篇一：大学物理实验习题和答案(整理版)
第一部分：基本实验基础
游标尺、千分尺的读数方法。
答：P46 1．感量与天平灵敏度关系。天平感量或灵敏度与负载的关系。 答：感量的倒数称为天平的灵敏度。负载越大，灵敏度越低。
2．物理天平在称衡中，为什么要把横梁放下后才可以增减砝码或移动游码。 答：保护天平的刀口。
1．哪些用途？使用时的注意点？如何使检流计很快停止振荡？答：用途：用于判别电路中两点是否相等或检查电路中有无微弱电流通过。注意事项：要加限流保护电阻要保护检流计，随时准备松开按键。很快停止振荡：短路检流计。
量程如何选取？量程与内阻大小关系？答：先估计待测量的大小，选稍大量程试测，再选用合适的量程。电流表：量程越大，内阻越小。电压表：内阻
不同欧姆档测同一只二极管正向电阻时，读测值差异的原因？答：不同欧姆档，内阻不同，输出电压随负载不同而不同。二极管是非线性器件，不同欧姆档测，加在二极管上电压不同，读测值有很大差异。 功率输出与电压输出的区别？答：功率输出：能带负载，比如可以给扬声器加信号而发声音。电压输出：实现电压输出，接上的负载电阻一般要大于7．光学元件
光学表面有灰尘，可否用手帕擦试？答：不可以 倍率的选择方法。答：尽量使读数的有效数字位数最大的原则选择合适的倍率。
什么是逐差法，其优点？答：把测量数据分成两组，每组相应的数据分别相减，然后取差值的平均值。优点：每个数据都起作用，体现多次测量的优点。1．为何各长度量用不同的量具测？
=量程×每伏欧姆数
50Ω。
比如不可以从此输出口给扬声器加信号，即带不动负载。
答：遵守误差均分原理。
2．测钢丝直径时，为何在钢丝上、中、下三部位的相互垂直的方向上各测一次直径，
而不是在同一部位采样数据？ 答：钢丝不可能处处均匀。
3．钢丝长度是杨氏模量仪上下两个螺丝夹之间的长度还是上端螺丝夹到挂砝码的砝码
钩之间的长度？ 答：前者
4．采用光放大办法测钢丝的微小伸长量时要测望远镜到标尺之间的距离L，请问，L是指平面镜镜面到望远镜旁标尺的距离还是指平面镜镜面到望远镜物镜之间的距离？ 答：前者
5．必须预加砝码使钢丝拉直，你能用什么办法判断需预加几个砝码？答：用图示法。作砝码量与伸长量曲线应该是直线，但由于钢丝没事先拉直，则会出现图示曲线有弯曲到直线的过渡。由拐点可判断需预加砝码量。6．材料相同，但粗细、长度不同的两根钢丝，它们的杨氏模量是否相同答：相同
7．如何分析哪一个量的测量对实验结果的影响较大答：计算每个量的相对误差，相对误差大的，则对测量结果影响大。8．怎样提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度答：加大平面镜镜面到望远镜旁标尺的距离；增加光杠杆的长度。9．光杠杆为什么用线拴住？答：防止光杠杆掉落。1．什么是内接法？什么是外接法？答：电压表测的是电流表与电阻相串联时的电压时，称为内接法。电流表测的是流过电压表与电阻并联时的总电流时，称为外接法。2．测二极管正向伏安特性时，如何保护被测二极管？答：串联一个限流电阻。3．如果要测二极管反向伏安特性，画出电路图。答：P126 4．如果要测二极管反向击穿特性，画出电路图。答：P126 5．在接线中是分块接线还是按电路图顺序接线的？答：分块接线。块电路，再把各块按特征连接。6．接线时电源开关什么时候开的？拆线时电源开头什么时候关的？答：接线时：最后。即拆线时：先。即7．在用图示法表示元件伏安特性时，测量数据应该在什么位置多测些数据？答：曲线的拐点处。
11-8
11-8做更改：微安表改为毫安表并外接；给二极管加一只限流电阻。 把电路分解为三部分：电源电路、负载电路和测量电路。先分别接三
先接电路，后通电源。先断电源，后拆线路 ? ?
?
