物理实验答案

２.模拟法用测绘电场

静

【预思考习题】

1用．电流模拟静电场场的理论依是据什么模拟的？件是什么条？

用

电流模拟场电静的场理依据是：对论恒稳而场，言微方程分边界及件唯一地决定了场的结条或构布，分若两种满足场同相的微分方及程界边条件，则们它结构也的必相同，然静场电与拟模域区的稳恒内流电具场有形式相同微的方分程，只要使他满们足式形同的边界条相，件则者必两定有同相场的结。模构拟的件是：稳条电流场恒中电极形的状与应模被拟静的场电的中带电几何体形状相；同恒电稳场流的导电中质是介良不体且电导导率布均分匀，满并足极σ>>σ以介保证电流场中的极（良导电）体表面也的近是似个一势面等；模所用拟极系统电与模被拟电极统的边界条系相同。件

2．

等线和电势线之间有场何关系？

势等和线电场处线处互相直垂。

．3在绘测场时，导电电微晶边处的界电流是如何流的动？此处的场线电等和线势边界有与么什系关？它们被对测的电场绘什么有影响

在测？绘场时，导电电晶边微处的电界流0为此处。电的场垂直线边于，而等界势线行平边界。这于致导被测绘电的场近边界在受边界处形状影产生响变形不，能现出电场在表无空限中间分布特性的。

【析分讨题论

】

1．如电果源压增电一倍大等，势线电和线的形状是场发否变生化？场强度电电和势分布否是生发化变？什么？

如果为源电电压大一倍，增等线和势电场的线状形没有发生化变，电场但强增度，电强的分布势为更密。因集边为界条件导电介和质没都有变，化所电以的空间分布场状就形不变化会等，线势电和场线形状的就也不会发变化生，但两电极的间势电增差，大等线的势分就布为密集，相应更电场强度就的增加会

。2．在

测长直绘轴圆柱面同电的场时什么因，会使素势线偏离圆等？形

测绘长直同圆柱面轴的场时测到的等势线电偏圆离形，可的原能有：电因极形状偏圆形，离导介电分质布均不匀，测时量偶的误然差等等。

．3从长对同轴圆直柱面等的势的线量分析定，看得测等的线势半和径理值相比是偏大还论是偏？小有些哪可能的因原导致这的结样？

果⑴

大，可偏能原因有极直径测电偏大量外环，电极面有表化氧层生附产加电，电压标阻示器显件偏示大；等⑵偏小可，能因有电原极直径量测偏小中，心极电面有表化氧产层生加电阻附电压，标器示显示件小等偏。

３分.计【光预思考题】习

1.分 计由光哪几分部组成各部分的，用作什是么？

答：分光计平行光由管、远镜、望载台物读和数装置部分组成四

。

（1

）平光行管来提供平用行入光。

射

() 望远2镜来用察观和定确束光行的方进向

(。3)载物 用来台置光放学元件。

(4 )数读装置来测量用望镜转动远的度。角

2

调.望远节镜轴垂直于仪光中器心的标轴是什么志？

答：过通镜观察到目面双正镜反两反射面来回的+“字”像与分都划上“板 形”叉丝上的字十合重

。

. 3“”字像+狭、像不缝清分晰别何调如？整

答：

1（）“”字像不+清说明晰分板划有位于物镜没的焦面平，上应松开镜紧目螺锁钉前，后缩伸叉丝划分套板，筒使“”+像清晰字做到当并眼睛右左动时移“，”字像+与丝分划叉板相无移对动然后，紧锁目紧锁镜钉螺。

（2）狭像不清晰说明狭缝没有位于缝行平管准光透直的焦平镜上面应，开松狭紧锁缝螺，钉后前缩狭缝伸筒套当在，已调无穷远的焦远镜望镜中目清地晰看边缘到利的锐狭缝时像然，锁后紧缝紧狭锁螺。钉

【分讨析论题】

1. 通过当目镜察到双观面镜反正面反射回来的两“”字+像处“于” 形叉丝上的十字上下对位置时称，明望远说镜和物载台部分哪调好？ 当没过通目镜察到观双面正镜两面反反回射来的+”“字像处于叉丝分划板一水平同位置时说明，远望镜和物载台哪部分调没好？怎样应调？节

