13級普物實驗復(fù)習(xí)(力熱、電、光)

1、 普通物理實驗復(fù)習(xí)題一、系統(tǒng)誤差和偶然誤差的理解：1.測量同一黃銅的密度時，一學(xué)生測得（A）另一學(xué)生測得 （B），已知黃銅密度的標(biāo)準值是，問1）哪個存在系統(tǒng)誤差？為什么？存在系統(tǒng)誤差，因為不在的取值區(qū)間內(nèi)，即8.650g/cm³8.81±0.05g/cm³。2） 若不知，則哪個更可靠？為什么？ 更可靠一些，因為測量點更集中，且區(qū)間較小。 2. 指出下列情況導(dǎo)致的誤差屬于偶然誤差（A.）還是系統(tǒng)誤差(B. C. D)：A. 讀數(shù)時視線與刻度值不垂直；B. 將待測物放在米尺的不同位置測得的長度稍有差異；C. 水銀溫度計毛細管不均勻；D. 電表零示值為正值。二、誤差傳遞

2、公式引用：1計算間接測量值的誤差：1）寫出下列式子的誤差傳遞公式（按算術(shù)合成方式或標(biāo)準偏差方式），合成誤差以e表示，并依據(jù)給定數(shù)據(jù)計算合成誤差，寫出結(jié)果。寫出合成誤差傳遞公式：; 或計算合成誤差：=0.07+0.07+2×0.07(cm)=0.28(cm)結(jié)果：8.820.28(cm)寫出合成誤差傳遞公式： 或計算合成誤差：0.04595，=0.03(g/cm³)結(jié)果：7.490.03(g/cm³)寫出合成誤差傳遞公式：或計算合成誤差：0.02 =0.06()結(jié)果：3.000.03()寫出合成誤差傳遞公式：或計算合成誤差：=(m/s²)=0.01167(

3、m/s²)，=0.052(m/s²)結(jié)果：=4.440.05(m/s²)2 利用誤差傳遞公式分析各測量量對測量結(jié)果的影響程度：1）用長約1米的單擺測量重力加速度，單擺測重力加速度公式：。要求測量結(jié)果的相對誤差不大于0.4%時，測量擺長和周期的絕對誤差不應(yīng)超過多大？若用精度0.1秒的停表測量周期，應(yīng)連續(xù)測多少個周期？由誤差均分原理：2） 用單擺測重力加速度公式：。已知擺場L約為1米，其誤差估計值為，擺線震動周期T約為2秒，要求用秒表測量連續(xù)震動50次的時間t后求T值，測t的誤差估計值。分析哪個測量量對最后結(jié)果的誤差影響較大。解： 將改寫為 根據(jù) 因（n為振動次數(shù)），

4、故 則 s， 可見比大4倍，兩者對g的誤差貢獻主要來自于測T的誤差，故主要應(yīng)考慮減少的值。 3正確選擇測量儀器：1）設(shè)在實際工作時要測量一個圓柱體的體積，它的長度L約為3.5厘米，直徑D約為1.2厘米，要求測量結(jié)果的相對誤差不大于1%，問應(yīng)選擇何種測量儀器？解：已知圓柱體的體積為 根據(jù)誤差傳遞公式，由上式可得 根據(jù)誤差均分原則，則有 0.5，0.5已知D1.2cm, L3.5cm, 由上面兩式得 0.03mm，0.2mm由于<，故應(yīng)該按對的要求來選擇儀器的精度。從游標(biāo)卡尺的型號規(guī)格可以看到，“五十分游標(biāo)”的分度值為0.02mm，此值小于0.03mm，符合要求。三、有效數(shù)字及運算：1.下列

5、測量結(jié)果表達式是否正確，正確的式子打鉤，錯誤的打叉，并改正。2.求以下運算結(jié)果（只寫結(jié)果即可）1）(8.748+235.46-78.6)(cm)=165.6(cm)2）12.3(g/cm³)3. 測量某圓形金屬絲的密度，金屬絲長度L約5cm，直徑D約1mm，質(zhì)量M約25g。請問：各量應(yīng)該用什么儀器測量較好？為什么？如各量均為多次測量，寫出密度的標(biāo)準偏差公式。解：長度米尺測量，直徑用螺旋測微器測量，質(zhì)量用物理天平測量，因為使用這些儀器精度剛好足 夠，誤差會比較小。密度的標(biāo)注偏差公式為。四、數(shù)據(jù)分析：1.將砝碼m掛于彈簧下端，彈簧伸長量和砝碼質(zhì)量m的關(guān)系為：，測量數(shù)據(jù)如下：m(g)0.0