图图
。
1．有几种方法测量电阻？说一下各种测量电阻的方法和特点。 答：伏安法、电位差计法、电桥法、用万用表。方法和特点：略。
2．电桥电路中，为什么检流计支路中要加一只滑线变阻器？变阻器的电阻如何选取的？ 答：加滑线变阻器一是保护检流计，二是改变电电桥灵敏度。 3．如何提高电桥的灵敏度？
答：加大电源电压，减小检流计电路限流电阻大小，或选用高灵敏度检流计。 4．用箱式电桥测电阻时，如果未知电阻未接入，可否按下电源开关和检流计开关，为什么？
答：不可以。因为这时电桥永远不平衡，会使电流过大烧毁检流计。
5．用电桥测一非线性元件的电阻，调电桥平衡后，如果这时加大电源电压（其它都不变），问电桥是否还保持平衡，为什么？流不会变化。因此，如果按下衡。电桥平衡后，可用三只电阻算出内阻。7．如果检流计事先没有校零，会不会影响实验结果？为什么？答：所谓电桥平衡，则按下桥路电键，检流计指针位置不变。因此，没校零，不会影响实验结果。
8．电桥桥路中的滑线变阻器和开关能否去掉答：滑线变阻器开始时保护检流计用，接近平衡时为提高灵敏度，阻值可降为零。桥路中开关如果去掉，则电桥严重不平衡时，会损坏检流计，因此不能去掉。1．用电位差计测电压时，发现检流计总往一边偏，调不平衡，试分析可能的原因答：（1）电源电压偏大或偏小（（2）电源极性接反（3）被测电压极性接反（4）被测电压超过量程2．“电位差计的校正”与“调节电位差计主电路的工作电流”之间是怎样的关系？．答：是一回事
3．假若实验室室温不是答：根据室温值算出此时标准电池电势值，差计。
4答：5．电位差计面板上答：不平衡。因为非线性元件的电阻会随外加电压的变化而变化。6．右图中R1、R2线变阻器。
这电路如何测微安表头的内阻的？如何判断电桥已经平衡？
答：如果电桥平衡，则桥路两端电位相等，这时按下桥路电键K1，微安表电
K1发现微安表指针无变化，则说明电桥平UJ31型不在
20?C，如何校正电位差计？UJ31型直流电位差计测右图电路UJ31型电位差计最大能测这电路中A、B两点的电势差超量程了，因此不能测。粗、细、短路”三个按钮的作用是什么？
R3是电阻箱，
,为什么? 5.7-6.4伏范围内）
171mV A是微安表头，R是滑
?再进行校正电位A、B两点的电势差？
、μ
把温度补偿旋钮调到此值，．能否用。
“
答：开始时应该按“粗”，差不多平衡时再按“细”，要让检流计指针很快停下则按“短路”。
6．假如供给UJ31型电位差计的工作电压为7伏，则在校正电位差计的时候会出现什么现象？怎么处理这种现象？
答：题述电压的结果是永远调不平衡。处理办法：调整工作电压，因为UJ31型电位差计的工作电压要求在5.7-6.4伏之间。
7．如果检流计事先没有校零，会不会影响实验结果？
答：不会。因为平衡不平衡，是看按键按下前后检流计指针动还是不动。 1. 示波器观测电信号的三个必要条件是什么？答：（1）被测信号必须加到定的波形，必须调节锯齿波的周期，使满足2.
假设示波器已经观测到了一个稳定的正弦波电信号了，这时将“⊥”位置，则示波器上看到什么形状的图形？答：一条竖直线
3.