答（1）：通当目镜过观到察双镜面正反面反射回两的来+“字”处于“像”形 叉的丝上十字下上对称置时，说明位物载台调没好，远望镜已水。平调载应台下物平螺调钉或b，c双面使正反镜面反射回来两的+“”字都与像分板划“上” 形丝的上十字重叉。合

（

2）当过通目观镜察双到镜正反面面反两回射的“来+”像字于处叉分划丝板同水一位平时，置说望明镜不水平远，面镜镜面双线法水平已应调节望。远镜角螺钉，使倾双镜面反两面正反射回来的“”+字都像与分划板上 “”形叉的丝十上字合重。

2.

如 用何射法（反束平一行光三由棱的镜顶角射入在，两光面上分成两束学行光）平测棱三镜的角顶

？

解如：所图示，平由光行射出管平的行束照射在光棱镜顶三角，分别射上向棱镜的三个光两面学AB和AC，分并被反别。射由射 反射法光路反图

定律和何几关系可明证射反光1线、2夹角 的棱镜顶角 与关系 为

先望使镜接远收线光1记下两，角个标游读数的和 ，然 ，再转后动望远使望镜镜远收光接2，线下记两个标读数 和 ，角两次读相减即得数

４.灵　电流敏计性研究特

【预习

思考题】

1 . 叙 电述常流的物理数义。为什意么用使灵电敏计流作定测量时量需定电测流数？常

答：

敏电灵计流的流常数电（度分值）是，由

灵敏电计本身结流构决定的一个常，数表“示光指针每偏”单位转度（长处为此一最小分个度所）的需电，流位单A/是ivd.

因测为定电出流数常才知道最能小分代度多少电表流这，样以可根据针偏指的转数格确定电值流。

2

. 本 实采验用两分次电压（路见参图.1-5）的6的目什么？是

答

由于：敏电灵计只能通过流极电小，因此流实验电路，采两次用压分电路以得获敏灵流计电许允的低压。

电

3 . 灵电流计敏普与电通流计的构有造何不？同明其灵说敏高度的因。

原答：电流

数的常数倒为称灵敏流计电电的流敏度灵

了为提高灵电流计敏的灵度，灵敏敏流电计与通电普计的构造流同，其不读系统数用采多次反射学光系（统在光路即增中加反射镜），相当这于大增了式的 中值，且结构也而因此不庞大而。

【析分讨题论】

1.

推证“ 偏半”法测内的阻原理。

答：参

见5图.-16当，R 2=0 “，指光针偏转”格为数0d,即

当2=R2R，′“光针”偏转格指数d0为2/半偏），（此

时所， 以Rg，=2R′

2. 说 明力M磁、矩M弹、M阻生的原产以及它们因线圈的对用。作

：线答圈的竖直边两在所处磁的磁感场强应大度小等、相方向始终线在本圈的身面内，平从而们它到受安的力大小相等培、向方终与始圈平面垂直线这，一力产对生的力矩即为磁 。圈线转使偏悬得发生扭转而丝产反生方的弹性恢向复力矩 。M和磁M弹定了决线圈最到后达平衡的位。线圈在置转时，动还受到要磁电尼力阻矩的 作用电，磁尼力阻矩的小决定大线圈的动运性。

特

3. 阻尼关的作用开什么？简述是工其原作理

。

答：尼阻关的作用开是使圈处于欠阻尼状线态在下0“”附点近动时，振当光指针“”经过零时点按此下开关光标就会停，在零，点这大大就便方我们了的节。调

其工作理原要是利用过阻尼主态状，当R即外较（小较P大），时磁阻电尼矩力阻M大，此较时圈将线缓地慢向平趋衡置。

4位. 试分析本 实验主要的差来源，误。

答：造实成误验差原因的以有下几。(处1 电)流中计g I与光移动斑离x不距正比成2； )流计灵敏电阈过大,造 成示不灵敏指(电当阻箱数变值化R2 不够大时Δ, 观不到电流计察的电变流化Δ。因为IΔ由R2 引的起转偏数格化变Δd, 一 定大要于.1 格0, 否人眼则难分很出d辨是否有 化变；()) 可3变阻电2 不准；R(4) 电电源不稳压；5( )特表伏数不读准