6、20.040.060.080.0100.0l(cm)20.4028.2536.3044.2052.1260.15k7.079611.0193K1K2K3用三種方法求k：逐差法（寫出計算過程）作圖法（圖線可用鉛筆描繪）略一元線性回歸法（求出相關(guān)系數(shù)R值，并求k值）簡述上列各方法的特點。五、力熱實驗1. 長度測量：1.1 游標(biāo)卡尺和千分尺使用前都要校正零點，為什么？解：由于游標(biāo)卡尺和千分尺都是精密儀器，如果不進行零點校正，那么由此引入的誤差將會很大。1.2 設(shè)游標(biāo)卡尺主尺分度為，游標(biāo)分度為。若將其讀數(shù)原理表達為，請說明其中k和p的意義。解：式中k的意義是主尺分度值的讀數(shù)，則代表了主尺上測量出的長度

7、值，則是在副尺上的讀數(shù)，且代表了副尺上測量出的長度值。1.3 何謂儀器的分度值？米尺、20分度游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的分度值各為多少？如果用它們測量一個物體約7cm的長度，問每個待測量能讀得幾位有效數(shù)字？ 解：儀器的分度值表示的是儀器能準確顯示的讀出的最小長度值，它的大小反映儀器的精密程度，分度值越小，儀器精度越高。米尺的分度值為1mm，20分游標(biāo)卡尺的分度值為0.05mm，螺旋測微器的分度值為0.01mm。當(dāng)測量一個長度約為7cm的物體時，米尺能讀得的有效數(shù)字為3位，20分度游標(biāo)卡尺能讀得的有效數(shù)字為5位，螺旋測微器能讀得的有效數(shù)字為5位。1.4 游標(biāo)刻度尺上 30 個分格與主刻度尺 29 個

8、分格等長，問這種游標(biāo)尺的分度數(shù)值為多少？ 解：由于副尺一個分度的長度為，則有其中為游標(biāo)卡尺的分度值，可求得=mm。1.5 有一角游標(biāo)，主尺29度(29分格)對應(yīng)于游標(biāo)30個分格，問這個角游標(biāo)的分度值是多少?有效數(shù)字最后一位應(yīng)讀到哪一位?解：這個角游標(biāo)的分度值是1'，有效數(shù)字最后一位讀到百分位。1.6 已知一游標(biāo)卡尺的游標(biāo)刻度有50個，用它測得某物體的長度為5.428cm，在主尺上的讀數(shù)是多少?通過游標(biāo)的讀數(shù)是多少?游標(biāo)的哪一刻線與主尺上的某一刻線對齊?解：由題知，L=5.428cm=54.28mm，由題知，該游標(biāo)卡尺是50分度游標(biāo)卡尺，其分度值為0.02mm，由此可得=1+0.02=5

9、4.28mm，由此可解得，=54，=14。故主尺上的讀數(shù)為54mm，通過游標(biāo)的讀數(shù)是0.28mm，游標(biāo)上的第14個刻線與主尺上的第68個刻度對齊。2. 密度測量：2.1 現(xiàn)有一架天平（含砝碼），甲乙兩個大小不同、刻度看不清的量杯，一根細線和足夠的水，試用這些器材測定小鐵塊的密度。要求：（1）寫出實驗原理、需要測量的物理量及簡單的測量方法；（2）根據(jù)所測量的物理量計算鐵塊密度的表達式。解：(1)實驗原理：設(shè)小鐵塊的質(zhì)量為m，體積為V，則其密度為 （1） 由于小鐵塊的外觀不定，所以采用流體靜力稱衡法。設(shè)用物理天平稱衡小鐵塊，稱得其質(zhì)量為m，然后將小鐵塊完全浸入水中稱衡，稱得其質(zhì)量為，則固體在水中所

10、受浮力F為，式中g(shù)為重力加速度，稱為小鐵塊的浸入水中的視重。設(shè)小鐵塊的體積為V，水的密度為，根據(jù)阿基米德原理，小鐵塊在水中所受的浮力等于它所排開水的重量，即 因此有 （2） 將（2）式代入（1）式，即得 因水的密度與溫度有關(guān)，故應(yīng)根據(jù)實驗時的水溫，在附表中查出相應(yīng)的值。需要測量的物理量有小鐵塊的質(zhì)量m，小鐵塊完全浸入水中時的質(zhì)量，水的密度。測量方法與實驗原理的步驟一致。（2）由（1）可知，小鐵塊的密度表達式為。3. 氣墊導(dǎo)軌實驗：3.1 簡要說明用氣墊導(dǎo)軌驗證牛頓第二定律的實驗原理及主要步驟。解：實驗原理：驗證牛頓第二定律的實驗示意圖如下所示 設(shè)滑塊放在水平面上，它與支撐面的摩擦力略去不計，按