假设示波器已经观测到了一个稳定的正弦波电信号了，这时将“x外接”位置，则示波器上看到什么形状的图形？答：一条竖直线
4. 如何用示波器判断被测电信号中是否含有直流成份？答：将Y输入端的转换开关分别拨向度没有变化，则被测信号中没有直流成分。5. 如何用示波器估测电信号的峰峰值与频率？答：电信号的峰峰值就是波形的波峰到波谷上下的格数乘以每格对应的电压值。周期的倒数，周期即为波形相邻的同相位点之间水平格数乘以每格对应的时间。6. 用两只信号发生器分别给示波器的两组偏转板加频率相等的电信号，则出现“利萨如图”，但发现屏上的“利萨如图”时刻转动，为什么？答：因为给示波器两偏转板加的电信号，不能保证其相位差恒定。15．声速
1. 声速实验中，换能器工作频率大致多少？答：40kHz左右
2. 你是如何做声速实验的？答：首先将信号发生器输出率，观察到最大波形，观察示波器波形变化，?，则v?f?可测出。
1．为什么要用模拟法描绘静电场的分布而不用探测器直接描绘静电场的分布？答：实际描绘静电荷周围的电场很困难，电场的分布。
2．你做静电场的描绘实验时，电源是交流电源还是直流电源？
Y偏转板上（2）X偏转板必须加锯齿波（Tx DC和AC，观察两种情况时波形的幅度，如果幅
40kHz的正弦波，调示波器得到波形，再调信号发生器的频f；再调声速测量仪，
因为伸入静电场中的探针上的感应电贺会影响原3）要观测到稳
nTy 转换开关置
转换开关置
频率为
使两换能器的距离慢慢变大，通过隔项逐差法求出波长
? 得到共振频率测出各极大值所对应的接受器的位置，
答：直流电源
3．你认为电压表的内阻是大点好还是小点好？ 答：内阻大点好，误差小
4．静电场模拟同轴电缆电场分布实验中，如果电源电压增加一倍，问等位线的形状是否变化？ 答：形状不变 1．你是如何验证电子束的偏转位移与加速电压成反比的？ 答：作两条DV2~Vd2．电子枪栅极电位与阴极（或灯丝）电位相比，谁高？答：阴极（或灯丝）电位高。3．电子枪加速电极电位与阴极电位相比，谁高？答：电子枪加速电极电位高。4．调整屏幕光点的亮度是调节哪个电极的电位的？答：调节电子枪栅极电位。5．在进行电子束偏转实验的过程中，能否把仪器移动方位，为什么？答：不能，受到地磁场的作用，影响电聚焦和电偏转。
1．如果把励磁电流误通到霍耳元件，会产生怎样的后果？答：烧坏霍耳片
2．为什么在实验中要改变霍耳元件的电流方向、答：（1）霍耳片不可能与螺线管轴垂直 （2）地磁场的影响1．分光计的调整中，如何判断望远镜光轴已经与旋转主轴垂直？答：旋转平台，如果在平行平板正反两面都见到十字叉丝的像与叉丝成对称位置，即表明。
2．什么叫“各半法”？答：分别调载物平台和望远镜，让像各回一半，最终回到对称点的方法。3．分光计转盘上有设计有两个游标的作用是什么答：消除“偏心差”
4．怎样判断望远镜的目镜与物镜的焦平面已经重合？答：从目镜中可以看到清晰的十字叉丝和清晰的十字叉丝像。5．钠光灯在使用中要注意些什么？答：（1）开了不能立即关，关了不能立即开1．显微镜放大倍数的大小对实验结果有影响吗？答：没有影响
2．如果定义中心环为第递增，这样对实验测量有影响吗？10 改变螺线管的电流方向，?（2）工作时不能振动，关机后不能振动 级，再向外一环为 进行多次测量？
级，……,级数依次曲线，看是否重合。
级，再外一环为1112
篇二：大学物理实验教材课后思考题答案
大学物理实验教材课后思考题答案
一、 转动惯量：
1．由于采用了气垫装置，这使得气垫摆摆轮在摆动过程中受到的空气粘滞阻尼力矩降低至最小程度，可以忽略不计。但如果考虑这种阻尼的存在，试问它对气垫摆的摆动（如频率等）有无影响？在摆轮摆动中，阻尼力矩是否保持不变？
答：如果考虑空气粘滞阻尼力矩的存在，气垫摆摆动时频率减小，振幅会变小。（或者说对频率
有影响，对振幅有影响）
在摆轮摆动中，阻尼力矩会越变越小。
2．为什么圆环的内、外径只需单次测量？实验中对转动惯量的测量精度影响最大的是哪些因素？
答：圆环的内、外径相对圆柱的直径大很多，使用相同的测量工具测量时，相对误差较小，故只
需单次测量即可。（对测量结果影响大小）
实验中对转动惯量测量影响最大的因素是周期的测量。（或者阻尼力矩的影响、摆轮是否正常、平稳的摆动、物体摆放位置是否合适、摆轮摆动的角度是否合适等） 3．试总结用气垫摆测量物体转动惯量的方法有什么基本特点？
答：原理清晰、结论简单、设计巧妙、测量方便、最大限度的减小了阻尼力矩。
三、 混沌思考题
1.