。５

. 用斯惠电桥通测阻电的度温系

数

【习思预题考】

. 电1的桥平与衡作工流I电的小大有关？吗为什么

？答

电桥：平衡与的工作

电流I的大小关无电。桥通后，一般接在路桥上应有流电流，过流检的指针会发生偏转计适当调节。R1R2、Rs、值的，使流检计中的电流Ig于等零，指应指在针零位，这电时达到了桥衡。电平达桥平到衡应后足满：

1II2= I=Ix s UA =UABD UBCU=CD

即

则 —电桥的平衡—件条

由电的桥衡平条件知，可桥电的平衡与作工流电I的大小关。无

2

在.调比节较臂电阻s使R桥平电衡过的中程若电，流计邻相次两偏方转向相或相同反，说明各什问么题下一步？应该怎样节调s，R能才快使尽电平桥衡？

答

电桥：面板右方上为次依差1相倍0四个读数盘，联的合用，共同使示比较表电阻臂Rs的。在值节比较调臂阻电R，s电桥使平衡的过程，若电中计相流邻两偏次方转向相同，指针且摆的幅小减摆或速慢减说，明读该数盘整调的向方正，确下步一应续继沿这个向方整该盘；调电流计若相两次邻转偏向方相反，明说读数该数盘值调了，过要需回倒一，然挡调整后小10倍的另减一数读。这盘样次调整，依至直电达到桥平。衡

分析讨论题】【

. 1若电内桥所用电干已池使用很，你久为会影响认测的准确度量？吗什么为？

答：若

桥电所内用干电已使池用久，会很影测量的响准确度电桥。灵的敏度程接影直响了测结果量准确度。的桥的电敏灵度愈，测量高差愈小误。提电桥灵高度敏减小是量误测差一的重个方要法。电桥在偏平衡离，时用基应尔夫霍律，可以定推导出电桥灵敏度

为

其

ε为中源电动势。电由式上以可看出桥电灵度敏和源电动电势大小有的，干关电池用久使，了电源动电势小，会减低电降桥灵的度，影敏测量结响的准确果。度

2.Q 2J型电桥中3钮按B“和”“”G的作是用么？应什按样的顺怎序操作？什么？为

答：Q

J23电桥型板的右下方面，处和GB是个两钮开按，分别关制电控回源路和流计检路回测。量B时、开关应采用G接法。点接通路电时应，先下按B再，G按；断开时，断G先再断B。按这，的样序操顺作是为了保护检，流，计以在电源免通和接断开时产较大生感应的流电而，成造流计检损坏的。

.预习思６考题１.光电池在

工作时什么要处为零偏于或反偏

光硅池负电载零为，短路电时在流相当大的范围由与光度照成性关系线而开；路电压与照光的关系，度显非性。因此，由实线验，负知电载愈阻小光电，与照流度间线之关系性好愈且。性范围宽线。光率计中的功内部电路，须达到在测待量光度的照范内，围其效电等大阻达到小定小的要求。规

.２电池对光射入的光长波何有求要

光子能量公式=Ehv

中，一般率高频的量比较大，所能以以在金能板上打出电属的前子下提，波长短越越的好 。分析讨论

题．２单个光当电外池负加载，其两时产生端光伏的压电为不何会过0.7超伏？

当单个光电池生出产后来的电它势动就定确，了且而光电的池阻内较大，加当负后内阻上会载分有压，以所外压电小会于电动势（可近认似为不是负加载时电压表所测用压）电，负当载加增电即流加时，内增压电增加而外电（即压负载加电池两时电压端）小减这，是光电池的特点由定决的如果。池的内电很小阻负载变化时外则压的电变化较就小

