋼絲長(zhǎng)度,光杠桿腿長(zhǎng)b=84.59mm 六注意事項(xiàng)：1、對(duì)于鋼絲不直或鉆頭夾具夾的不緊將出現(xiàn)假伸長(zhǎng)，為此，必須用力將鉆頭卡夾緊鋼絲。同時(shí)，在測(cè)量前應(yīng)將金屬絲拉直并施加相當(dāng)?shù)念A(yù)拉力。2、對(duì)于鋼絲在加外力后，要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定的伸長(zhǎng)量，這

20、種現(xiàn)象稱為滯后效應(yīng)，這段時(shí)間稱為馳豫時(shí)間。為此每次加力后應(yīng)等到顯示器數(shù)據(jù)穩(wěn)定后再進(jìn)行測(cè)量讀數(shù)。3、本實(shí)驗(yàn)所用的數(shù)字測(cè)力秤的誤差為。實(shí)驗(yàn)三 扭擺法測(cè)定物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是剛體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性大小的量度，是表明剛體特性的一個(gè)物理量。剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量除了與物體的質(zhì)量有關(guān)，還與轉(zhuǎn)軸的位置和質(zhì)量分布（即形狀、大小和密度分布）有關(guān)。如果剛體形狀簡(jiǎn)單，且質(zhì)量分布均勻，可以直接計(jì)算出它繞特定轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。對(duì)于形狀復(fù)雜，質(zhì)量分布不均勻的剛體，計(jì)算將極為復(fù)雜，通常采用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定，例如機(jī)械部件，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和槍炮的彈丸等。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量，一般都是使剛體以一定形式運(yùn)動(dòng)，通過(guò)表征這種運(yùn)動(dòng)特征的物理量與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的關(guān)系，進(jìn)行轉(zhuǎn)

21、換測(cè)量。本實(shí)驗(yàn)使物體作扭轉(zhuǎn)擺動(dòng)，由擺動(dòng)周期及其其它參數(shù)的測(cè)定計(jì)算出物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉扭擺的構(gòu)造，使用方法，掌握數(shù)字式計(jì)時(shí)儀的正確使用；2掌握用扭擺測(cè)定幾種不同形狀物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并與理論值進(jìn)行比較；3改變滑塊在細(xì)長(zhǎng)桿上的位置，驗(yàn)證轉(zhuǎn)動(dòng)慣量平行軸移動(dòng)定理。二實(shí)驗(yàn)原理扭擺的構(gòu)造見(jiàn)圖（3-1）所示，在其垂直軸1 上裝有一根薄片狀的螺旋彈簧2 ，用以產(chǎn)生恢復(fù)力矩。在軸的上方可以裝上各種待測(cè)物體。垂直軸與支座間裝有軸承，使摩擦力矩降低。 圖3-1 扭擺構(gòu)造圖將物體在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)一角度后，在彈簧的恢復(fù)力矩作用下，物體就開(kāi)始繞垂直軸作往返扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)虎克定律，彈簧受扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的恢復(fù)力矩M

22、與所轉(zhuǎn)過(guò)的角度成正比，即（3-1）式中，K 為彈簧的扭轉(zhuǎn)常數(shù)。根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)定律式中，I 為物體繞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，為角加速度，由上式得（3-2）令，且忽略軸承的摩擦阻力矩，由式（3-1）與（3-2）得2上述方程表示扭擺運(yùn)動(dòng)具有角簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特性：角加速度與角位移成正比，且方向相反。此方程的解為Acos（t）式中，A 為諧振動(dòng)的角振幅，為初相位角，為角速度。此諧振動(dòng)的周期為T2 （3-3）利用公式（3-3）測(cè)得扭擺的擺動(dòng)周期后，在I和K 中任何一個(gè)量已知時(shí)即可計(jì)算出另一個(gè)量。若儀器的彈簧扭轉(zhuǎn)常數(shù)K為已知值，則可算出物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：（3-4）實(shí)驗(yàn)中可用一個(gè)幾何形狀有規(guī)則的物體，它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以根據(jù)它的質(zhì)量