11、牛頓第二定律有 同理對砝碼和砝碼盤可列出 設(shè)繩子不能伸長，則有 設(shè)繩子沒有質(zhì)量，而且滑輪的質(zhì)量及軸上所受的阻力可以忽略，則有由以上四式可得 從上式看出：第一，在給定、和時，為恒量，即滑塊作勻加速度運動；第二，在保持恒定情況下，加速度與成反比。如果在實驗當(dāng)中能夠驗證這兩個關(guān)系能夠成立，就等于證明了牛頓第二定律。 用氣墊導(dǎo)軌驗證牛頓第二定律的主要步驟有以下：（1） 調(diào)整好數(shù)字毫秒計，使其處于正常工作狀態(tài)；（2） 將氣墊導(dǎo)軌調(diào)整至水平；（3） 驗證牛頓第二定律 驗證系統(tǒng)的質(zhì)量（）一定時，其加速度和所受合外力成正比。 驗證當(dāng)合外力一定時，系統(tǒng)的加速度和其質(zhì)量（）成反比。3.2 簡要說明用氣墊導(dǎo)軌驗證動

12、量守恒定律的主要實驗步驟；分析該實驗誤差產(chǎn)生的原因。3.3 在氣墊導(dǎo)軌實驗中，通常要求先將氣墊導(dǎo)軌調(diào)水平，簡要說明氣墊導(dǎo)軌水平調(diào)節(jié)的方法。答：調(diào)節(jié)底腳螺絲將氣墊導(dǎo)軌調(diào)到水平，氣墊導(dǎo)軌水平的判斷方法如下：（1）靜止法 在氣墊導(dǎo)軌通氣后，滑塊在氣墊導(dǎo)軌上能保持靜止不動，則氣墊導(dǎo)軌已調(diào)到水平（2）動態(tài)法 移動光電門和，使它們距軌端約為30cm，通氣后輕推滑塊（不要用力太 大），使之在緩沖彈簧的作用下往返運動，若滑塊的擋光片通過光電門和時，毫秒計的兩次擋光時間間隔和接近相等，說明滑塊作勻速運動，可以認為導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)成水平，否則應(yīng)調(diào)節(jié)底腳螺絲，直到和接近相等為止。3.4 牛頓第二定律實驗中計時儀器是電腦計

13、時器（下圖），試說明其中的S1和S2的功能。1）S1：測量光電門的擋光時間（條形擋光片），并可存儲24次的時間測量值。 2）S2：測量光電門兩次擋光的間隔時間（凹形擋光片），并可存儲24次的時間測量值。3.5 用氣墊導(dǎo)軌驗證牛頓第二定律實驗中誤差產(chǎn)生的主要原因是（(1)、(3) ）?(1) 滑塊運行距離的測量不準確。(2) 空氣粘滯阻力引起的誤差(3) 導(dǎo)軌本身不平衡引起的誤差、(4) 光電門中光纜管被擋光達到電路翻轉(zhuǎn)的時間引起的計時誤差(5) 作圖中引入的誤差。3.6 你能否利用公式來測定運動系統(tǒng)的加速度(是氣墊導(dǎo)軌上的滑塊經(jīng)過兩個光電門之間的時間)？測量時，擋光片應(yīng)選用條型還是u型？解：可

14、以利用公式來測定運動系統(tǒng)的加速度，在測量時，實際上是在測量擋光片通過兩個光電門之間的時間，所以應(yīng)該采用條型擋光片。六、電學(xué)實驗1. 電學(xué)實驗儀器認識與使用1.1 常見電器元件符號（) 1.2 變阻器（P127129）1） 實驗中常用的可變電阻有哪幾類？其作用是？答：電阻箱、滑線變阻器、電位器，電阻箱改變電路中的電阻、滑線變阻器改變電路中的電流，電 位器改變電路中的電壓。2） 掌握電阻箱、滑線變阻器的符號、參數(shù)（即主要指標(biāo)）；以及其在電路中所起的做用，作圖并說明使用規(guī)則（接法、參數(shù)選擇）。3）六位電阻箱有四個接線柱，其接入電阻分別為（0、0.9、9.9、99999.9 ），當(dāng)電阻中僅需“00.9

15、”或“09.9”的阻值變化，則分別由（“0”和“0.9”或“0”和“9.9”）兩接線柱引出，這樣做的目的是？（可以避免電阻箱其余部分的接觸電阻和導(dǎo)線電阻所帶來的不可忽略的誤差）。4）電阻箱的誤差主要包括？（基本誤差和零電阻誤差），電阻箱的儀器誤差公式： 5）練習(xí)題：5-1）0.1級電阻箱在電路中的接入電阻R=0.5，計算該電阻箱引起的儀器誤差，并選擇合適接線端。答：儀器誤差=0.0159，選擇00.9兩個接線端鈕。5-2） 利用變阻器的分壓特性曲線，設(shè)計一個用伏安法測量阻值約為1k的未知電阻的控制電路，分析并給出電路參數(shù)（已知電壓表量程15V，內(nèi)阻15k）和分壓電阻的規(guī)格。5-3）為使電壓和電