３如.获何得出输电高、大电流输压出的光电池

需要高电时压将应电光串池使用；联 需大要电时应将光流池电联使并用７

.　热导和对流传率热数的测量系

　【预习思　考】题

1．导热的率理物意义是么？对流什热系传是数什？

么

热导的率理物义意：为当距相位长单的度两个平平行间的温面度相一个单差时，在单位时间内通位单位面积过所传的热量。导流对传系数热在是对流传条热下件单，位时间经内对流方式表面从S传的热出与量温度T差－T1和2面表S的积例。比

2．如果

本实用验置测定良装导的热体导率样品的形，应状有何改变为？什？么

若要量测良体样导，则品品需样做截成积面比较小而传方热上的长向较大度细长形的状因。为良体的导导热能好性，品只样有做的较比长能在其才两产生比端明显、易于较测的温量，差而做的比较是为细尽可了减小侧面能热的影散。响

3．式（5.用3-6或式（5.3）-14测热导）率要求哪实些条件，验在实验中何如证保？

需要电热的冷端偶持保度恒定，实验温中用冰采水混物合保证热电偶来冷端的持0℃；需保要尽可能减小品样侧散面的热影响，因此将品做成样薄盘圆状；要样品需的上、下表各自面温度均匀易且测量于，实验加中盘热和热盘散为金均盘且属各与自样品的、上表下面分密切别触接；需易于散热要实，中验采风扇对用热散盘吹来风证；等保等

。

【分析讨论】题

1．为么能什将数电压字的表示值当作温度直接代值入（式5.36-）式（或.3514）-中计算热导κ？率

因

热为偶冷电端温为0℃，所以通过度电偶测得的电热压 。以有 ，所而这是就式（53-.）6所中含包的部和温全相关的度项由此可见。可将以数字电表的电压示压当值作温度直值代接式（入.536-）中进计行。算

．对环境温2 的度量为什么要在实验测最后的步一而是不在较前靠的步进骤？行

理上论对环温度是境先量测是还测量后是一样都的，是但实从际情况析还是后分测比量较确准这，是从减小实验误

差的度考虑角的。验进实行，由于还前有进行实验没实验过，程中的散也热没有影响因而实，前的环境验度温与实后验相比必然有一定度的偏程。而实低中验散对过程热测的量是实在靠验的步后进行的，骤此时验过实程中的热必散然已经使环温度境有一程度的变定化因此最后测，环量温度，测得境的果更结近散接热过程测量所的环需境度。因此，温对环温度的测量放在境实了验最后的步一行进。

８.预习

考题

１.思什么是同步

用?？Y信轴频率号控制扫描去生发的器频率使，号频信率准地等确于扫频率描或成数倍，该整电路的制作用，控称为同步。

２在观.察萨李图形如，能否时示用器波的“同步将”稳其下来？如果定不，那是为什能么？

能，因为不观察萨李如图形时作工X在-方Y下，内式部齿锯扫波信号被切断，描路信号两都是从外输入部，示波器而的同步”“是调节部锯内波扫描信号的齿所以，“同步对”李如萨形图有没响影

。.如３果被观测图形不的定，稳现向左移或向右出的移因原什是？如何使之稳定么？

由形波示显理知原：因原其是扫电描压周的期被与信测的周期不号等或相成不数倍，以整每致次描扫开始波形时曲上的线点均起一样所造成的。不想使要显示屏上的形稳定，图须必使描扫压电的期周与测被号的周期之间满信足x/TTy=n（n＝，12，3，），…是屏上显n完示整波的个数。

分析讨形论题

1．光荧屏上无点出光，现有哪可能的原些因？样怎调才节能使光出点现？可

能的原因有电源没：有打、亮度开小太或没有、光点位置偏离了显示的。屏首检先查电源开是否关打开，（看源电示指是否亮）灯后然将亮度旋调至钮较，（大顺时方针调节）向将Ｘ轴Ｙ轴、入输接端，调地节水平移和位直竖移位直，亮至出现点显在屏示上。２

.被若信测号度幅太（在大不起引器损仪坏前的提）下则，示波器在看到上什么图形?想完要地整显示形，图如何调应？

若被节测信幅号太大度时到的是看完整的波形不。想要完地整显图示形，将应波示的VOl器TS/DV垂直输I灵敏入选度择关开据根测信号被的电压幅度，择选当适的级以档观利察，3

