大物實驗思考題答案

1、實驗一 物體密度的測定【預(yù)習(xí)題】1簡述游標(biāo)卡尺、螺旋測微器的測量原理及使用時的注意事項。答：（1）游標(biāo)卡尺的測量原理及使用時的注意事項：游標(biāo)卡尺是一種利用游標(biāo)提高精度的長度測量儀器，它由主尺和游標(biāo)組成。設(shè)主尺上的刻度間距為，游標(biāo)上的刻度間距為，比略小一點。一般游標(biāo)上的個刻度間距等于主尺上(-1)個刻度間距，即。由此可知，游標(biāo)上的刻度間距與主尺上刻度間距相差,這就是游標(biāo)的精度。教材P33圖1-2所示的游標(biāo)卡尺精度為,即主尺上49mm與游標(biāo)上50格同長，如教材圖1-3所示。這樣，游標(biāo)上50格比主尺上50格（50mm）少一格（1mm），即游標(biāo)上每格長度比主尺每格少150 = 0.02(mm)， 所以

2、該游標(biāo)卡尺的精度為0.02mm。使用游標(biāo)卡尺時應(yīng)注意：一手拿待測物體，一手持主尺，將物體輕輕卡住，才可讀數(shù)。注意保護(hù)量爪不被磨損，決不允許被量物體在量爪中挪動。游標(biāo)卡尺的外量爪用來測量厚度或外徑，內(nèi)量爪用來測量內(nèi)徑，深度尺用來測量槽或筒的深度，緊固螺絲用來固定讀數(shù)。（2）螺旋測微器的測量原理及使用時的注意事項：螺旋測微器又稱千分尺，它是把測微螺桿的角位移轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€位移來測量微小長度的長度測量儀器。螺旋測微器主要由固定套筒、測量軸、活動套筒(即微分筒)組成。如教材P24圖1-4所示，固定套管D上套有一個活動套筒C(微分筒)，兩者由高精度螺紋緊密咬合，活動套筒與測量軸A相聯(lián)，轉(zhuǎn)動活動套筒可帶動測量

3、軸伸出與縮進(jìn)，活動套筒轉(zhuǎn)動一周()，測量軸伸出或縮進(jìn)1個螺距。因此，可根據(jù)活動套筒轉(zhuǎn)動的角度求得測量軸移動的距離。對于螺距是0.5mm螺旋測微器，活動套筒C的周界被等分為50格，故活動套筒轉(zhuǎn)動1 格，測量軸相應(yīng)地移動0.5/50=0.01mm,再加上估讀，其測量精度可達(dá)到0.001 mm。使用螺旋測微器時應(yīng)注意：測量軸向砧臺靠近快夾住待測物時，必須使用棘輪而不能直接轉(zhuǎn)動活動套筒，聽到“咯、咯”即表示已經(jīng)夾住待測物體，棘輪在空轉(zhuǎn)，這時應(yīng)停止轉(zhuǎn)動棘輪，進(jìn)行讀數(shù)，不要將被測物拉出，以免磨損砧臺和測量軸。應(yīng)作零點校正。2為什么膠片長度可只測量一次？答：單次測量時大體有三種情況：（1）儀器精度較低，偶然

4、誤差很小，多次測量讀數(shù)相同，不必多次測量。（2）對測量的準(zhǔn)確程度要求不高，只測一次就夠了。（3）因測量條件的限制，不可能多次重復(fù)測量。本實驗由對膠片長度的測量屬于情況（1），所以只測量1次?！舅伎碱}】1量角器的最小刻度是。為了提高此量角器的精度，在量角器上附加一個角游標(biāo)，使游標(biāo)30分度正好與量角器的29分度等弧長。求該角游標(biāo)的精度(即可讀出的最小角度)，并讀出下圖所示的角度。答：因為量角器的最小刻度是30，游標(biāo)30分度與量角器29分度等弧長，所以游標(biāo)的精度為 ，圖示角度為 。2用螺旋測微器進(jìn)行測量時要考慮螺距誤差嗎？答：不要。因為用螺旋測微器進(jìn)行測量時，活動套筒（即微分筒)只向一個方向轉(zhuǎn)動，所

5、以不考慮螺距誤差。3設(shè)計一種修正齒孔面積的方案。答：齒孔形狀如圖1所示。齒孔面積S等于長方形面積XY減去修正面積S。由圖1、圖2可知修正面積等于正方形和內(nèi)切圓面積之差，所以只要測出內(nèi)切圓的半徑，就可求出S。用讀數(shù)顯微鏡測出圖1中的X1、X2、Z1、Z2，得內(nèi)切圓的半徑：則修正面積為：圖2圖1實驗三 電阻的測量和伏安特性的研究【預(yù)習(xí)題】1測量二極管伏安特性曲線時，為什么正向曲線的測量要用外接法，而反向曲線的測量要用內(nèi)接法?答：因為二極管正向電阻較小，反向電阻較大，所以正向曲線的測量宜采用電流表外接法，反向曲線的測量宜采用電流表內(nèi)外接法。2電源、電表、滑線變阻器接到電路中要注意什么？答：在使用電源

6、時，應(yīng)注意：(1)注意人身安全，一般安全電壓為36V。高于36V操作時盡量用一只手操作。(2)不能使總電路中的總電流超過額定電流值，更不能使電源短路（即不能使外電阻接近于零）。(3)直流電表的正、負(fù)極應(yīng)與直流電源的正、負(fù)極對應(yīng)聯(lián)接（即正接正，負(fù)接負(fù)），否則會使電表損壞。而交流電沒有正負(fù)極之分。(4)在電路中必須連電源開關(guān)，接線時和不進(jìn)行測量時，要使電源開關(guān)斷開且將輸出旋鈕逆時針調(diào)至零，線路接好經(jīng)查無誤后打開電源。做完實驗，一定要先切斷電源，然后再拆去其他部分。使用電表時應(yīng)注意以下幾點：（1）選擇電表：根據(jù)待測電流（或電壓）的大小，選擇合適量程的電流表（或電壓表）。如果選擇的量程小于電路中的電流

7、（或電壓），會使電表損壞；如果選擇的量程太大，指針偏轉(zhuǎn)角度太小，讀數(shù)就不準(zhǔn)確。使用時應(yīng)事先估計待測量的大小，選擇稍大的量程試測一下，再根據(jù)試測值選用合適的量程，一般要盡可能使電表的指針偏轉(zhuǎn)在量程的2/3以上位置。（2）電流方向：直流電表指針的偏轉(zhuǎn)方向與所通過的電流方向有關(guān)，所以接線時必須注意電表上接線柱的“+”、“-”標(biāo)記。電流應(yīng)從標(biāo)有“+”號的接線柱流入，從標(biāo)有“-”號的接線柱流出。切不可把極性接錯，以免損壞指針。（3）視差問題：讀數(shù)時，必須使視線垂直于刻度表面。精密電表的表面刻度尺下附有平面鏡，當(dāng)指針在鏡中的像與指針重合時，所對準(zhǔn)的刻度，才是電表的準(zhǔn)確讀數(shù)。（4）要正確放置電表，表盤上一般