16、流由較大調(diào)節(jié)范圍，并能做到精細調(diào)節(jié)，請設(shè)計并畫出分壓和限流電流的細調(diào)電路。（在本卷P9P10)（6）分壓細調(diào)電路設(shè)計：現(xiàn)有兩只滑線變阻器，全電阻分別為R1=200和R2=10，額定電流均為1A，另有直流電源E（輸出電壓固定10V）、六位電阻箱R、開關(guān)、導(dǎo)線等，設(shè)計電路圖，要求對通過負載電阻R（102 K）的電壓在0-10mV之間能較精細地連續(xù)可調(diào)。要求： 1）畫出電路圖，標(biāo)出所用器件代號，電阻箱標(biāo)出接線柱端鈕電阻值. 2）測量U值的不確定度組成部分 3）估計當(dāng)U=10毫伏時，U的相對不確定度為？（7）限流細調(diào)電路設(shè)計：現(xiàn)有兩只滑線變阻器，全電阻分別為R1=100和R2=1k，負載電阻R約為80

17、0,另有電源、導(dǎo)線等，設(shè)計電路圖，要求對通過R的電流能較精細調(diào)節(jié)。 1）畫出電路圖，標(biāo)出所用器件代號. 2）在電路中兩只變阻器分別是什么接法？為什么用這種接法？參考資料：分壓電路：(P146) （1）使用分壓器有較大的輸出電壓調(diào)節(jié)范圍，電流調(diào)節(jié)范圍（2） 滑線變阻器總電阻R0越大，分壓特性曲線的線性程度變差.若要使電壓 U 在內(nèi)均勻變化，一般要求選用的變阻器電阻R0小于負載電阻R/2 .（3） 對作分壓器用的變阻器的額定電流，應(yīng)以總電流的最大值來考慮 .（4） 細調(diào)程度 1） R>>R0 時，在整個調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)精細程度都是一樣 . 2） R<<R0 時，分壓接法的細

18、調(diào)程度不好 . 故在實際應(yīng)用中一般很少采用。3） 在實際分壓電路應(yīng)用中，一般都選擇R2R0來使用限流電路：(P147） 限流器的輸出電壓調(diào)節(jié)范圍限流器的輸出電流調(diào)節(jié)范圍 結(jié)論：a) 負載 R 上的電壓電流不可能為零 . b) R/R0越大，電流調(diào)節(jié)范圍越小，但線性程度越好 . c) 對于R=R0附近，調(diào)節(jié)線性較好，電流調(diào)節(jié)范圍適中 . d) R/R0 較小時，電流調(diào)節(jié)范圍很大，但線性程度很差，這種情況下細調(diào)程度不夠 . （2）細調(diào)程度：負載上的電流變化是靠滑線變阻器上活動觸頭位置的移動來實現(xiàn) . 但是，實際上即使很細心地移動活動接頭，位移至少是電阻繞線的一圈 . 若繞線一圈的電阻值為，那么控制

19、電路阻值的變化至少也是，負載上的最小改變量和也必然同時受到限制 .當(dāng)負載上電壓越小，則和越小，控制電路能夠較精細地改變負載的電壓電流 . 1.3 電表 （1）電表的符號（P126）. （2）電表的使用規(guī)則（P126）：電表極性、連接方式、量程選擇、讀數(shù)方法（調(diào)零、避免視差、正確讀出有效數(shù)字）. （3）電表誤差=基本誤差+附加誤差（P125）基本誤差：在電表規(guī)定的標(biāo)準規(guī)則條件下，由于電表本身內(nèi)部特性與加工質(zhì)量不夠完美等原因引起的誤差。 附加誤差：不符合標(biāo)準工作條件引起的誤差，通常在教學(xué)中不考慮。根據(jù)國家標(biāo)準，電表的準確度分為7個等級：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0（4）練

20、習(xí)題：4-1） 一毫安表（分度值為1mA）指針的零示值為0.2mA，用它測量某電路的電流示值為80.2mA。求=?答：=800.24-2） 0.5級量程150mA的電流表，求儀器的誤差限？答：=0.752. 惠斯登電橋GRpE0R2R1RRxRsIgK圖2. 自組惠斯登電橋測電阻PAB（1）作圖說明惠斯登電橋測電阻原理，畫出實際測量電路圖。答： 如圖1所示，電橋由四個橋臂R1、R2、RX、RS組成 ，檢流計G用于比較B、D兩點的電位，當(dāng)B、D兩點電位相等時，G中無電流通過，這種狀態(tài)稱為電橋平衡。當(dāng)電橋平衡時有 ，此時有,即。實際圖如圖2所示 （2） 自組惠斯登電橋測電阻實驗中，電橋靈敏度與哪些