．示器能波否用测量来直流压？电如果测，能应何如进行？

能。测量直流要压，电用所波器示Y的道应采通直用耦流合式方（如果波器的示下频率限不是，则不0用于测量直能流电）。压行进量测，必前校准示须波器的Y轴敏灵度，并将微调旋其旋至“钮校”位置。

准

测方法：将量垂输直入合耦选开关置择“⊥于，采用自”触动发扫描，荧光屏使显上示一条描基扫线然，后据被测电压根性极调，节垂位移直钮旋

，使扫基描线于某特定基处准位置（作０电压V线；）输将耦入合选择开置关“于D”C位置将被；信测经号衰探头（或直减接接入示）波Y器轴入输端，然再调后节轴灵Y度敏（Vc/）开关，m使描线有扫大的较移偏。设量荧屏显示光直电压的坐流刻标度为（Hmc，仪器的）轴Y敏度所指灵级档S为Y(V/m)，c轴探头衰减Y数K，系被则测流电压直值为　　XUH=(c)mS·Y(/Vmc·)K。

９.

电光效测定应普朗克量

常【预思习考】题

．1般来说，一电光管阳的和阴极极的料材同，不们的逸它功也不出同，且阴而极逸的出总是功小阳极的逸出于，功因此它之们间接触电势的差在-K空A形成间的一是反个阻挡向电，场试量定说明触电接差对势电管光伏曲安线影响的？

：接答电触差势光电管伏安使曲线向平右。移

．什2么遏是止势差电c？U响影止遏电势确差的定主要因有哪素些在实？中验何如精较确确定地遏电止差？势答：

在极阴电光效中，当光电管两应端加上向反电时压阴,光电流极迅速减,小直但反电压到到某个U达时c极阴电流才光零为 Uc,称为极光电流阴遏止势差。影电响阴光极电流止遏电势差确的主要因定素二：1.当光照有到阴极射时，必然有分部光反射漫至极阳至使阳，产极光生电应并发射光电效，这子些电子很光到易阳达极形而成阳光电流极2；当.光管无任电光何照，时外在加电压作用下会有微仍弱电流流，我过们之称光为电管暗的电。在流实中验较精地确确定阴极电流光止电势差遏方的法：是拐法

点3如何由．光电应效测出朗克常量普h？答

由：验实得遏到电止差势Uc和照光射频率 的的直关系，由线线斜率可求直出h

分【析讨论】题

．1根据止电遏势U差c与入射光频率 的关曲线系请，致大定阴确极料材逸功出与阳材料极出逸之功间差的？值

：答

2 在用光．效应电测普朗定克量常实验中有的些误差哪源来在实验中？是何如减误小差的？有你何建议

？答在：光用电效应测普朗定克常量实验中的误差来源主要的自来色光单够不严以格阴极光电流的遏及止电势的差定确而影，响极阴电流遏光电势止差定的主确因素要有电光管阳极光电流和光电流的的暗流电。在实中主要通过验分析阳极电流和暗电光的特流点(极阳光流在电反区域向乎呈饱几和状态而,电暗流很小且电流,电随线压变性化，它均们对极光电流阴在Uc著拐显弯性的无质影响，在实)验中过对实际通电流光定,测到曲找线点的方拐来精确法地求Uc的得。

单色光的获得尽

能可精用较度高的单仪色获,得而用不色滤()片的法获得方此外应尽量；小反减射阳极到散的光射适当，高提电光管真空度以及二的电之极间

的距离，以减暗电流小大小的

。3作．比较为，试交用法确定点遏电止势差c，并U由此利用作图求出法朗普克量h常，讨论种两方法的点优及以误差因。素答

交点法：交点易：找，也能较精比确定，确由但于电暗与电压流大小有关；阳光极电流的和饱流与光电强有关，由交故法点定确的遏电势差止cU，再不仅与光仅波的长关有,而也将与且的光强光及反向以压电的大小关有由,误此很大差也,以难分析加以剔于。除

拐点：确定法的遏止电差Uc势，仅仅与的光波长关,而有与光的光以强反向及电压的大小无关，缺点是点的拐定不易确,一定有误的。差