8、都標(biāo)有放置方式，如用“”或“”表示平放；用“”或“”表示立放；“”表示斜放，不按要求放置將影響測量精度。（5）使用前電表的指針應(yīng)指零，若不指零，需要調(diào)零。使用滑線變阻器時要注意：通過滑線變阻器的電流不能超過其額定電流。3被測低電阻為何要有4個端鈕？答：消除接觸電阻?！舅伎碱}】1滑線變阻器主要有哪幾種用途？如何使用？結(jié)合本次實驗分別給予說明。 答：（1）滑線變阻器主要有兩種用途：限流和分壓。（2）對限流電路（如教材圖3-10）：在接通電源前，一般應(yīng)使C滑到B端，使最大，電流最小，確保安全。以后逐步調(diào)節(jié)限流器電阻，使電流增大至所需值。對分壓電路（如教材圖3-11）：在接通電源前，一般應(yīng)使C滑到B端

9、，使兩端電壓最小，確保安全。以后逐步調(diào)節(jié)分壓器電阻，使兩端電壓增大至所需值。（3）本次實驗中測二極管特性曲線時，滑線變阻器用于分壓；利用四端接線法測量一段電阻絲電阻時，滑線變阻器用于限流。2在實驗中，若電源電壓為6V，被測電阻約為50，電流表（毫安表）的量程為150/300mA，150mA檔的內(nèi)阻約0.4，電壓表的量程為1.5/3.0/7.5，每伏特電壓的內(nèi)阻約200。如何選用電表量程，電表采用何種接法比較好？答：（1）因為電源電壓為6V，所以電壓表量程應(yīng)選擇7.5V；又因為通過電阻的電流，所以電流表量程應(yīng)選擇150mA。（2）由題意知、，則 因為當(dāng)時，應(yīng)采用電流表內(nèi)接法測量；當(dāng)時，應(yīng)采用電流

10、表外接法測量。所以比較兩式后可知電流表宜采用內(nèi)接法。3如果低電阻的電勢端鈕與電流端鈕搞錯會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？為什么？答：在本實驗中，若將待測低電阻的電勢端鈕與電流端鈕接反，則測得的電壓為待測低電阻和電流表的接觸電阻上共有的，所測阻值比待測低電阻阻值要大。實驗四 熱電偶溫度計定標(biāo)【預(yù)習(xí)題】1什么叫溫差電動勢？它與哪些因素有關(guān)？答：（1）兩種不同的金屬或合金，將其兩端連接，形成閉合回路，當(dāng)兩連接點的溫度不同時，回路中就會產(chǎn)生電動勢，這樣的電動勢就叫溫差電動勢。（2）溫差電動勢與這兩種金屬或合金材料及冷熱端的溫度有關(guān)。【思考題】1保溫杯內(nèi)冰水混合物的溫度是否處處為零？答：保溫杯內(nèi)冰水混合物的溫度理論上應(yīng)

11、該是處處為，但在實際實驗中保溫杯里冰水混合物與外環(huán)境有熱交換，因而使得保溫杯里的水不一定為處處零。2熱電偶溫度計有什么特點？答：（1）熱電偶溫度計具有結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，準(zhǔn)確度高，測溫范圍廣等特點。（2）由于熱電偶將溫度轉(zhuǎn)化成電信號進(jìn)行檢測，使溫度的測量、控制、 以及對溫度信號的放大變換都很方便，適用于遠(yuǎn)距離測量和自動控制。實驗六 薄透鏡焦距的測定【預(yù)習(xí)題】1本實驗要求用那些方法測量凸透鏡和凹透鏡的焦距？答：測量凸透鏡焦距的三種方法，自準(zhǔn)法、物距像距法、共軛法。測量凹透鏡焦距的兩種方法，視差法和物距像距法。2什么是共軸調(diào)節(jié)？共軸調(diào)整的要求是什么？達(dá)不到這些要求對測量有什么影響？答：在用多個透鏡

12、做實驗時，各個透鏡應(yīng)調(diào)節(jié)到有公共的主光軸，并且該主光軸應(yīng)與導(dǎo)軌平行，這種調(diào)節(jié)稱為共軸調(diào)節(jié)。共軸調(diào)節(jié)分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩個步驟。若達(dá)不到物點與透鏡共軸等高，所成的像偏離主光軸，數(shù)據(jù)測量不準(zhǔn)確。3用物距像距法測凹透鏡焦距的實驗中，對第一次凸透鏡所成的像有什么要求？答：第一次凸透鏡所成的像，應(yīng)為倒立縮小的實像。【思考題】1物屏與像屏間的距離和時，分別會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？試用數(shù)學(xué)表達(dá)式說明之。答：物屏與像屏間的距離時，出現(xiàn)一個與物等大的像。時，不成像。證明如下：2如果凸透鏡的焦距大于光具座的長度，試設(shè)計一個實驗，在光具座上能測量它的焦距。答：（1）輔助透鏡法：加一個已知小焦距的凸透鏡作為輔助透鏡。（2）視差法

13、：與教材測凹透鏡方法相同。實驗七 單擺設(shè)計【思考題】1用秒表手動測量單擺周期時，從測量技巧上來考慮，應(yīng)注意哪些方面才能使周期測得更準(zhǔn)確些？答：（1）注意定點觀察，在擺線通過平衡位置時開、停秒表。（2）適當(dāng)增加單擺振動次數(shù)，及重復(fù)測量。2在室內(nèi)天棚上掛一單擺，擺長很長無法用尺直接測出來，請設(shè)計用簡單的工具和方法測量其擺長。答：測出單擺振動的周期，查出本地重力加速度g，即可通過計算出擺長。實驗八 用直流電橋測量電阻【預(yù)習(xí)題】1怎樣消除比例臂兩只電阻不準(zhǔn)確相等所造成的系統(tǒng)誤差？答：可以交換和，進(jìn)行換臂測量，這樣最終，就與比例臂沒有關(guān)系了?！舅伎碱}】1改變電源極性對測量結(jié)果有什么影響？答：在調(diào)節(jié)檢流計

14、平衡時，改變極性對未知電阻的測量沒有影響。測量電橋靈敏度時，改變電源極性會改變指針偏轉(zhuǎn)方向，但對偏轉(zhuǎn)格數(shù)沒有影響。總之，改變電源極性對測量結(jié)果沒有影響。2影響單臂電橋測量誤差的因素有哪些？答： （1）電橋靈敏度的限制，（2）電阻箱各旋鈕讀數(shù)的準(zhǔn)確度等級（3）電阻箱各旋鈕的殘余電阻（接觸電阻）實驗九 液體粘滯系數(shù)的測定【預(yù)習(xí)題】1在一定的液體中，若減小小球直徑，它下落的收尾速度怎樣變化？減小小球密度呢？答：在一定的液體中，小球下落的收尾速度與小球的質(zhì)量和小球最大截面積有關(guān)。即化簡后得：從上式可見，小球的收尾速度與小球半徑和密度的平方根成正比，其中K為比例系數(shù)。2試分析實驗中造成誤差的主要原因是什