23、和幾何尺寸用理論公式直接計(jì)算得到，計(jì)算出儀器彈簧的K值。若要測(cè)定其它形狀物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，只需將待測(cè)物體安放在本儀器頂部的各種夾具上，測(cè)定其擺動(dòng)周期，由公式（3-4）即可算出該物體繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。理論分析證明，若質(zhì)量為的物體繞通過(guò)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為，當(dāng)轉(zhuǎn)軸平行移動(dòng)距離時(shí)，則此物體對(duì)新軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變?yōu)?。這稱為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的平行軸定理。值的計(jì)算是本實(shí)驗(yàn)中必須解決的，由于圓柱繞其中軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量理論值需要測(cè)量的量少，且測(cè)量的精度也比較高，因此我們這里以圓柱的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量理論值作為已知求值，圓柱的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 (3-5)圓柱與盤的轉(zhuǎn)動(dòng)量實(shí)驗(yàn)值為 (3-6)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)值為 (3-7)柱的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)值為

24、(3-8)由(5)、(6)、（7）、（8）可得 （3-9）于是（9）就可以作為值的測(cè)量式。由于各臺(tái)儀器的彈簧形狀各不盡同，因而值也不相同。三實(shí)驗(yàn)步驟1用游標(biāo)卡尺分別測(cè)出圓柱體的外徑，金屬圓筒的內(nèi)徑、外徑、球體直徑，滑塊的內(nèi)徑、外徑和長(zhǎng)度，用鋼皮尺測(cè)金屬細(xì)長(zhǎng)桿長(zhǎng)度（各測(cè)量3次）。記入表3-1中。2調(diào)節(jié)扭擺基座底腳螺絲，使水準(zhǔn)儀氣泡居中。3裝上金屬載物盤，并調(diào)整光電探頭的位置使載物盤上檔光桿處于其缺口中央且遮住發(fā)射接收紅外光線的小孔，測(cè)定其擺動(dòng)周期。記入表3-2中。4. 將塑料圓柱體垂直放在載物臺(tái)上，測(cè)出擺動(dòng)周期。記入表3-2中。 5. 用金屬圓筒代替塑料圓柱體，測(cè)出擺動(dòng)周期。記入表3-2中。6.

25、 取下載物金屬盤，裝上球體并測(cè)出它的擺動(dòng)周期 。記入表3-2中。7. 取下球體，裝上金屬細(xì)桿（金屬細(xì)桿中心必須與轉(zhuǎn)軸重合），測(cè)出擺動(dòng)周期。記入表3-2中。 8. 將滑塊對(duì)稱的放置在細(xì)桿兩邊的凹槽（此時(shí)滑塊質(zhì)心離轉(zhuǎn)軸的距離分別為5.00，10.00，15.00，20.00，25.00厘米），測(cè)定細(xì)桿的擺動(dòng)周期。記入表3-4中。9. 記下塑料圓柱體、金屬圓筒、實(shí)心球、金屬細(xì)桿和滑塊的質(zhì)量。四參考數(shù)據(jù)1. 測(cè)量各種形狀物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 單位：10-2m 次數(shù) 項(xiàng)目123平均塑料圓柱體外徑D柱10.01810.01610.01410.016金屬圓筒內(nèi)徑D內(nèi)9.3549.3549.3549.354金屬圓筒

26、外徑D外9.9869.9909.9869.987實(shí)心球直徑D柱11.25411.25211.25211.253金屬細(xì)桿長(zhǎng)度L60.9260.9260.9360.92滑塊內(nèi)徑d內(nèi)0.6120.6000.6080.607滑塊外徑d外3.5023.5003.5023.501滑塊長(zhǎng)度L13.3003.2983.3003.299 項(xiàng)目 內(nèi)容金屬載物盤載物盤金屬圓筒實(shí)心球載物盤塑料圓柱體金屬細(xì)桿擺動(dòng)10周期所需的時(shí)間（s）18.5617.2014.1313.8523.3028.5617.2014.1213.8623.2938.5617.2014.1213.8523.29平均8.5617.2014.1213

27、.8523.29周期T（S）0.8561.7201.4121.3852.329質(zhì)量：712.5克,713.0克，1171.1克，132.6克,239.9克物體名稱轉(zhuǎn)動(dòng)慣量理論值(X10-4kgm2)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)值(X10-4kgm2)百分誤差金屬載物盤5.52塑料柱體8.935=8.9380.04%金屬圓筒=16.71=16.770.3%實(shí)心球14.83015.031%金屬細(xì)桿40.8240.880.1%二滑塊的質(zhì)心繞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量理論值I滑塊=2m滑（）+m滑=0.8138 X10-2kgm2其中：d外為滑塊的外徑，d內(nèi)為滑塊的內(nèi)徑，L1為滑塊的長(zhǎng)度。2. 驗(yàn)證轉(zhuǎn)動(dòng)慣量平行軸定理：滑塊質(zhì)心離