有程序（各种语言皆可）、K值的取值范围、图 +5分 有程序没有K值范围和图 +2分
只有K值范围 +1分 有图和K值范围+2分
2.（1）．混沌具有内在的随机性：从确定性非线性系统的演化过程看，它们在混沌区的
行为都表现出随机不确定性。然而这种不确定性不是来源于外部环境的随机因素对系统运动的影响，而是系统自发产生的
（2）．混沌具有分形的性质（3）．混沌具有标度不变性（4）．混沌现象还具有对初始条件的敏感依赖性：对具有内在随机性的混沌系统而言，从两个非常接近的初值出
发的两个轨线在经过长时间演化之后，可能变得相距“足够”远，表现出对初值的极端敏感，即所谓“失之毫厘，谬之千里”。
答对2条以上+1分，否则不给分，只举例的不给分。
四、半导体PN结
（1）用集成运算放大器组成电流一电压变换器测量10?6~10?11A电流，有哪些优点?
答：具有输入阻抗低、电流灵敏度高、温漂小、线性好、设计制作简单、结构牢靠等优点。
（2）本实验在测量PN结温度时，应该注意哪些问题？
答：在记录数据开始和结束时，同时都要记录下干井中温度?，取温度平均值。
（3）在用基本函数进行曲线拟合求经验公式时，如何检验哪一种函数式拟合得最好，或者拟合的经验公式最符合实验规律？
答：运用最小二乘法，将实验数据分别代入线性回归、指数回归、乘幂回归这三种常用的基本函数，然后求出衡量各回归方程好坏的拟合度R2。拟合度最接近于1的函数，拟合得最好。
五、地磁场
（1）磁阻传感器和霍耳传感器在工作原理有什么区别？
答：前者是磁场变化引起材料阻值变化，最终使得电桥外接电压转变为对应的输出电压；后者是磁场变化引起流经材料内部的载流子发生偏转而产生电压。
（2）为何坡莫合金磁阻传感器遇到较强磁场时，其灵敏度会降低？用什么方法来恢复其原来的灵敏度？
答：传感器遇到强磁场感应时，对应的磁阻材料将产生磁畴饱和现象，外加磁场很难改变磁阻材料的阻值，所以传感器灵敏度会降低。方法是：在硅片上设计两条铝制电流带，一条是置位与复位带，该传感器遇到强磁场感应时，将产生磁畴饱和现象，可用此来置位或复位极性；另一条是偏置磁场带，用于产生一个偏置磁场，补偿环境磁场中的弱磁场部分(当外加磁场较弱时，磁阻相对变化值与磁感应强度成平方关系)，使磁阻传感器输出显示线性关系。（或者按复位键）
六、牛顿环
1． 利用透射光观测牛顿环与用反射光观测会有什么区别?
答：干涉条纹明暗互补，即，在透射方向观察因不存在半波损失，仍会观察到亮暗相间的同心圆环干涉条纹，但亮暗正好与在反射方向观察互补！
2． 测量暗环直径时，叉丝交点没有通过环心，因而测量的是弦而非直径，对实验结果是否有
影响?为什么? 答：
2
rk2?lk??2 222rm?rn2?lm?ln
条纹间距 ?r?(k?1)R?kR
?R(k?1?k)
1
?R?
k?1?k
k??r?随着环数增加，条纹越密所以
所以，没有影响，圆环直径的平方差等于对应的弦的平方差。
为什么由平凸透镜和平板玻璃形成的牛顿环离中心越远，条纹越密? 答：第k级暗环的半径 r?kR?
k
七、麦克尔逊干涉仪
1.测He-Ne激光波长时，微调手轮始终只能朝一个方向转动，为什么？ 答：防止引入空程差。
2.为什么M1与M2必须完全平行时，才能见到一组同心的圆形干涉条纹？如果M1与M2不平行，将出现什么样的干涉条纹？
??