15、么？若要減小實驗誤差，應(yīng)對實驗中哪些量的測量方法進(jìn)行改進(jìn)？答：在實驗中，小球的半徑r和下落速度是對粘滯系數(shù)測量誤差影響最大的兩個因素。（1）小球直徑的測量：因為該量的絕對量值較小，如測量儀器選用不當(dāng)或測量方法不當(dāng)都會造成測量的相對誤差較大。應(yīng)選用規(guī)則的小球，小球直徑盡量小些。測量儀器的精度要較高。如選用螺旋測微器，讀數(shù)顯微鏡。（2）的測量：的測量又決定于測量距離和t這兩個量的測量。在可能的條件下，增加的量值是很重要的（即提高了本身測量精度，又提高了t的測量精度）；在t的測量中，秒表的啟動和停止的判斷果斷，直接影響測量結(jié)果，實驗前可進(jìn)行訓(xùn)練。當(dāng)然改進(jìn)測量方法，如用光電計時裝置，可提高t的測量的準(zhǔn)

16、確度。（3）溫度對液體的粘滯系數(shù)的影響極大，故在用一組小球測量液體粘滯系數(shù)時，在第一個小球下落前要測量一次液體溫度，最后一個小球下落后又要測量一次液體溫度，取其平均值為液體粘滯系數(shù)測量時的溫度?！舅伎碱}】1什么是粘滯阻力？答：液體流動時，流速層間的內(nèi)摩擦力與摩擦面積S、速度梯度成正比：或,比例系數(shù)稱為粘滯系數(shù)。單位為帕斯卡秒，用Pas表示。2什么是收尾速度？答：做直線運動的物體所受合外力為“0”時所具有的速度。在這一時刻后物體將以“收尾速度”作勻速直線運動。3在實驗中如何確定A、B兩標(biāo)線？答：確定小球下落時合適的計時點（A點）十分必要，可根據(jù)小球由液面從靜止?fàn)顟B(tài)開始下落的運動方程：來進(jìn)行分析討

17、論。式中：浮力為為液體的密度；V為小球的體積）、粘滯阻力為。導(dǎo)出小球由液面從靜止?fàn)顟B(tài)開始下落到合外力為“0”時的這距離h的計算公式：為小球的密度，為液體的密度，為液體粘滯系數(shù)（可進(jìn)行粗測，也可通過查表得到）。一般地計時起點的的位置（A點）在液面下方5就能實現(xiàn)小球勻速下落。至于下標(biāo)線B點的位置在保證離容器底部有一定距離情況下盡可能增大S的距離。實驗十 模擬法描繪靜電場【預(yù)習(xí)題】1用二維穩(wěn)恒電流場模擬靜電場，對實驗條件有哪些要求？答：（1）穩(wěn)恒場中電極形狀與被模擬的靜電場的帶電體幾何形狀相同。（2）穩(wěn)恒場中的導(dǎo)電介質(zhì)應(yīng)是不良導(dǎo)體且電阻率分布均勻，電流場中的電極（良導(dǎo)體）的表面也近似是一個等位面。（

18、3）模擬所用電極系統(tǒng)與被模擬電極系統(tǒng)的邊界條件相同。2等勢線與電場線之間有何關(guān)系？答：等勢線與電場線處處正交。3如果電源電壓增加一倍，等勢線和電場線的形狀是否變化？電場強度和電勢分布是否變化？為什么？答：電源電壓增加一倍，等勢線和電場線的形狀不變，但原先電勢為U的等勢線變?yōu)殡妱轂?U的等勢線。根據(jù)（10-9）、（10-10）可知，電場強度和電勢分布變化：當(dāng)r不變時，Ur2Ur，Er2Er。【思考題】1出現(xiàn)下列情況之一時，用我們實驗中所用裝置畫出的等位面和電力線形狀有無變化？（1）電源電壓提高一倍；（2）導(dǎo)電紙上的導(dǎo)電材料的導(dǎo)電率相同但厚度不同；（3）電壓表讀數(shù)有比實際值大10%的系統(tǒng)性誤差；（

19、4）電極邊緣和導(dǎo)電紙接觸不良；（5）測量時電源電壓不穩(wěn)定，在緩慢增加。答：等勢面和電場線形狀變化情況為：（1）形狀不變，但根據(jù)（10-9）可知，原先電勢為Ur的等勢線變?yōu)殡妱轂?Ur的等勢線。（2）形狀不變，根據(jù)（10-9）、（10-10）可知，Ur、Er與厚度t無關(guān)。（3）形狀不變，但根據(jù)（10-9）可知，所測電勢為Ur的等勢線實為電勢為U的等勢線。（4）形狀有變化，接觸不好導(dǎo)致電極的有效形狀不再是圓形或圓環(huán)形。（5）形狀有變化，對于同一電勢來說，后測量的點所測出的等勢線電勢半徑將逐漸減小。2怎樣由測得的等位線描繪電力線？電力線的疏密和方向如何確定？將極間電壓的正負(fù)交換一下，實驗得到的等位線

20、會有變化嗎？答：見圖所示。電場線的疏密由等勢線的疏密確定，等勢線密的地方電場線也密。電場線的方向由正電位指向負(fù)電位。如果將極間電壓正負(fù)極交換一下，得到的等勢線將會發(fā)生變化。原來電勢高的等勢線將變成電勢低的等勢線，相反原來電勢低的等勢線將變成電勢高的等勢線。實驗十一 液體表面張力系數(shù)的測定【預(yù)習(xí)題】1如何裝配及使用焦利氏秤？答：（1）安裝好彈簧，小鏡及玻璃管并初步調(diào)好他們之間的相互位置后，調(diào)正三足底座上的底腳螺絲，使立管處于鉛直狀態(tài)。此時，小鏡在玻璃管內(nèi)與玻璃管內(nèi)壁應(yīng)不觸碰。（2）調(diào)節(jié)旋鈕時要平穩(wěn)，視線平視，做到“三線對齊”。【思考題】1為什么在拉液膜的過程中始終保持“三線合一”？答：普通彈簧秤

21、是上端固定，加負(fù)載后向下伸長，而焦利氏秤是控制彈簧的下端的位置不變，加負(fù)載后，彈簧伸長，調(diào)節(jié)旋鈕，使“三線合一”保證了下端位置不變，相當(dāng)于彈簧向上拉伸，由標(biāo)尺和游標(biāo)確定彈簧伸長量。2測金屬絲框的寬度L時應(yīng)測它的內(nèi)寬還是外寬？為什么？答：應(yīng)測外寬，因為表面張力與液膜周界成正比，而金屬絲框形成的液膜其周界為外側(cè)寬度。 3若空立管不垂直，對測量有什么影響？試做定性分析。 答：如圖所示： (1) 中空立柱垂直時： 設(shè)彈簧在受垂直力mg時伸長量為，受水的表面張力時的 伸長量為 （2） 中空立柱不垂直時（與垂直方向有夾角）： 彈簧在受垂直力mg時伸長量仍為，但中空立柱的伸長量 則為= 受水的表面張力時的伸