21、參數(shù)有關(guān)？如何提高靈敏度？答：電橋靈敏度與下列因素有關(guān)： 與電流計的靈敏度成正比。 與電源電動勢成正比。 與相對臂的電阻乘積成正比。 電流計的內(nèi)阻越小，電橋靈敏度越高。 提高電橋靈敏度的方法： 提高電流計的靈敏度。 增大電源電動勢，但注意增大時不能使流過任一臂電阻的電流超過允許值。 增大相對臂的電阻比值。 減小電流計的內(nèi)阻。（3）電橋法和補償法測電阻（電壓）實驗中，如何保護檢流計不會受到過大電流的沖擊？以惠斯登電橋測電阻（或電位差計測電池電動勢）為例，畫出電路圖，寫出操作步驟。答：在實際的實驗電路中為檢流計添加一個限流保護電路。在自組惠斯登電橋?qū)嶒?，在檢流計的電路上直接串聯(lián)一個保護電阻，在補償

22、法測電阻（電壓）實驗中，直接在檢流計電路上串聯(lián)一個大電阻保護檢流計。3. 電位差計原理及應(yīng)用（1）作圖說明電位差計工作原理，為什么用電位差計測電動勢比用電壓表測精確？答：如圖2所示，標(biāo)準電池Es與待測電池Ex通過開關(guān)K并連形成比較電路。保持工作回路電流I0不變，開關(guān)K分別合向Es和Ex ，調(diào)節(jié)MN位置，使UMN與Es 和Ex相等，記錄兩個補償電壓對應(yīng)的長度lS和lX.則有,其中，分別為電阻絲，AB的電阻率和橫截面積。由標(biāo)準電源Es、檢流計G、保護電阻R、電阻絲MN構(gòu)成的回路稱為定標(biāo)（或校準） 回路。由于電源的電動勢在數(shù)值上等于電源內(nèi)部沒有凈電流通過時兩極件的電壓。如果直接用電壓 表測量電源電動

23、勢，其實測量結(jié)果是端電壓，不是電動勢。BNI0因為電源內(nèi)部有電阻，會產(chǎn)生電壓降，而使用電位差計測電動勢不會產(chǎn)生電壓降，所以電位差計測電動勢更精確些。（2）在電勢差計測量電動勢實驗中，某同學(xué)按圖1連好電路，閉合所有開關(guān)，發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)，電流計都向一個方向偏轉(zhuǎn)，則可能的原因是（ B ）（A） （B）極性接反 （C）回路或開路 （D）回路和開路（3）根據(jù)電位差計原理設(shè)計實驗：利用已知標(biāo)準電阻測量未知電阻?？晒┻x擇儀器：電源（0-30V，2個），板式電位差計，1標(biāo)準電阻一個，6位電阻箱，滑線變阻器（100和600各一個），電流計一個，待測電阻（阻值約300）。要求：1）根據(jù)儀器設(shè)計并畫出測量電路圖；

24、2）根據(jù)待測電阻阻值選擇合適滑線變阻器，說明理由；3）寫出實驗步驟4）用實驗來驗證你的選擇和設(shè)計的正確性，記錄數(shù)據(jù)計算待測電阻阻值和誤差（算術(shù)誤差或標(biāo)準偏差）（4） 現(xiàn)有下列器材：電源2個，安培表（0-0.6-3A）、伏特表 ( 0-3-15V ) ，滑線式變阻器22和2.2K各2個，待測電阻R約為10，用電壓補償原理設(shè)計電路測量電阻 1）作圖說明電壓補償原理，補償法測電阻的優(yōu)點是？ 2）畫出實驗電路圖，標(biāo)出所用元件規(guī)格或量程. 3）連接電路（各元件參數(shù)和電路圖一致）并測量數(shù)據(jù)（不少于3組數(shù)據(jù)），并求出待測電阻平均值和誤差。（5）現(xiàn)有下列器材：電源2個 ( 輸出電壓不大于5V ) ，滑線式變阻

25、器R1( 22)和R2=（400），板式電位差計，電流計G，六位電阻箱2只（其中一只作為待測電阻），標(biāo)準電阻（1）.設(shè)計一個用板式電位差計測量阻值約2電阻的測量電路. 1）作圖說明電壓補償原理，補償法測電阻的優(yōu)點是？ 2）畫出實驗電路圖，標(biāo)出所用元件規(guī)格或量程. 3）設(shè)計實驗步驟. 4）連接電路并測量數(shù)據(jù)（不少于3組數(shù)據(jù)），并求出待測電阻平均值和誤差。4.霍爾效應(yīng)、螺線管磁場測量1解釋霍爾效應(yīng)現(xiàn)象 答：置于磁場中的載流體，如果電流方向與磁場垂直，則在垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一附加的橫向電場，這個現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)。2在什么樣的條件下會產(chǎn)生霍爾電壓，它的方向與哪些因素有關(guān)？答：霍爾效應(yīng)從本質(zhì)