28、轉(zhuǎn)軸距離x（10-2m）5.0010.0015.0020.0025.005次擺動(dòng)周期5T（S）13.3613.3613.3617.2517.2517.2622.2722.2722.2927.8427.8427.8433.6433.6433.65擺動(dòng)周期（S）2.6723.4484.4545.5686.728實(shí)驗(yàn)值（10-2 kgm2 ）0.53810.89711.4952.3373.412理論值I=I細(xì)桿2 m滑x2I滑塊（10-2 kgm2 ）0.53690.89671.4982.3363.416百分誤差0.2%0.04%0.02%0.04%0.01%思考題解答：1. 怎樣測(cè)量不規(guī)則物體的轉(zhuǎn)

29、動(dòng)慣量？答：先用已知的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)出裝置的K值，然后設(shè)計(jì)一個(gè)能使該物體能以要測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的軸轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的裝置，按實(shí)驗(yàn)介紹測(cè)量其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，最后將該不規(guī)則物體固定于裝置上，測(cè)出兩者復(fù)合轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，再求出該物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。2. 若兩個(gè)滑塊不對(duì)稱放置時(shí)，怎樣驗(yàn)證平行軸定理？答：只將驗(yàn)證公式中的項(xiàng)換成,其中、分別為滑塊1和滑塊2離轉(zhuǎn)軸的距離。實(shí)驗(yàn)四 空氣比熱容比測(cè)定實(shí)驗(yàn)一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?用絕熱膨脹法測(cè)定空氣的比熱容比；2觀測(cè)熱力學(xué)過(guò)程中狀態(tài)變化及基本物理規(guī)律；3學(xué)習(xí)氣體壓力傳感器核電流型集成溫度傳感器的原理及使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理氣體的比熱容比，也可稱為氣體的絕熱系數(shù)，它是一個(gè)重要的物理量，經(jīng)常出現(xiàn)在熱力學(xué)方程中。

30、如圖4-1所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)先關(guān)閉放氣閥，將原處于環(huán)境大氣壓強(qiáng)，室溫的氣體送入儲(chǔ)氣瓶。這時(shí)關(guān)閉充氣閥，取瓶?jī)?nèi)一部分氣體為研究對(duì)象，這部分企圖狀態(tài)為。然后突然打開(kāi)放氣閥放氣，放氣過(guò)程可認(rèn)為是絕熱膨脹過(guò)程，放氣結(jié)束關(guān)閉閥門，這時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體狀態(tài)為，為儲(chǔ)氣瓶容積。在關(guān)閉放棄閥后，溫度將伸高，當(dāng)溫度達(dá)到，這時(shí)記作狀態(tài)。絕熱膨脹過(guò)程：I到II狀態(tài)，有 （4-1）圖4-1 P-V圖I到III為等溫線有： （4-2）由（1）（2）式得到： （4-3）三、實(shí)驗(yàn)步驟 1用ForTon式氣壓計(jì)測(cè)定大氣壓。開(kāi)啟電源并預(yù)熱20分鐘。 2把放氣閥關(guān)閉，充氣閥打開(kāi)，用打氣球把空氣緩緩地打進(jìn)儲(chǔ)氣瓶，用壓力傳感器和溫度傳感器測(cè)量壓強(qiáng)均

31、勻穩(wěn)定時(shí)的壓力和溫度記錄進(jìn)表格。 3突然打開(kāi)放氣閥，當(dāng)儲(chǔ)氣瓶的壓力降低至環(huán)境大氣壓強(qiáng)時(shí)迅速關(guān)閉放氣閥。 4當(dāng)儲(chǔ)氣瓶溫度上升到記下儲(chǔ)氣瓶壓強(qiáng)。5用公式（3）計(jì)算比熱容比數(shù)值。四、參考數(shù)據(jù)： （）（mV）(mV) （mV）(mV)（）（）1.0121114.51517.028.81516.61.06941.02651.34511671525.829.81525.41.07041.02701.353117.31506.234.71505.81.07081.02941.432118.01511.428.91511.01.07111.02661.304 注意事項(xiàng)：1打開(kāi)放氣閥放氣時(shí)，當(dāng)聽(tīng)到放氣聲結(jié)束應(yīng)迅