22、長量仍為 ，但相應(yīng)的中空立柱的 伸長量則為= 垂直時 =不垂直時=； = 從三角形的幾何關(guān)系可知：=；所以=。故對測量結(jié)果無影響。實驗十三 拉伸法測金屬絲的揚氏彈性摸量【預(yù)習(xí)題】1如何根據(jù)幾何光學(xué)的原理來調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡、光杠桿和標(biāo)尺之間的位置關(guān)系？如何調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡？答：（1）根據(jù)光的反射定律分兩步調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡、光杠桿和標(biāo)尺之間的位置關(guān)系。第一步：調(diào)節(jié)來自標(biāo)尺的入射光線和經(jīng)光杠桿鏡面的反射光線所構(gòu)成的平面大致水平。具體做法如下：用目測法調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡和光杠桿大致等高。用目測法調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡下的高低調(diào)節(jié)螺釘，使望遠(yuǎn)鏡大致水平；調(diào)節(jié)光杠桿鏡面的仰俯使光杠桿鏡面大致鉛直；調(diào)節(jié)標(biāo)尺的位置，使其大致鉛直；調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡上方的

23、瞄準(zhǔn)系統(tǒng)使望遠(yuǎn)鏡的光軸垂直光杠桿鏡面。第二步：調(diào)節(jié)入射角（來自標(biāo)尺的入射光線與光杠桿鏡面法線間的夾角）和反射角（經(jīng)光杠桿鏡面反射進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡的反射光與光杠桿鏡面法線間的夾角）大致相等。具體做法如下：沿望遠(yuǎn)鏡筒方向觀察光杠桿鏡面，在鏡面中若看到標(biāo)尺的像和觀察者的眼睛，則入射角與反射角大致相等。如果看不到標(biāo)尺的像和觀察者的眼睛，可微調(diào)望遠(yuǎn)鏡標(biāo)尺組的左右位置，使來自標(biāo)尺的入射光線經(jīng)光杠桿鏡面反射后，其反射光線能射入望遠(yuǎn)鏡內(nèi)。（2）望遠(yuǎn)鏡的調(diào)節(jié)：首先調(diào)節(jié)目鏡看清十字叉絲，然后物鏡對標(biāo)尺的像（光杠桿面鏡后面2D處）調(diào)焦，直至在目鏡中看到標(biāo)尺清晰的像。2在砝碼盤上加載時為什么采用正反向測量取平均值的辦法？答

24、：因為金屬絲彈性形變有滯后效應(yīng)，從而帶來系統(tǒng)誤差?！舅伎碱}】1光杠桿有什么優(yōu)點？怎樣提高光杠桿測量微小長度變化的靈敏度？答：（1）直觀 、簡便、精度高。（2）因為，即，所以要提高光杠桿測量微小長度變化的靈敏度，應(yīng)盡可能減小光杠桿長度（光杠桿后支點到兩個前支點連線的垂直距離），或適當(dāng)增大D（光杠桿小鏡子到標(biāo)尺的距離為D）。2如果實驗中操作無誤，得到的數(shù)據(jù)前一兩個偏大，這可能是什么原因，如何避免？答：可能是因為金屬絲有彎曲。避免的方法是先加一兩個發(fā)碼將金屬絲的彎曲拉直。3如何避免測量過程中標(biāo)尺讀數(shù)超出望遠(yuǎn)鏡范圍？答：開始實驗時，應(yīng)調(diào)節(jié)標(biāo)尺的高低，使標(biāo)尺的下端大致與望遠(yuǎn)鏡光軸等高，這樣未加砝碼時從望

25、遠(yuǎn)鏡當(dāng)中看到的標(biāo)尺讀數(shù)接近標(biāo)尺的下端，逐漸加砝碼的過程中看到標(biāo)尺讀數(shù)向上端變化。這樣就避免了測量過程中標(biāo)尺讀數(shù)超出望遠(yuǎn)鏡范圍。實驗十四 冰的熔解熱的測定【思考題】1設(shè)計一實驗，通過實驗的方法測定量熱器的水當(dāng)量。答：用混合法，將質(zhì)量分別為、，溫度分別為、的兩份水放入量熱器里混合，熱平衡方程式，式中為量熱器的水當(dāng)量（、分別為量熱器的質(zhì)量和材料的比熱容），為溫度計的水當(dāng)量，為水的比熱容，測出各溫度和質(zhì)量即可求出。2為了減小實驗誤差，操作時應(yīng)注意哪些問題？答：（1）在測量量熱器質(zhì)量時注意使量熱器干燥。（2）加入熱水的溫度不超過室溫10，水量為量熱器的五分之二（3）加冰前讀出熱水的溫度（4）冰塊大小合適

26、，應(yīng)該是熔化的冰，但表面用紙吸干水。（5）加冰后攪動冰塊，仔細(xì)觀察混合后混度的變化，讀出最低溫度。實驗十五 牛頓環(huán)和劈尖干涉【預(yù)習(xí)題】1何為等厚干涉?答：對分振幅薄膜干涉，當(dāng)入射角一定、入射光波波長一定，光程差僅是膜厚e的函數(shù)，干涉條紋是厚度相同點的軌跡時，這樣的干涉為等厚干涉。2如何正確調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡? 在測量中怎樣避免空程誤差?答：先將顯微鏡降到靠近牛頓環(huán)裝置附近,然后慢慢而又小心地自下而上調(diào)節(jié)鏡筒,直至看到清晰的牛頓環(huán)為止。在測量中為了避免空程誤差，應(yīng)作到兩點：先轉(zhuǎn)動測微鼓輪向右側(cè)(或向左側(cè))移動,將顯微鏡的十字叉絲超過第35條暗紋(到40條),然后再退到35條暗紋,進(jìn)行測量；測量中讀數(shù)

27、顯微鏡只向一方向移動，中途不可倒退。3測量牛頓環(huán)直徑時要注意哪些問題? 答：應(yīng)注意兩點： 在測量中，測微鼓輪只能向一個方向旋轉(zhuǎn)，否則會產(chǎn)生空程誤差. 測量牛頓環(huán)直徑時, 注意左右兩側(cè)環(huán)紋不要數(shù)錯,且十字叉絲縱絲對準(zhǔn)暗紋中心，防止工作臺震動?！舅伎碱}】1若把牛頓環(huán)倒過來放置,干涉圖形是否變化?答：不變。2在測量牛頓環(huán)直徑時,若實際測量的是弦,而不是牛頓環(huán)直徑,對結(jié)果有何影響?答：沒有影響。3實驗中如何使十字叉絲的水平絲與鏡筒移動方向平行?若與鏡筒移動方向不平行, 對測量有何影響?答：測量過程中如何豎叉絲始終與干涉圓環(huán)相切則十字的水平絲與鏡筒移動方向平行，若不是，則須調(diào)節(jié)目鏡叉絲的方位。若與鏡筒移