26、上講是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用而引起的偏轉(zhuǎn)。當(dāng)帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉(zhuǎn)就導(dǎo)致在垂直電流和磁場的方向上產(chǎn)生正負電荷的聚積，從而形成附加的橫向電場，即霍爾電場。由于霍爾電場產(chǎn)生的電壓就稱之為霍爾電壓。它的方向取決于材料的導(dǎo)電類型，電流方向以及磁場方向。3根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，結(jié)合實驗裝置，分析測量霍爾樣品的霍爾系數(shù)和電導(dǎo)率的實驗設(shè)計思路。答：在測量霍爾樣品的霍爾系數(shù)時需要測量霍爾電壓、通過霍爾元件的電流大小、霍爾元件的厚度以及磁場的磁感應(yīng)強度大小，其中電流和厚度是已知給定的，因此需要測量磁感應(yīng)強大大小，磁感應(yīng)強度的大小可由實驗儀器以及勵磁電流求得，從而求霍爾系數(shù)的

27、數(shù)值就可以轉(zhuǎn)換為求霍爾電壓、霍爾元件的厚度和通過霍爾元件的電流和磁感應(yīng)強度大小來求得。求霍爾樣品的電導(dǎo)率可以通過求得，其中樣品的橫截面積為Sb d，流經(jīng)樣品的電流為Is，在零磁場下，測得霍爾樣品兩極間的電位差為，l為兩極之間的距離。4根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，結(jié)合實驗裝置，分析測量螺線管軸向磁場分布的實驗設(shè)計思路。答：測量螺線管軸向磁場分布的情況，可由長直線螺線管的分布情況求得，則在測量螺線管的分布情況時，只需要求得霍爾元件所處位置的余弦值以及霍爾元件所有的霍爾電壓，通過代入長直線螺線管的畢奧薩伐爾定律即可求得磁場的分布情況。5實驗中采用電流和磁場換向的對稱測量法，為什么？答：因為在產(chǎn)生霍爾效應(yīng)的同時

28、，會伴隨著多種副效應(yīng)，以致實驗測得的兩電極之間的電壓并不等于真實的值，而是包含著各種副效應(yīng)引起的附加電壓，因此必須設(shè)法消除。根據(jù)副效應(yīng)產(chǎn)生的機理可知，采用電流和磁場換向的對稱測量法，基本上能夠把副效應(yīng)的影響從測量的結(jié)果中消除。6實驗裝置中線圈上的單位“”表示什么物理意義？答：這是由廠家給出勵磁電流與磁場強度大小的對應(yīng)關(guān)系。7畫出霍爾樣品的工作電流Is及磁感應(yīng)強度B的方向，并判斷樣品的導(dǎo)電類型。答：由上圖可以知道，左邊的是P型半導(dǎo)體，右邊是N型半導(dǎo)體。8霍爾效應(yīng)實驗裝置有實驗儀和測試儀，如下圖，其中Is調(diào)節(jié)范圍是0-10毫安，IM調(diào)節(jié)范圍是0-6安培。如果實驗儀損壞，測試儀正常，請用直流穩(wěn)壓電源

29、、滑線變阻器、電阻箱、電流表、電壓表、導(dǎo)線、開關(guān)等設(shè)計電路替代測試儀，并標(biāo)注電路參數(shù)。 實驗儀面板圖 測試儀面板圖七、光學(xué)實驗1 雙棱鏡測光波波長（1）儀器：單色光源、凸透鏡2片（其中一片用于會聚光，增加照射中狹縫上的光強）、可調(diào)狹縫、雙棱鏡、測微目鏡、光具座、滑塊、手電筒等。（2） 畫出實驗光學(xué)元件擺放圖，如不是同時放置的元件可用虛線表示，在圖上用字母標(biāo)出需要測量的有關(guān)物理量及其在光路中的作用。（3） 寫出測量光波波長的計算式。答：（為干涉條紋間距，為兩虛光源的間距，為狹縫所在平面與測微目鏡中 叉絲之間的距離）。（4）雙棱鏡是怎樣實現(xiàn)雙光束干涉的？干涉條紋是怎樣分布的？干涉條紋的寬度，數(shù)目有