答：当M1和M2′平行，设M1和M2′距离为d，面光源上某点发出的光线以相同的入射角i入射，经反射后，相干光1、2的光程差??2dcosi。由上式可知，当d一定时，光程差仅与入射角有关，即具有同一入射角i的光束所形成的是光程差相同的同级条纹。在整个干涉区域内，不同倾角的光束可形成以E为圆心的一组明暗相间的同心圆环。
当M1、M2′不再平行而是有微小夹角?、且M1和M2′之间形成的楔形空气层较薄时，会形成等厚干涉条纹。如果入射角?很小，光束近于垂直入射时，cos?=1-?/2 ，故
2
2
2d(1??=2d?d?2,在 M、M′相交处，d=0，光程差为0 ，出现中央直条纹；而在两镜Δ=12
面交线附近，d?2远比?要小，故可忽略，则Δ的变化主要取决于厚度d的变化。所以，在楔形空气层上厚度相同的地方，光程差也相同，将出现一组平行于两镜面交线的直线，这就是等厚干涉条纹；当厚度d变大时，d?2可以与?比较，此时Δ既决定于d又与?有关，这时得到的干涉条纹将随角?的增大逐渐发生弯曲，凸向两镜交线，此时已不再是等厚干涉条纹。 3.对定域干涉和非定域干涉观察方法有何不同？
答：非定域干涉在光场中任何位置都可看到干涉条纹，定域干涉只能在某些特定的区域（无穷远或透镜焦平面处）观察到干涉条纹。
4．点光源照射时看到的干涉图与牛顿环实验中看到的干涉图从现象上看有什么共同之处？从本质上看有什么共同之处、有什么不同之处？
答：从现象上看都是同心圆环状的干涉条纹，内疏外密。
从本质上看都是分振幅法产生的干涉图像，迈克尔是等倾干涉，级次内高外低；牛顿环是等厚干涉，级次内低外高。
5．测量石英晶片厚度时，为什么必须用白光而不用单色光？白光干涉条纹在没有补偿板的情况下能否调出来？
答：白光相干长度特别小，只有当光程差几乎为零时才发生干涉，加入石英晶片后光路2的光程改变了，只有光路2的长度改变使光程差再次相等时才能再次出现干涉条纹。如果用其他光，比如激光，由于激光的相干长度较大，即使光程差不相等，光程差不为零，也能出现干涉条纹，公式4.16.8中的d就不准确，不能用来计算晶片厚度。
从光的单色性和相干性（相干长度）好坏考虑。Na光和He—Ne激光单色性好，相干长度较大，没有补偿板P2，移动M1，加大M1和M2/间的距离仍能产生干涉，干涉条纹不会重叠，仍可观察。但白光单色性差，分出的两束光只有在δ≈0时，才能看到彩色干涉条纹，在δ稍大时，不同波长的干涉条纹会互相重叠，使光强趋于均匀，彩色干涉条纹会消失。不能调出来。
6．空气折射率与压强有关，真空时的折射率为1，标准大气压时空气折射率为n，请提出设计方案，用迈克尔孙干涉仪测量空气折射率。 答： 实验原理：
从光源S发出的一束光，在分束镜G的半反射面上被分成反射光束1和透射光束2。光束1从G反射出后投向M1镜，反射回来再穿过G；光束2投向M2镜，经M2镜反射回来再通过G膜面上反射。于是，反射光束1与透射光束2在空间相遇，发生干涉。
MM2
图1 迈克尔逊干涉仪光路示意图
由图1可知，迈克尔逊干涉仪中，当光束垂直入射至M1、M2镜时，两束光的光程差?为
??2(n1L1?n2L2) （1）
式中，n1和n2分别是路程L1、L2上介质的折射率。 设单色光在真空中的波长为?，当
??K?,K?0, 1, 2, 3, ? （2）
时干涉相长，相应地在接收屏中心的总光强为极大。由式（1）知，两束相干光的光程差不但与几何路程有关，还与路程上介质的折射率有关。
当L1支路上介质折射率改变?n1时，因光程的相应改变而引起的干涉条纹的变化数为N。由（1）式和（2）式可知
?n1?
N?
（3） 2L1
例如：取??633.0nm和L1?100mm，若条纹变化N?10，则可以测得?n?0.0003。可见，测出接收屏上某一处干涉条纹的变化数N，就能测出光路中折射率的微小变化。
正常状态（t?150C,P?1.01325?105Pa）下，空气对在真空中波长为633.0nm的光的折
?4
射率n?1.00027652，它与真空折射率之差为(n?1)?2.765?10。用一般方法不易测出这个
折射率差，而用干涉法能很方便地测量，且准确度高。 实验装置
江 苏 大 学 试 题
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