28、動方向不平行, 干涉圓環(huán)直徑的測量將產(chǎn)生誤差。4牛頓環(huán)和劈尖干涉條紋有何相同和不同之處? 為什么?答：牛頓環(huán)和劈尖干涉條紋有何相同為都是等厚干涉。不同之處為牛頓環(huán)的干涉條紋為明暗相間的同心圓，相鄰條紋間距不等；劈尖的干涉條紋為明暗相間的直條紋，且相鄰條紋間距相等。因為牛頓環(huán)和劈尖干涉條紋都是厚度相同點的軌跡，牛頓環(huán)厚度相同點的軌跡是圓，劈尖厚度相同點的軌跡是直線。5用什么方法來鑒別待測光學(xué)面為平面、球面和柱面? 球面是凸球面還是凹球面? 如何鑒別?答：將一平晶置于待測光學(xué)面上，當(dāng)（1）待測光學(xué)面為平面時，干涉條紋為明暗相間的直條紋，且相鄰條紋間距相等；（2）待測光學(xué)面為球面時，干涉條紋為明暗相

29、間的同心圓；（3）待測光學(xué)面為柱面時，干涉條紋為明暗相間的直條紋，條紋對稱于平面和柱面的交線，相鄰條紋間距不等。（4）當(dāng)輕按球面，干涉圓環(huán)向外擴(kuò)張時球面是凸球面；干涉圓環(huán)向內(nèi)收縮時球面是凹球面。實驗十六 示波器的使用【預(yù)習(xí)題】1示波器為什么能把看不見的變化電壓顯示成看得見的圖象？簡述其原理。答：（1）示波管內(nèi)高速電子束使熒光屏上產(chǎn)生光亮點，而電子束的偏轉(zhuǎn)角度（光點在熒光屏上的位移）是受X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)板上所加電壓的控制。 （2）若只在X軸偏轉(zhuǎn)板上加一個鋸齒波電壓（該電壓隨時間從-U按一定比例增大到+U），則光點就會從熒光屏左端水平地移動到右端（稱為掃描），由于熒光屏上的發(fā)光物質(zhì)的特性使光跡有一定

30、保留時間，因而在屏幕水平方向形成一條亮跡（稱為掃描線）。 （3）若只在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加信號電壓，則隨著信號幅度的變化光點就會在熒光屏豎直方向作上下移動形成一條豎直亮跡。 （4）如在Y軸偏轉(zhuǎn)板加上電壓信號，同時又在X軸偏轉(zhuǎn)板加上鋸齒波掃描電壓，則電子束受到水平和豎直電場的共同作用，光點的軌跡呈現(xiàn)二維圖形（光點在X方向均勻地從左向右水平移動的同時又在Y方向隨信號幅度的變化在豎直方向作上下移動），即將Y軸偏轉(zhuǎn)板上電壓信號幅度隨時間變化的規(guī)律在屏幕上展開成為函數(shù)曲線（即信號波形）。 （5）要得到清晰穩(wěn)定的信號波形，掃描電壓的周期與信號電壓的周期必須滿足，以保證的起點始終與電壓信號固定的一點相對應(yīng)（稱同步

31、），屏幕上的波形才能穩(wěn)定。 （6）為了得到可觀察的圖形，鋸齒波掃描電壓必須重復(fù)掃描2觀察波形的幾個重要步驟是什么? 答：（1）開啟示波器電源開關(guān)后，將耦合開關(guān)置“”，調(diào)整輝度、聚焦以及垂直、水平位移旋鈕使屏幕中部出現(xiàn)亮度適中細(xì)小的亮點。 （2）觀察、測量時將耦合開關(guān)置“AC”或“DC”， 觸發(fā)選擇開關(guān)置“INT”，將信號用同軸電纜線連接到Y(jié)軸輸入端。 （3）調(diào)節(jié)Y軸靈敏度選擇開關(guān)和X軸掃描選擇開關(guān)以及觸發(fā)電平旋鈕，使信號幅度在屏幕范圍內(nèi)（屏幕豎直標(biāo)尺的2/3左右），且有25個完整穩(wěn)定的波形。 （4）定量測量時還應(yīng)注意將掃描微調(diào)旋鈕和Y軸微調(diào)旋鈕置于校準(zhǔn)位置（順時針旋轉(zhuǎn)至最大）。3怎樣用李薩如圖

32、形來測待測信號的頻率? 答：1將示波器功能置于外接狀態(tài)（觸發(fā)選擇開關(guān)置“EXT”，觸發(fā)信號極性開關(guān)置“X”）。將信號發(fā)生器的正弦波信號用同軸電纜線連接到X軸輸入端，待測頻率的信號用同軸電纜線連接到Y(jié)軸輸入端，分別調(diào)節(jié)信號發(fā)生器幅度旋鈕和Y軸靈敏度選擇開關(guān)，使亮跡形成的圖形在屏幕范圍內(nèi)。 2調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出信號的頻率，使合成的李薩如圖形為穩(wěn)定的“”形，從信號發(fā)生器上讀出輸出信號的的頻率值Fx1，根據(jù)合成李薩如圖形的兩個信號頻率比與圖形切點數(shù)的關(guān)系Fx：Fy =NY：NX ，求出Fy1 。 3再改變信號發(fā)生器輸出信號的頻率，使合成的圖形為“” 、“ 8”、“000”等，NY：NX分別為“1：2”

33、、“2：1”、“1：3”等，相應(yīng)地讀出信號發(fā)生器輸出信號的頻率為FX2 、 FX3 、 FX4 等 ，求出FY2 、 FY3 、 FY4 等，算出的FY的平均值即為待測信號的頻率。【思考題】1在示波器的熒光屏上得到一李薩如圖形，Y軸、X軸與圖形相交時交點數(shù)之比，已知，求。答： 。2為什么在共振狀態(tài)下測聲速? 如何判斷系統(tǒng)是否處于共振狀態(tài)? 答：本實驗中將電信號轉(zhuǎn)換為超聲波信號的器件是壓電陶瓷換能器，該換能器有一最佳響應(yīng)的頻率，當(dāng)電信號頻率等于該響應(yīng)的頻率時，壓電陶瓷片產(chǎn)生共振，輸出信號最大，便于測量。示波器屏幕上的信號幅度為最大值時，系統(tǒng)處于共振狀態(tài)。實驗十七 分光計的使用 用光柵測波長【預(yù)習(xí)

34、題】1分光計主要由幾部分組成？各自作用是什么？答：（1）分光計主要由底座、平行光管、載物臺、望遠(yuǎn)鏡和刻度盤五個部分組成。（2）底座上承載著其它四個部分，其中載物臺、望遠(yuǎn)鏡和刻度盤都可繞底座上的主軸轉(zhuǎn)動；平行光管用來產(chǎn)生平行光；載物臺用來放置被測樣品；望遠(yuǎn)鏡用來接收平行光；刻度盤與游標(biāo)盤配合用來讀取數(shù)據(jù)。2分光計調(diào)節(jié)要求是什么？答：分光計的調(diào)節(jié)要達(dá)到三個要求：（1）望遠(yuǎn)鏡能接收平行光。（2）平行光管能發(fā)出平行光。（3）望遠(yuǎn)鏡的光軸和平行光管的光軸與儀器的主軸垂直。載物臺與儀器的主軸垂直。3用光柵測波長時，光柵應(yīng)如何放置？為什么？答：用光柵測波長時按圖17-7放置光柵。因為這樣放置可方便調(diào)節(jié)。當(dāng)調(diào)

