大物试验预习题与思考题答案周岚版

1、实验七单摆设计【思考题】1用秒表手动测量单摆周期时，从测量技巧上来考虑，应注意哪 些方面 才能使周期测得更准确些？答：(1)注意定点观察，在摆线通过平衡位置时开、停秒表。(2) 适当增加单摆振动次数，及重复测量。2. 在室内天棚上挂一单摆，摆长很长无法用尺直接测岀来，请设 计用简单的工具和方法测量其摆长。答：测出单摆振动的周期T,查出本地重力加速度g,即可通过T=2二1计算岀摆长I。Yg实验八用直流电桥测量电阻【预习题】1怎样消除比例臂两只电阻不准确相等所造成的系统误差？答:可以交换R。和Rx,进行换臂测量，这样最终Rx rRoRo,就与比 例臂没有关系了。【思考题】1改变电源极性对测量结果有

2、什么影响？答：在调节检流计平衡时，改变极性对未知电阻的测量没有 影响。 测量电桥灵敏度时，改变电源极性会改变指针偏转方向，但对偏转格数 没有影响。总之，改变电源极性对测量结果没有影 响。2. 影响单臂电桥测量误差的因素有哪些？答：(1)电桥灵敏度的限制，(2)电阻箱各旋钮读数的准确度等 级(3)电阻箱各旋钮的残余电阻(接触电阻)实验九液体粘滞系数的测定【预习题】1. 在一定的液体中，若减小小球直径，它下落的收尾速度怎样变 化? 减小小球密度呢？答：在一定的液体中，小球下落的收尾速度与小球的质量和小球最大截面积有关。v 收尾=K Jnni=K、V收尾一.=；rr2从上，得小球的收尾速度与小球半径

3、和密度的平方根成正比， 其中K为比例系数。2试分析实验中造成误差的主要原因是什么？若要减小实验误差，应对实 验中哪些量的测量方法进行改进？答：在实验中，小球的半径r和下落速度v收尾是对粘滞系数测 量 误差影响最大的两个因素。（1）小球直径的测量：因为该量的绝对量值较小，如测量仪 器选 用不当或测量方法不当都会造成测量的相对误差较大。应选用 规则的小球，小球直径尽量小些。测量仪器的精度要较高。如选用 螺旋 测微器，读数显微镜。G勸v收尾的测量：v收尾的测量又决定于测量距离S和t这两个量 尾的测量。在可能的条件下，增加s的量值是很重要的（即提高了本身测量 精度，又提高了 t的测量精度）；在t的测量

4、中，秒表的启动和停止的判 断果断，直接影响测量结果，实验前可进行训练。当然 改进测量方法，如 用光电计时装置，可提高t的测量的准确度。（3）温度对液体的粘滞系数的影响极大，故在用一组小球测 量液体 粘滞系数时，在第一个小球下落前要测量一次液体温度，最后一个小球下 落后又要测量一次液体温度，取其平均值为液体粘滞系数测量时的温度。 【思考题】1 什么是粘滞阻力？答：液体流动时，流速层间的内摩擦力f与摩擦面积S、速度梯度学成正比：f二S史或f = S 土，比例糸釵称为祐师糸釵。dr单位为帕斯卡秒，用PaS表示。2. 什么是收尾速度？答：做直线运动的物体所受合外力为时所具有的速度。在 这一时刻后物体将

5、以“收尾速度”作匀速直线运动。3. 在实验中如何确定A、B两标线？答：确定小球下落时合适的计时点（A点）十分必要，可根据小球由液面从静止状态开始下落的运动方程：mg ToVg f二ma来进行分析讨论。式中：浮力为:?oVg （ , -o为液体的密度；V为小球的体 积）、粘滞阻力为f。导岀小球由液面从静止状态开始下落到合外力为“0”时的这距离h的计算公式：r4 专 pr=1.1 1 104 2 （1 -）PP为小球的密度，p/为液体的密度，为液体粘滞系数（可进行粗 测，也可通过查表得到）。一般地计时起点的的位置（A点）在液面下方 5cm就能实现小球匀速下落。至于下标线B点的位置在保证离容器底部

6、有一定距离情况下尽可能增大S的距离。实验十模拟法描绘静电场【预习题】1. 用二维稳恒电流场模拟静电场，对实验条件有哪些要求？答：（1）稳恒场中电极形状与被模拟的静电场的带电体几何形状相 同。（2）稳恒场中的导电介质应是不良导体且电阻率分布均匀，电流场中的电极（良导体）的表面也近似是一个等位面。（3）模拟所用电极系统与被模拟电极系统的边界条件相同。2. 等势线与电场线之间有何关系？答：等势线与电场线处处正交。3. 如果电源电压增加一倍，等势线和电场线的形状是否变化？电场强度和电势分布是否变化？为什么？答：电源电压增加一倍，等势线和电场线的形状不变，但原先电势为L的等势线变为电势为2U勺等势线。根

7、据（10-9）、（ 10-10） 可知，电场强度和电势分布变化：当r不变时，Ur-2Ur, Er2Ero【思考 题】1. 出现下列情况之一时，用我们实验中所用装置画出的等位面和电力线形状有无变化？（1）电源电压提高一倍；(2) 导电纸上的导电材料的导电率相同但厚度不同；(3) 电压表读数有比实际值大10%勺系统性误差；(4) 电极边缘和导电纸接触不良；(5) 测量时电源电压不稳定，在缓慢增加。答：等势面和电场线形状变化情况为：(1) 形状不变，但根据(10-9)可知，原先电势为U啲等势线 变为电势为2Ur的等势线。(2) 形状不变，根据(10-9 )、(10-10)可知，Ur、Er与厚度 t无