30、哪些因素決定？答：單縫光源經(jīng)雙棱鏡形成兩個相干虛光源，從而在光源另一側(cè)產(chǎn)生平行的明暗相間的干涉條紋。干涉條紋寬度隨光源和雙棱鏡的距離a增大而增大，而干涉條紋數(shù)隨測微目鏡到雙棱鏡的距離b增大而減少。（5）使干涉條紋清晰的主要調(diào)節(jié)步驟是什么？答：狹縫寬度足夠窄且雙棱鏡的棱邊與狹縫嚴格平行（6）測微目鏡的分度值為 0.01mm ，量程為 8mm 。2 調(diào)節(jié)分光計并用最小偏向角法測定樣品折射率實驗儀器：分光計、鈉光燈、毛玻璃、平面反射鏡、三角玻璃磚、小木塊、膠泥。（1）分光計由哪幾部分組成，各部分的作用是什么?答：分光計由四個部分組成：望遠鏡、平行光管、載物平臺、讀數(shù)圓盤、底座。望遠鏡是用來觀察和確定

31、光線進行方向的。調(diào)節(jié)要求是使望遠鏡聚焦于無窮遠（調(diào)好后從目鏡中同時看清叉絲和叉絲的像，且兩者無視差）和望遠鏡光軸垂直于儀器轉(zhuǎn)軸（旋轉(zhuǎn)載物平臺180°，從平面鏡兩個鏡面反射回來的亮“十”字像始終落在“”準線的上線上）。平行光管用來獲得平行光束的。調(diào)節(jié)要求是使其發(fā)出平行光（調(diào)好后從望遠鏡中看到清晰狹縫像且與雙十字叉絲無視差），并使其光軸垂直于儀器轉(zhuǎn)軸（水平狹縫像與下叉絲水平線重合）。載物臺用來放置棱鏡、光柵等光學(xué)元件。讀數(shù)圓盤用來記錄望遠鏡的轉(zhuǎn)角。底座 底座中心有一鉛直方向的儀器轉(zhuǎn)軸，望遠鏡、載物平臺和讀書圓盤皆繞該軸轉(zhuǎn)動。（2）測量前調(diào)節(jié)分光計以達到哪些要求？或分光計調(diào)好后應(yīng)滿足的條件

32、是什么？答：1）望遠鏡聚焦于無窮遠、平行光管放出平行光； 2）望遠鏡、平行光管光軸垂直于平臺中心轉(zhuǎn)軸； 3）待測元件的光學(xué)面平行于中心轉(zhuǎn)軸。（3）調(diào)節(jié)分光計的基本要求：答：調(diào)節(jié)望遠鏡聚焦 無窮遠 ，調(diào)好的標(biāo)志是“”叉絲線和亮“+”字反射像最清晰且兩者無視 差。調(diào)節(jié)目鏡使雙十字叉絲清晰，調(diào)節(jié)望遠鏡調(diào)焦旋鈕對綠十字像對焦清晰，且雙十字叉絲與綠十字像無視差。 調(diào)節(jié)望遠鏡光軸 垂直于儀器轉(zhuǎn)軸 ，調(diào)節(jié)望遠鏡傾角螺絲和載物臺調(diào)節(jié)螺絲，調(diào)好的標(biāo)志是 旋轉(zhuǎn)載物平臺180°，從平面鏡正反面反射回來的綠“+”字像始終落與分劃板雙十字叉絲的上交點重合。調(diào)節(jié)平行光管 產(chǎn)生平行光，并使其光軸與望遠鏡光軸重合，

33、調(diào)好的標(biāo)志是 狹縫像的中心位置與“”準線的下線重合 。調(diào)節(jié)平行光管的傾角螺絲和調(diào)焦旋鈕可實現(xiàn)目標(biāo)。調(diào)節(jié)三棱鏡的主截面 垂直于儀器轉(zhuǎn)軸 ，調(diào)好的標(biāo)志是：從三棱鏡兩個側(cè)面反射的亮“十”字像均在“”準線的上線上。調(diào)節(jié)載物臺調(diào)節(jié)螺絲可實現(xiàn)目標(biāo)。（4） 分光計的刻度圓盤分度值為：0.5° ，游標(biāo)分度值為：1。（5） 有一分度值為2的角游標(biāo)，主尺29度(29分格)對應(yīng)于游標(biāo) 30 個分格.（6） 轉(zhuǎn)動平面鏡時，目鏡中的“+”字像的運動軌跡與雙十字叉絲的上水平線不平行，原因何在？如 何解決？答：由于望遠鏡中的“”水平叉絲線不水平所致。轉(zhuǎn)動望遠鏡筒使“”水平叉絲線水平。（7）如何判斷物和像（如“+”