35、節(jié)平行光垂直照射光柵表面時（即光柵平面與平行光管軸線垂直），只須調(diào)節(jié)螺釘和；調(diào)節(jié)平行光管的狹縫與光柵刻痕平行時，只須調(diào)節(jié)螺釘?！舅伎碱}】1為什么要用各半調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的主軸垂直于儀器的主軸？答：綜合考慮調(diào)節(jié)載物臺調(diào)平螺釘或與調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡水平度調(diào)節(jié)螺釘對正反兩面亮十字反射像與分劃板上方的水平刻線間高度差的相互影響，從而加快調(diào)節(jié)速度。2當(dāng)狹縫過寬或過窄時，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？答：當(dāng)狹縫過寬時，衍射條紋將變粗，相互靠近的條紋無法分開，在測量時難以確定條紋的中心位置。當(dāng)狹縫過窄時，將看不見衍射條紋，因而無法測量。3用公式 測光波波長應(yīng)保證什么條件？實驗中如何檢查條件是否滿足？答：用公式 測光波波

36、長應(yīng)保證：平行光垂直照射在光柵上。實驗中通過檢查0級譜線和光柵面反射的綠十字像的位置檢查條件是否滿足。0級譜線應(yīng)與豎叉絲重合，且被測量用（中叉絲）的水平叉絲平分。光柵面反射的綠十字像應(yīng)與調(diào)整叉絲（上叉絲）重合。實驗十九光具組基點的測定【預(yù)習(xí)題】1主點（或面）、節(jié)點（或面）的含義是什么？它們在什么條件下重合在一起？答：主點是橫向放大率的一對共軛點。若將物體垂直于系統(tǒng)的光軸放置在第一主點處，則必成一個與物體同樣大小的正立像于第二主面處。過主點垂直于光軸的平面，分別稱為第一、第二主面（如圖中、 所示）。第一、第二主面主面是一對橫向放大率的共軛面。節(jié)點是角放大率的一對共軛點。如圖所示：入射光線（或其延

37、長線）通過第一節(jié)點時，出射光線（或其延長線）必通過第二節(jié)點，并與過的入射光線平行。過節(jié)點垂直于光軸的平面分別稱為第一、第二節(jié)面。當(dāng)共軸球面系統(tǒng)處于同一媒質(zhì)時，兩主點分別與兩節(jié)點重合。2實驗中確定節(jié)點的依據(jù)是什么？如何確定？答：入射光線通過第一節(jié)點時，出射光線必通過第二節(jié)點，并與過的入射光線平行。實驗時不斷改變光具組在上層導(dǎo)軌上的位置并使上層導(dǎo)軌饒回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)屏上則像點位置不動時，光具組的第二節(jié)點恰好在回轉(zhuǎn)軸點的位置上。3如何調(diào)共軸，在實驗中調(diào)共軸有什么必要性？答：用兩次成像法調(diào)節(jié)共軸。實驗中調(diào)共軸可減小測量誤差?！舅伎碱}】1當(dāng)順時針轉(zhuǎn)動上層導(dǎo)軌時，屏上的像反時針移動，此時節(jié)點是在轉(zhuǎn)軸的哪一方

38、？反之如何？試?yán)L圖說明。答：當(dāng)順時針轉(zhuǎn)動上層導(dǎo)軌時，屏上的像反時針移動，此時節(jié)點在轉(zhuǎn)軸的左側(cè)（圖1）；反之在轉(zhuǎn)軸的右側(cè)（圖2）。 圖1 圖22第一主面靠近第一透鏡，第二主點靠近第二透鏡，在什么條件下才是對的？（光具組由二薄透鏡組成）答：當(dāng)即時，第一主面靠近第一透鏡，第二主點靠近第二透鏡。3由一凸透鏡和一凹透鏡組成的光具組，如何測量其基點？（距離可自己設(shè)定）答：根據(jù)自己選定的，計算主點及焦點的大小，若焦點在光具組外，測量方法同實驗所介紹方法相同。若焦點在光具組內(nèi)，則需增加一凸透鏡，使光具組內(nèi)焦點的像經(jīng)凸透鏡后成像在屏上，再改變光具組在上層導(dǎo)軌上的位置并使上層導(dǎo)軌饒回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)屏上的像點不動時，

39、轉(zhuǎn)軸點的位置即節(jié)點位置，焦點的位置可根據(jù)凸透鏡的焦距和所測像距算出。實驗二十 棱鏡玻璃折射率的測定【預(yù)習(xí)題】1為什么汞燈光源發(fā)出的光經(jīng)過三棱鏡以后會形成光譜？答：當(dāng)復(fù)合光入射三棱鏡以后，由于棱鏡的色散作用，不同波長的光將被分散開來。汞燈光源是復(fù)合光源，所以它發(fā)出的光經(jīng)過三棱鏡以后就會形成光譜。2怎樣用反射法測定棱鏡的頂角？答：反射法測定棱鏡的頂角即教材中所介紹的自準(zhǔn)直法。具體方法如下：將待測棱鏡置于分光計的載物臺上。固定望遠(yuǎn)鏡，點亮小燈照亮目鏡中的叉絲，旋轉(zhuǎn)棱鏡臺，使棱鏡的一個折射面對準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡，用自準(zhǔn)直法調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的光軸與此折射面嚴(yán)格垂直，即使十字叉絲的反射像和調(diào)整叉絲完全重合。如圖20-5所

40、示，記錄刻度盤上兩游標(biāo)讀數(shù)；再轉(zhuǎn)動游標(biāo)盤聯(lián)帶載物平臺，依同樣方法使望遠(yuǎn)鏡光軸垂直于棱鏡第二個折射面，記錄相應(yīng)的游標(biāo)讀數(shù)；同一游標(biāo)兩次讀數(shù)之差等于棱鏡角A的補角：圖20-5自準(zhǔn)直法即棱鏡角，重復(fù)測量幾次，計算棱鏡角A的平均值和標(biāo)準(zhǔn)不確定度。3何為最小偏向角？實驗中如何確定最小偏向角？答：當(dāng)入射光線與折射光線左右對稱時，即當(dāng)，時，光線的偏向角最小，此角稱為最小偏向角，以表示。實驗中將三棱鏡放置在調(diào)好的分光計載物臺上，放置時注意將棱鏡一底角對準(zhǔn)平行光管，眼睛從另一底角方向找到經(jīng)棱鏡折射后形成的譜線。然后慢慢轉(zhuǎn)動棱鏡臺，緩慢改變?nèi)肷浣?譜線會向一方向移動。當(dāng)棱鏡臺轉(zhuǎn)到某一位置，該譜線不再移動，這時無論