32、速關(guān)閉放氣閥，提早或推遲關(guān)閉放氣閥都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 2實(shí)驗(yàn)要求環(huán)境溫度基本不變，如發(fā)生環(huán)境溫度不斷下降的情況，可在遠(yuǎn)離實(shí)驗(yàn)儀器處適當(dāng)加溫，以保證實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)五 線膨脹系數(shù)測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測(cè)定鐵、銅、鋁棒的線膨脹系數(shù)；2測(cè)量其他固體物質(zhì)的線膨脹系數(shù)；3分析影響測(cè)量精度的諸因素；4觀察某些合金材料在金相組織發(fā)生變化溫度附近出現(xiàn)線膨脹的突變現(xiàn)象；5掌握使用千分表和溫度控制儀的操作方法。二、實(shí)驗(yàn)原理物質(zhì)在一定溫度內(nèi)，原長(zhǎng)為的物體受熱后伸長(zhǎng)量與溫度的增加量近似成正比，與原長(zhǎng)也成正比，即。一般固體在溫度升高時(shí)，它的長(zhǎng)度將發(fā)生變化。固態(tài)物質(zhì)當(dāng)溫度改變時(shí)，其長(zhǎng)度變化與在時(shí)的比值，成為該物質(zhì)的線膨脹系

33、數(shù)。如果一根金屬棒在時(shí)長(zhǎng)為，那么在溫度為時(shí)的長(zhǎng)度為：。實(shí)際上金屬的線膨脹系數(shù)不是一個(gè)常數(shù)，只是在某一溫度區(qū)域內(nèi)近似與常數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)步驟1接通電加熱器與溫控儀輸入輸出接口和溫度傳感器的航空插頭。2旋轉(zhuǎn)千分表固定架螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)固定架致使被測(cè)樣品能插入紫銅管內(nèi)，再插入低導(dǎo)熱體，用力壓緊后轉(zhuǎn)動(dòng)固定架，在安裝千分表架時(shí)注意被測(cè)物體與千分表測(cè)量頭保持在同一直線。3安裝千分表在固定架上，并且扭緊螺栓，不試千分表轉(zhuǎn)動(dòng)，再向前移動(dòng)固定架，使千分表讀數(shù)在0.2-0.4mm，固定架給予固定。然后稍用力壓一下千分表滑絡(luò)端，使它與絕熱體有良好的接觸，再轉(zhuǎn)動(dòng)千分表圓盤讀數(shù)為零。4接通溫控儀的電源，設(shè)定需加熱的數(shù)值，一般可分

34、別增加溫度為，。按確定鍵開(kāi)始加熱。5每次設(shè)定溫度測(cè)完后，按復(fù)位鍵，重新設(shè)定所需溫度，當(dāng)顯示值上升到大于設(shè)定值，電腦自動(dòng)控制到設(shè)定值，正常情況下在左右波動(dòng)。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度附近（與設(shè)定溫度相差），例如溫度達(dá)到時(shí)，千分表的指針基本不動(dòng)，學(xué)生可記錄千分表的讀數(shù)，為了計(jì)算方便，達(dá)到下一個(gè)設(shè)定值時(shí)，也要記錄千分表讀數(shù)6換不同金屬樣品，分別測(cè)量并計(jì)算各自的線膨脹系數(shù)。四、電加熱箱的結(jié)構(gòu)和使用要求1使用要求（1）被測(cè)物體尺寸控制于；（2）整體要求平穩(wěn)，因伸長(zhǎng)量極小，故儀器不應(yīng)有振動(dòng)；（3）千分表安裝適當(dāng)固定且與被測(cè)物體有良好的接觸（讀數(shù)在處較為適宜，然后在轉(zhuǎn)動(dòng)表殼校零）；（4）被測(cè)物體與千分表探頭需保持在