34、字和它的反射像）是否在同一平面內(nèi)？怎樣判斷分劃板準線與反射十字像哪個距自己更遠？若發(fā)現(xiàn)反射像更遠，應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)分劃板？答：根據(jù)“視差”現(xiàn)象判斷，眼睛左右移動，若亮“十”字反射像與“”準線無視差則物像共面；若有視差，眼睛左右移動時，同向移動的遠，反向移動的近；若發(fā)現(xiàn)反射像更遠，向里移動目鏡鏡筒，直到分劃板準線與反射十字像無視差為止。（8）調(diào)節(jié)分光計時，平面反射鏡轉(zhuǎn)180°前后，兩個反射像均位于“”叉絲上線MN下方且與MN線的距離相等，說明平面鏡鏡面與儀器轉(zhuǎn)軸平行，而望遠鏡光軸與鏡面不垂直。此時只需調(diào)節(jié)：望遠鏡傾角調(diào)節(jié)螺絲。（9）調(diào)節(jié)分光計時，平面反射鏡轉(zhuǎn)180°前后，兩個反射像

35、分別位于“”叉絲上線MN的上下方且與MN線的距離相等，說明望遠鏡光軸與儀器轉(zhuǎn)軸垂直，而平面鏡鏡面與儀器轉(zhuǎn)軸不平行。此時只需調(diào)節(jié)載物臺調(diào)節(jié)螺絲使平面鏡鏡面與儀器轉(zhuǎn)軸平行。（10）調(diào)節(jié)分光計時，平面反射鏡轉(zhuǎn)180°前后，兩個反射像分別位于“”準線上線MN的下方a和5a處，試問： 平面鏡是否平行于轉(zhuǎn)軸？否 望遠鏡是否垂直于轉(zhuǎn)軸？否 設(shè)計一種方法，使望遠鏡光軸與儀器轉(zhuǎn)軸垂直的調(diào)節(jié)最快速，用簡圖（如下）說明。 設(shè)計一種方法，使三棱鏡的主截面與儀器轉(zhuǎn)軸垂直的調(diào)節(jié)最快速，用簡圖（如下）說明 答：請將平面鏡EF按正確位置放在平臺上（在圖B中畫出），說明這樣放置的原因。將EF垂直于兩個調(diào)節(jié)螺絲連線擺放

36、，此時只需調(diào)節(jié)鏡面前后兩只螺絲就可改變平面鏡對望遠鏡光軸的傾角。請將三棱鏡按正確位置放在平臺上（在圖B中畫出），說明這樣放置的原因。三棱鏡主截面的三條邊分別與調(diào)節(jié)螺絲連線垂直，此時把二維調(diào)節(jié)問題簡化為兩個獨立的一維調(diào)節(jié)。3. 名詞解釋1）自準直法：通過調(diào)節(jié)實驗裝置本身，使發(fā)光物體位于透鏡的焦平面而產(chǎn)生平行光，以達到調(diào)焦的目的。用自準直法測透鏡焦距快捷、簡便。2）視差（見測微目鏡調(diào)節(jié)方法）：視差為一種視覺的差異現(xiàn)象。設(shè)有離觀察者眼睛遠近不同的物體A和B，如下圖所示，當(dāng)眼睛沿著垂直于AB連線的方向移動時，將觀察到物體A和B之間有相對移動。離眼睛近的物體A的移動方向與眼睛移動方向相反，離眼睛近的物體

37、B的移動方向與眼睛移動方向相同，這種現(xiàn)象稱為視差。當(dāng)A、B重合一起時，觀察者的眼睛左右移動時，物體A和B之間不產(chǎn)生相對移動，則說A和B無視差。3）擴展光源：由無窮多點光源組成的光源，如鈉光燈.4. 薄透鏡焦距的測定1） 列舉凸透鏡焦距測量的方法，畫出測量光路圖（標(biāo)出各測量量）。答：（1）自準法 （2）物距、像距法 （3）共軛法（貝塞爾法、大像小像法，位移法）2） 共軛法測凸透鏡焦距的優(yōu)點答：共軛法測凸透鏡焦距的優(yōu)點在于把焦距的測量歸結(jié)為對于物面、像屏間距L及透鏡兩次成像位置之間的距離的精確測量，避免測量物距、像距時由于估計透鏡光心位置不準確所帶來的誤差。3） 在許多幾何光學(xué)實驗中都要求調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)共軸，為什么？調(diào)節(jié)共軸有哪些要求？怎樣調(diào)節(jié)？答：光學(xué)系統(tǒng)共軸：指光學(xué)系統(tǒng)中各透鏡光軸與物面中心重合，且與光具座導(dǎo)軌平行，物面、屏面 垂直于光軸。調(diào)節(jié)方法：粗調(diào)：將各光學(xué)元件及物、屏放置于光具座上，使之靠攏。用眼睛觀察，使各元件中心大致與導(dǎo)軌平行的同一條直線上，且使物屏、透鏡