41、棱鏡臺向何方向轉(zhuǎn)動，該譜線勻向相反方向移動，這個譜線反向移動的極限位置就是棱鏡對該譜線最小偏向角的位置?！舅伎碱}】1在用棱脊分束法測三棱鏡的頂角時，為什么三棱鏡放在載物臺上的位置，要使得三棱鏡的頂角離平行光管遠(yuǎn)一些，而不能太靠近平行光管呢?試畫出光路圖，分析其原因。答：用棱脊分束法測三棱鏡的頂角時若三棱鏡太靠近平行光管，反射光將不能進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡，在目鏡中將不能看到平行光管狹縫的的像。其光路圖如下：2設(shè)計一種不測最小偏向角而能測棱鏡玻璃折射率的方案。答：具體方法請學(xué)生自行設(shè)計。實驗二十一 多普勒效應(yīng)的研究與應(yīng)用【思考題】1電磁波與聲波的多普勒效應(yīng)原理是否一致？答：是一致的。多普勒效應(yīng)是當(dāng)波源和接收

42、器之間有相對運動而產(chǎn)生接收器的頻率與波源的頻率不同的現(xiàn)象。2本實驗中，頻率的調(diào)節(jié)是以什么為標(biāo)準(zhǔn)的？為什么？答：調(diào)節(jié)發(fā)生器驅(qū)動頻率以接收器的諧振電流達(dá)到最大，作為頻率的調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)。因為在超聲應(yīng)用中，要將發(fā)生器與接收器頻率匹配，即將驅(qū)動頻率調(diào)到諧振頻率，這時其接收器諧振頻率最大。才能有效的發(fā)射與接收超聲波。實驗二十二 霍爾效應(yīng)及磁場的測定【預(yù)習(xí)題】1當(dāng)磁感應(yīng)強度B的方向與霍耳元件的平面不完全垂直時，測得的磁感應(yīng)強度實驗值比實際值大還是小？為什么？請作圖說明。答：小一些。因為當(dāng)磁感應(yīng)強度B的方向與霍耳元件的平面不完全垂直時，實驗所測得的磁感應(yīng)強度為實際磁強應(yīng)強度在與霍爾元件平面垂直方向上的一個分量。如

43、圖所示，設(shè)磁感應(yīng)強度與霍耳元件平面法線間的夾角為，則實驗值為。因為，所以實驗值比實際值小?！舅伎碱}】1在“用霍爾元件測螺線管磁場”實驗中，若某一同學(xué)將工作電流回路接入“霍爾電壓”接線柱上，而將電位差計（或數(shù)字電壓表）接在“工作電流”接線柱上。他能測得磁場嗎？為什么？答：能。由霍爾元件的工作原理可得，半導(dǎo)體中的電荷受到洛倫茲力產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，將工作電流回路接入“霍爾電壓”接線柱上,電荷同樣受到洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，將在“工作電流”接線柱上產(chǎn)生霍爾電壓。2根據(jù)實驗結(jié)果比較螺線管中部與端口處的磁感應(yīng)強度，求： ，分析其結(jié)果。答： 端口的磁感應(yīng)強度應(yīng)為中部磁感應(yīng)強度的一半，由于存在漏磁現(xiàn)象，實際測量出的。實驗二

44、十三 密立根油滴實驗【思考題】1實驗時，怎樣選擇適當(dāng)?shù)挠偷?，如何判斷油滴是否靜止？答：（1）在工作、平衡狀態(tài)下，電壓調(diào)至350以上。噴油，通過正負(fù)及電壓調(diào)節(jié)在150以上能靜止的小油滴。（2）帶電靜止的油在0時會勻速下降，在工作電壓平衡時不上下游動。 2油滴太大或太小或者可帶電荷量太多，對試驗結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？答：（1）油滴太大或太小，使得油滴的運動受空氣阻力的作用變化太大，難以平衡。（2）電荷太多，一是難平衡，二是下降速度太快測不準(zhǔn)，三是電荷多總電壓量大，單位電荷更是不準(zhǔn)確。實驗二十四 導(dǎo)熱系數(shù)的測定【預(yù)習(xí)題】1實驗中為什么要在樣品上、下表面的溫度幾乎保持不變時，才能測和？答：本實驗中采用穩(wěn)

45、態(tài)法測不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)，所謂穩(wěn)態(tài)法，是要求利用熱源在待測樣品內(nèi)部形成一個穩(wěn)定的溫度分布，然后進(jìn)行測量。在加熱過程中，當(dāng)樣品上、下表面的溫度幾乎保持不變時，傳熱達(dá)到動態(tài)平衡，樣品內(nèi)部形成一個穩(wěn)定的溫度分布內(nèi)，這時才能測量溫度示值和。【思考題】1什么是穩(wěn)態(tài)法？在實驗中如何實現(xiàn)它？答：所謂穩(wěn)態(tài)法，是要求利用熱源在待測樣品內(nèi)部形成一個穩(wěn)定的溫度分布，然后測量該狀態(tài)的熱量傳遞，代入式中可解出導(dǎo)熱系數(shù)。在實驗中加熱過程中，觀察樣品盤上、下表面的溫度，若在10min內(nèi)保持不變（和不變）可認(rèn)為已達(dá)到穩(wěn)態(tài)。利用公式將傳熱速率轉(zhuǎn)換成在穩(wěn)態(tài)附近樣品下表面溫度變化速率，即溫度示值的變化速率（），測出穩(wěn)態(tài)附近樣品下表面

46、溫度示值隨時間t的變化，作t曲線，并從曲線上求出，代入公式中即可。2觀察實驗過程中環(huán)境溫度的變化，分析散熱速率與時間的關(guān)系，討論環(huán)境溫度的變化對實驗結(jié)果的影響。答：環(huán)境溫度較高，則樣品盤側(cè)面散熱較少，系統(tǒng)誤差小。（若不考慮側(cè)面散熱，夏天和冬天測出的導(dǎo)熱系數(shù)同，因穩(wěn)態(tài)溫度梯度和穩(wěn)態(tài)散熱速率均與環(huán)境溫度有關(guān)。夏天小，而也小。）在過程中，開始時候，環(huán)境溫度相對較低，隨著實驗的進(jìn)行，環(huán)境溫度逐漸升高，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)變小。3分析用穩(wěn)態(tài)傳熱法測定不良導(dǎo)體熱系數(shù)中誤差的主要來源。答：（1）樣品側(cè)面不嚴(yán)格絕熱；（2）以散熱盤的冷卻速率代替樣品盤的散熱速率，而樣品與散熱盤之間接觸不甚嚴(yán)密；（3）冷卻速率測量引起的

47、誤差在整個誤差中所占比例大。實驗二十五 磁場分布的測繪【預(yù)習(xí)題】1感應(yīng)法測磁場的基本原理是什么？答：感應(yīng)法測磁場的原理是：根據(jù)法拉第磁感應(yīng)定律，處在磁場中導(dǎo)體回路上的感應(yīng)電動勢的大小與穿過它的磁通量的變化率成正比，因此在待測磁場中引入試探線圈，在交變磁場中不同部位，轉(zhuǎn)動線圈，測出各處線圈中最大的感應(yīng)電動勢和線圈的方向，可得各點磁感應(yīng)強度的大小和方向。2為什么測定圓線圈軸上曲線，便能確定的分布規(guī)律？答：因為，3怎樣利用試探線圈測量磁場的大小和方向？答：可將探測線圈放在待測點，轉(zhuǎn)動線圈的方向，直到數(shù)字電壓表讀數(shù)最大為止。把所得讀數(shù)代入（9）式即可算出該點的磁場。4如何測定磁場的方向？為什么不根據(jù)轉(zhuǎn)