35、同一直線。2結(jié)構(gòu)如圖5-1五、恒溫控制儀使用說(shuō)明1面板操作簡(jiǎn)圖如圖5-22使用要求（1）面包電源接通數(shù)字顯示為FdHc表示該公司產(chǎn)品符號(hào)，A*.*表示當(dāng)時(shí)傳感器溫度，b=.=表示等待設(shè)定溫度。（2）按升溫鍵，數(shù)字由零逐漸增大至所需的設(shè)定值，最高可選80度。（3）如果數(shù)字顯示高于設(shè)定的溫度，可按降溫鍵直至到所需的溫度設(shè)定值。（4）當(dāng)數(shù)字設(shè)定值達(dá)到實(shí)驗(yàn)者所需的值時(shí)，可按確定鍵，開(kāi)始對(duì)樣品加熱，同時(shí)指示燈亮，發(fā)光頻閃與加熱頻率成正比。（5）確定鍵也可用作選擇鍵，可觀察當(dāng)時(shí)的溫度值和先前的設(shè)定值。（6）實(shí)驗(yàn)者如果需要改變?cè)O(shè)定值可按復(fù)位鍵，重新設(shè)置。實(shí)驗(yàn)六 常用電學(xué)儀器的使用一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解電路的組成和

36、各部分的作用；2掌握常用電學(xué)儀表的性能、用法、正確連接電路的方法；3用歐姆定律測(cè)量未知電阻；4。學(xué)習(xí)作圖法分析和處理問(wèn)題。二常用電學(xué)儀器介紹 一般用電線路中，通常總是由電源、用電設(shè)備（負(fù)載）、控制設(shè)備、測(cè)量?jī)x表等部分組成的。這些部分用導(dǎo)線連接通路，稱為電路。一、 電源電源是把其他形式能量轉(zhuǎn)換成電能、提供電路能量的裝置。電源分為直流電源和交流電源兩種。交流電源：用符號(hào)“AC”或“”表示交流電。常用的交流電有380V和220V兩種，頻率為50Hz。直流電源：用符號(hào)“DC”或“”表示直流電。常用的直流電有干電池，蓄電池和晶體管穩(wěn)壓電源等。直流電源使用時(shí)，正負(fù)極不能接錯(cuò)，要嚴(yán)防短路，以免電流過(guò)大損壞電

37、源。二、 電阻電阻可用來(lái)改變電路中電流、電壓的大小。電阻分為固定式和可變式兩種。下面介紹常用的兩種可變電阻。1滑線變阻器滑線變阻器有兩種接法（1）變流器接法：如圖6-1所示。（2）分壓器接法：如圖6-2所示。圖6-1 變流電路 圖6-2 分壓電路2旋轉(zhuǎn)式電阻箱實(shí)驗(yàn)室常用的ZX21型直流電阻箱的面板如圖6-3（a），其內(nèi)部是若干個(gè)采用錳銅合金線繞成的具有高穩(wěn)定的固定電阻元件，按一定的方式接在特殊的變換開(kāi)關(guān)裝置上組成，如圖6-3（b）。圖6-3 ZX21型直流電阻箱面板上有六個(gè)開(kāi)關(guān)旋鈕和四個(gè)接線柱。每個(gè)旋鈕的圓盤上都標(biāo)有0、1、2、9等數(shù)字，靠旋鈕邊緣的面板上刻有箭頭，并有×0.1、&#

38、215;1、×10、等字樣，這些數(shù)字為倍率。表1電阻箱各旋盤倍率的準(zhǔn)確度旋盤倍率0.1110100100010000準(zhǔn)確度5%0.5%0.2%0.1%0.1%0.1%三、 磁電式儀表磁電式儀表測(cè)量的是偏轉(zhuǎn)角度，把電流的標(biāo)準(zhǔn)量變換為角度的標(biāo)準(zhǔn)量，然后與被測(cè)流的標(biāo)準(zhǔn)角度相比較，實(shí)現(xiàn)比較測(cè)量。 1直流檢流計(jì)或?qū)⒈粶y(cè)的量進(jìn)行某種變換后才能實(shí)現(xiàn)的直接比較測(cè)量的方法稱為間接比較測(cè)量法。檢測(cè)電路中有無(wú)電流通過(guò)即電流方向的一起稱為檢流計(jì)。磁電式檢流計(jì)有指針式和復(fù)射式兩種。磁電式檢流計(jì)的主要技術(shù)特性是：（1）電流常數(shù)：即檢流計(jì)指針在標(biāo)度尺上偏轉(zhuǎn)1小格所代表的電流值。（2）內(nèi)阻：檢流計(jì)內(nèi)部的電阻。（3）