8、关。(3) 形状不变，但根据(10-9)可知，所测电势为U啲 等势线 实为电势为的等势线。11(4) 形状有变化，接触不好导致电极的有效形状不再是圆形 或圆环形。(5) 形状有变化，对于同一电势来说，后测量的点所测岀的 等势线电势半径将逐渐减小。2 怎样由测得的等位线描绘电力线？电力线 的疏密和方向如何确定？将极间电压的正负 交换一下，实验得到的等位线会有变化吗？答：见图所示。电场线的疏密由等 势线的疏密确定，等势线密的地方电场 线也密。电场线的方向由正电位指向负 电位。如果将极间电压正负极交换一 下，得到的等势线将会发生变化。原来 电势高的等势线将变成电势低的等势 线，相反原 来电势低的等势

9、线将变成电势高的等势 线。实验十液体表面张力系数的测定【预习题】 1如何装配及使用焦利氏秤？答：(1)安装好弹簧，小镜及玻璃管并初步调好他们之间的相互位 置后，调正三足底座上的底脚螺丝，使立管处于铅直状态。此时，小镜在 玻璃管内与玻璃管内壁应不触碰。(2)调节旋钮时要平稳，视线平视，做到“三线对齐”。【思考 题】1为什么在拉液膜的过程中始终保持“三线合一”？答：普通弹簧秤是上端固定，加负载后向下伸长，而焦利氏秤是控 制弹簧的下端的位置不变，加负载后，弹簧伸长，调节旋 钮，使“三线合 一”保证了下端位置不变，相当于弹簧向上拉伸，由标尺和游标确定弹簧 伸长量。2测金属丝框的宽度L时应测它的内宽还是

10、外宽？为什么？答：应测外宽，因为表面张力与液膜周界成正比，而金属丝框 形成的液膜其周界为外侧宽度。3若空立管不垂直，对测量有什么影响？试做定性分析。答：女口图 所示0(1)中 空 立 柱 垂 直 时设弹簧在受垂直力mg时伸长量为科，受水的表面张力时的也12 伸长量为詔2(2 )中空立柱不垂直时(与垂直方向有夹角0):0讪弹簧在受垂直力mg寸伸长量仍为耳，但中空立柱的伸长量则为也二 cos廿受水的表面张力时的伸长量仍为崩厂但相应的中空立柱的Io1o伸长量则为2 =cosB垂直时K. : l2 2L 2L Alimg J22L不垂直时mgr : h=3=2Lmg_AI. COS 日LCOST2L=

11、mg _2L百从三角形的几何关系可知：所以二:r o故对测量结果无影响。实验十三拉伸法测金属丝的扬氏弹性摸量【预习题】1 如何根据几何光学的原理来调节望远镜、光杠杆和标尺之间的位置 关系？如何调节望远镜？答：（1）根据光的反射定律分两步调节望远镜、光杠杆和标 尺之 间的位置关系。第一步：调节来自标尺的入射光线和经光杠 杆镜面的反 射光线所构成的平面大致水平。具体做法如下：用目测法调节望远镜 和光杠杆大致等高。用目测法调节望远镜下的高低调节螺钉，使望远 镜大致水平；调节光杠杆镜面的仰俯使光杠杆镜面大致铅直；调节标尺 的位置，使其大致铅直；调节望远镜上方的瞄准系统使望远镜的光轴垂 直光杠杆镜面。第

12、二步：调节入射角（来自标尺的入射光线与光杠杆镜 面法线间的夹角）和反射角（经光杠杆镜面反射进入望远镜的反射光与 光杠杆镜面 法线间的夹角）大致相等。具体做法如下：沿望远镜筒方向 观察光杠杆镜面，在镜面中若看到标尺的像和观察者的眼睛，则入射角 与反射角大致相等。如果看不到标尺的像和观察者的眼睛，可 微调望远 镜标尺组的左右位置，使来自标尺的入射光线经光杠杆 镜面反射后，其 反射光线能射入望远镜内。（2）望远镜的调节：首先调节目镜看清十字叉丝，然后物镜对 标尺 的像（光杠杆面镜后面2D处）调焦，直至在目镜中看到标尺 清晰的像。2. 在確码盘上加载时为什么采用正反向测量取平均值的办法？答：因 为金属

13、丝弹性形变有滞后效应，从而带来系统误差。【思考题】1光杠杆有什么优点？怎样提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏 度？ 答：（1）直观、简便、精度高。（2）因为丄亠,即上，所以要提高光杠杆测量微b2D ALb 小长度变化的灵敏度一，应尽可能减小光杠杆长度b （光杠杆后AL 支点到两个前支点连线的垂直距离），或适当增大D （光杠杆小镜 子到 标尺的距离为D）。2.如果实验中操作无误，得到的数据前一两个偏大，这可能是什么原 因，如何避免？答：可能是因为金属丝有弯曲。避免的方法是先加一两个发 码将金 属丝的弯曲拉直。3如何避免测量过程中标尺读数超岀望远镜范围？答：开始实验时，应调节标尺的高低，使标尺的下端大致与望远镜 光轴等高，这样未加舷码时从望远镜当中看到的标尺读数接近标尺的下 端，逐渐加舷码的过程中看到标尺读数向上端变化。这样就避免了测量 过程中标尺读数超岀望远镜范围。实验十四冰的熔解热的测定【思考题】1设计一实验，通过实验的方法测定量热器的水当量。答：用混合法，将质量分别为mb、m2,温度分别为鮎、t?的两 份水放入量热器里混合，热平衡方程式c （miW-w） （ti-T）二crw （T七），式中W =