48、動試探線圈使毫伏表達(dá)最大值來確定磁場方向？答：確定磁場的方向原可用數(shù)字電壓表讀數(shù)最大值時所對應(yīng)的試探線圈法線方向來表示，但是磁通量的變化率小，因此測量方向的誤差較大，當(dāng)試探線圈轉(zhuǎn)過90時，磁場方向與試探線圈法線方向相垂直，的變化率最大，誤差較小，所以我們利用數(shù)字電壓表讀數(shù)的最小值來確定磁場的方向。5如何描繪磁感應(yīng)線？將探測線圈的小銅釘放在待測點的位置，用手按探測線圈，小銅釘就在坐標(biāo)紙上記下一個小圓點，表示待測點的位置，轉(zhuǎn)動探測線圈使數(shù)字電壓表讀數(shù)最小值（為0），與探測線圈法向垂直的方向即為此范圍內(nèi)磁場方向，用細(xì)鉛筆在坐標(biāo)紙上沿探測線圈底邊畫一直線，然后以首尾相接，再找出下一小區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)線，將

49、這些折線連成光滑曲線即成?！舅伎碱}】1試分析感應(yīng)法測磁場的優(yōu)缺點和適應(yīng)的條件？答：電磁感應(yīng)法測量磁場的優(yōu)點是，原理簡單，且可直接測得磁場的大小和方向，缺點是，如果磁場分布不勻用普通的探測線圈只能測出線圈平面內(nèi)磁感應(yīng)強度法向分量的平均值，而不能測出非均勻磁場中各點的值，除非將探測線圈做得非常小，但這又會使很小而影響測量的靈敏度。適應(yīng)的條件：交變磁場。2怎樣用感應(yīng)法測量磁場的絕對值？答：由可知，角越小，交流數(shù)字電壓表的讀數(shù)越大，當(dāng)試探線圈法線與圓線圈軸方向一致時，則為最大值。測量時，可將探測線圈放在待測點，轉(zhuǎn)動線圈的方向，直到數(shù)字電壓表讀數(shù)最大為止。把所得讀數(shù)代入（9）式即可算出該點的磁場。3若亥

50、姆霍茲線圈中通以直流電，其磁場又如何測定？試畫出測量線路圖，簡要說明其實驗步驟。答：讓線圈以一定的速度轉(zhuǎn)動，測線圈電動勢。實驗二十七 動力學(xué)共振法測定材料的楊氏彈性模量【預(yù)習(xí)題】1外延測量法有什么特點？使用時應(yīng)注意什么問題？答：所謂外延測量法，就是所需要的數(shù)據(jù)在測量數(shù)據(jù)范圍之外，一般很難測量，為了求得這個數(shù)，采用作圖外推求值的方法。具體地說就是先使用已測數(shù)據(jù)繪制出曲線，再將曲線按原規(guī)律延長到待求值范圍，在延長線部分求出所要的值。使用外延測量法時應(yīng)注意：外延法只適用于在所研究范圍內(nèi)沒有突變的情況，否則不能使用2懸絲的粗細(xì)對共振頻率有何影響？答：在一定范圍內(nèi)，懸絲的直徑越大時，共振頻率反而越小。因

51、為共振頻率與阻尼的關(guān)系為，懸絲直徑大時，阻尼相應(yīng)較大，即大，則共振頻率應(yīng)該較小。當(dāng)然，懸絲直徑也不可過粗，太粗的懸絲對于棒振動時振幅的影響很大，即變小，而不利于信號的拾取。【思考題】1在實際測量過程中如何辨別共振峰真假？答：理論上認(rèn)為，“改變信號發(fā)生器輸出信號的頻率，當(dāng)其數(shù)值與試樣棒的某一振動模式的頻率一致時發(fā)生共振，這時試樣振動振幅最大，拾振器輸出電信號也達(dá)到最大”。實驗中，并非示波器檢測到信號峰值處頻率都為樣品棒的共振頻率，由樣品支架和裝置其它部分的振動也會導(dǎo)致示波器檢測到極值信號。因此正確真假判別共振信號對于測量相當(dāng)重要。 真假共振峰的判別方法有好幾種，如預(yù)估法和撤耦法，預(yù)估法指利用已知

52、的金屬楊氏模量，利用公式估算出共振頻率，撤耦法指用手托起試樣棒，此時拾振信號應(yīng)消失，反之為假信號。預(yù)估法和撤耦法結(jié)合起來用比較好：預(yù)估法可判斷出共振頻率的大致范圍，而撤耦法則可做進(jìn)一步精確判斷。另外，還可以在不放銅棒的情況下先做一個粗略檢測，即將可能的干擾信號頻率做一個排除。 2如何測量節(jié)點的共振頻率。答：從實驗裝置圖中可以看出，試樣振動時，由于懸絲的作用，棒的振動并非原理中要求的自由振動，而是存在阻尼下的受迫振動，所檢測共振頻率隨懸掛點到節(jié)點的距離增大而增大。若要測量（27-1）式中所需的試樣棒基頻共振頻率，只有將懸絲掛在節(jié)點處，處于基頻振動模式時，試樣棒上存在兩個節(jié)點，它們的位置距離分別為

53、0.224L和0.776L處。在節(jié)點處的振動幅度幾乎為零，很難檢測，所以要想測得試樣棒的基頻共振頻率需要采取內(nèi)插測量法。所謂內(nèi)插測量法，就是所需要的數(shù)據(jù)在測量數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)，而不方便進(jìn)行測量，為了求得這個數(shù)，采用作圖內(nèi)插求值的方法。具體地說就是先使用已測數(shù)據(jù)繪制出曲線，再求出所要的值。內(nèi)插法只適用于在所研究范圍內(nèi)沒有突變的情況，否則不能使用。在本實驗中就是以懸掛點位置為橫坐標(biāo)，以共振頻率為縱坐標(biāo)作出關(guān)系曲線圖，求得曲線最低點（節(jié)點）對應(yīng)的頻率即為試樣棒的基頻共振頻率。 實驗二十八 邁克耳孫干涉儀的調(diào)節(jié)和使用【預(yù)習(xí)題】1邁克耳孫干涉儀主要由哪些光學(xué)元件組成，各自的作用是什么？答：邁克耳孫干涉儀主要由分光板、補償板、可移動平面反射鏡和固定平面反射鏡4種光學(xué)元件組成。的作用是將一束光分成強度大致相同的兩束光反射光（1）和透射光（2）；的材料和厚度與相同，作用是補償光束（2）的光程，使光束（2）與光束（1）在玻璃中走過的光程大致相同；的作用是反射（1）光；的作用是