39、使檢流計(jì)指針以最短的時(shí)間穩(wěn)定在平衡位置而不振動(dòng)的外電路的電阻稱為外臨界電阻，這段時(shí)間稱為阻尼時(shí)間。2直流電流表直流電流表示在檢流計(jì)兩端并聯(lián)低電阻，電表的零分度線在標(biāo)度盤的最左端。3.直流電壓表 通常在電流表上串聯(lián)分壓電阻就構(gòu)成了電壓表。 直流電流表、電壓表的主要參數(shù)： （）量程：即滿刻度電流或電壓值。（）內(nèi)阻：通常電流表內(nèi)阻非常小，以減小電流表的電壓降，電壓表的內(nèi)阻非常大，以避免對(duì)電路產(chǎn)生分流作用。（）精度等級(jí)：電流表，電壓表的精度等級(jí)分為0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0共7個(gè)等級(jí)，準(zhǔn)確度為級(jí)的電表簡(jiǎn)稱為級(jí)電表，其測(cè)量最大誤差允許為：（為所用電表的量程）表常用電學(xué)儀表的符

40、號(hào)介紹注意事項(xiàng)：（1）使用前如果磁電式儀表的指針不在零分度線上，可用小螺絲刀或接線叉輕輕旋轉(zhuǎn)零調(diào)節(jié)器，使指針指零，成為機(jī)械調(diào)零。 （2）讀數(shù)時(shí)的視線應(yīng)正對(duì)指針并于標(biāo)度盤垂直。對(duì)附有反射鏡的標(biāo)度盤，只能在指針與指針在反射鏡中的像重合時(shí)才能讀取數(shù)據(jù)。儀器布置和電路連接：1.儀器布置操作之前，首先把電路圖中每個(gè)符號(hào)代表的意思、各儀器的作用搞清楚。對(duì)初學(xué)者，可按電路圖布置儀器。接線能力提高后，應(yīng)按照“接線方便，易于操作，易于觀察，保證安全”的原則布置儀器2.電路連接 從電源正極開(kāi)始，按電路分回路逐個(gè)接線。 3檢查 接好電路后，先復(fù)查電路連接是否正確。確認(rèn)無(wú)誤后，請(qǐng)教師檢查，經(jīng)同意后接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。4

41、通電 在通電合閘的同時(shí)，應(yīng)仔細(xì)觀察整個(gè)電路上的所有儀器。 5拆線，歸整 測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，先斷開(kāi)電源。用理論知識(shí)判斷數(shù)據(jù)是否正確，確認(rèn)后才能拆線。 用安培表和伏特表測(cè)定電阻 根據(jù)歐姆定律，如果測(cè)得了通過(guò)電阻的電流強(qiáng)度和兩端的電壓，即可利用求出阻值。 常用測(cè)量電路有兩種，如圖6-4和圖6-5所示。對(duì)于一定的阻值選用適當(dāng)?shù)碾娐窚y(cè)量。圖6-4 內(nèi)接法 圖6-5 外接法 三.實(shí)驗(yàn)步驟1開(kāi)關(guān)放在斷開(kāi)位置，按圖6-4將器材布置在適當(dāng)位置，然后連接導(dǎo)線，經(jīng)教師檢查無(wú)誤后通電。 2調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源使輸出電壓E為1011伏，調(diào)節(jié)滑線變阻器，使電流表和電壓表有適當(dāng)?shù)淖x數(shù)，逐次記錄下相應(yīng)的電流值和電壓值。為了作圖方便，電

42、壓應(yīng)取等間隔的整數(shù)值。 3改換另一種線路，重復(fù)步驟1、2。 4將換成，重復(fù)步驟1、2、3。 5記下和上的標(biāo)稱值。 四.注意事項(xiàng)： 1接電線時(shí)不得帶電操作，即必須讓電源處于斷電狀態(tài)下接線。 2測(cè)量大電阻時(shí)，電流表用小量程。測(cè)量小電阻時(shí)，電流表用大量程。實(shí)驗(yàn)七 惠斯登電橋測(cè)電阻 一.目的要求1、學(xué)會(huì)用惠斯登電橋的方法測(cè)定未知電阻的方法2、掌握箱式惠斯登電橋和檢流計(jì)的使用方法二.原理電橋是一種以測(cè)量電阻或與電阻有一定函數(shù)關(guān)系的參量（加溫度）的比較式儀器，它是通過(guò)被測(cè)電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻進(jìn)行比較而獲得最后測(cè)量結(jié)果的。惠斯登電橋由四個(gè)電阻臂串聯(lián)成一個(gè)封閉器邊形，相交于a,b,c,d四個(gè)頂點(diǎn)，在a,c兩頂點(diǎn)接電

43、源u稱電源對(duì)角線，則在b,d兩頂點(diǎn)接電源u稱電源對(duì)角線，就可構(gòu)成一個(gè)電的通路，電源和檢流計(jì)好象答接在兩對(duì)頂點(diǎn)間的“橋”一樣，故稱之為電橋。工作原理：惠斯登電橋含有三個(gè)已知電阻和待測(cè)電阻，當(dāng)變動(dòng)電阻，總可以使檢流計(jì)G中的電流，此時(shí)說(shuō)明故 或可簡(jiǎn)記為電橋線路相對(duì)臂的電阻乘積相等?；菟沟请姌蛴糜跍y(cè)量中值電阻（110），惠氏電橋主要特點(diǎn)是使用方便，測(cè)量時(shí)，除電源和檢流計(jì)及保護(hù)電阻外，不需要其它附件，測(cè)量范圍廣，精度較高。在滑線式電橋中，我們用電阻來(lái)代替。三.實(shí)驗(yàn)步驟：（1） 按圖接線，保護(hù)電阻用10的線繞式電位器。R用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱，先測(cè)量。（2）使R=0，滑線上滑動(dòng)接能器放在導(dǎo)線中央處，先按下電源的開(kāi)關(guān)

44、k，再按上滑動(dòng)接能點(diǎn)C，觀察檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)方向。（3）調(diào)節(jié)電阻箱R為一任意數(shù)值，若為200，按步驟（2）觀察檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)方向，若二次檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向相反，則電阻的值應(yīng)較0歐姆為大，較200歐姆為小。（4）用同樣的方法繼續(xù)調(diào)節(jié)R，使檢流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)為止，然后把保護(hù)電阻調(diào)至0，再調(diào)節(jié)滑動(dòng)接能點(diǎn)，使檢流計(jì)指針不再有偏轉(zhuǎn)為止，記錄R，之值，即可算出。（5）對(duì)調(diào)R和的位置，重新測(cè)量一次。（6）用同樣的方法測(cè)量另一電阻和的串聯(lián)、并聯(lián)值。（7）用箱式惠斯登電橋重測(cè)一遍。附：箱式惠斯登電橋使用方法。（圖略）比例臂即B為電源開(kāi)關(guān)，C為檢流計(jì)開(kāi)關(guān)。四只轉(zhuǎn)盤電阻即為電阻箱R，先使檢流計(jì)指針與“0”重合，被測(cè)電阻接到兩接

45、線柱上，適當(dāng)調(diào)節(jié)此比例臂與R的阻值，使按鈕“B”和“G”按下時(shí)，檢流計(jì)沒(méi)有電流流過(guò)，則可由，得出之值四. 參考數(shù)據(jù) 滑線式惠斯登電橋測(cè)量未知電阻(對(duì)調(diào)前)(對(duì)調(diào)后)507.4507.85/0.4507.6507.6±0.51973.91971.55/1.61972.71973±22481.62477.15/1.62479.32479±2403.7403.25/0.2403.4403.4±0.4待測(cè)電阻的不確定度為：的計(jì)算方法參照實(shí)驗(yàn)六常用電學(xué)儀器中有關(guān)旋轉(zhuǎn)式電阻箱的講述。 箱式惠斯登電橋測(cè)量 未知電阻比例臂1200020000.1528.9528.91250625060.1420.6420.6實(shí)驗(yàn)八 電位差計(jì)測(cè)電動(dòng)勢(shì)一.目的要求：1 研究電位差計(jì)的原理、滑淺式電位差計(jì)的構(gòu)造成。2 用電位差計(jì)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)。3 應(yīng)用電位差計(jì)校準(zhǔn)伏將計(jì)的讀