大学物理实验复习思考题大部分答案

《大学物理实验B 》复习思考题

第一章 误差、不确定度和数据处理的基本知识

1、 误差的概念，误差的分类。

物理实验离不开对物理量的测量，测量有直接的，也有间接的。由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异，这种差异就是测量误差。

误差分为：

（一）系统误差包含：仪器误差、仪器零位误差、理论和方法误差、环境误差和人为误差等。

（二）过失误差

过失误差，指实验者使用仪器的方法不正确，实验方法不合理，粗心大意，过度疲劳，读错、记错数据等引起的误差。只要实验者采取严肃认真的态度，就可以消除这种误差。

（三）偶然误差（又叫随机误差）

2、 测量不确定度的概念是什么？如何对测量不确定度进行评定？怎样对测量结果进

行报道？

)1()()(12--===∑=n n x x n S S x u n

i i x

x A

C x u B 仪仪∆==σ)(

2222)3()()()()(仪

∆+=+=x B A C S x u x u x u （p=68.3%）

3、测量结果有效数字位数是如何确定的？

（1）不确定度的位数一般只取一位（而且只入不舍），若首位是1时可取两位。相对不确定度为百分之几，一般也只取一、两位。

（2）不确定度决定了测量结果有效数字的位数，即测量结果的有效数字最后一位应与不确定度所在位对齐；若不确定度取两位，则测量结果有效数字的末位和不确定度末位取齐。

（3）有效数字尾数舍入规则：尾数“小于五则舍，大于五则入，等于五凑偶”，这种舍入法则使尾数舍与入的概率相同。

（4）同一个测量值，其精度不应随单位变换而改变。

4、作图法是如何处理数据的？

（1）作图规则

①作图一定要用坐标纸；②画坐标纸大小和确定坐标轴分度；③画出坐标轴；

④数据点； ⑤连线； ⑥标注图名.

（2）图解法求直线的斜率和截距

求直线斜率和截距的具体做法是，在描出的直线两端各取一坐标点A （x 1，y 1）和B （x 2，y 2），则可从下面的式子求出直线的斜率a 和截距b 。

1

212x x y y a --=， 122112x x y x y x b --= A 、B 两坐标点相隔要远一些，一般取在直线两端附近（不要取原来的测量数据点），且自变量最好取为整数。

5、逐差法是如何处理数据的？

实验2 示波器的原理与应用

1．从CH1通道输入1V 、1KHz 正弦波，如何操作显示该信号波形？

2．当波形水平游动时，如何调节使波形稳定？

此时应该调节触发电平（“TRIG LEVEL ”）旋钮，被测信号在某选定电平上被触发，使波形稳定

3．如何测量波形的幅度与周期？

运用“间距测量法”和“光标测量法”可测量。

4．调节什么旋纽使李萨如图稳定？

?? 触发电平（“TRIG LEVEL ”）旋钮

5．当示波器出现下面不良波形时，请选择合适的操作方法，使波形正常。（1）波形超出屏幕： 1调大“偏转因数（VOLTS/DIV ） ；（2）波形太小： 2调小“偏转因数” ；

（3）波形太密： 4调小“扫描速率” ；（4）亮点，不显示波形： 5水平显示置“A ”（常规）方式 。

可选答案：①调大“偏转因数（VOLTS/DIV ）”；②调小“偏转因数”；③调大“扫描速率（TIME/DIV ）”； ④调小“扫描速率”；⑤水平显示置“A ”（常规）方式； ⑥水平显示置“X-Y ”方式。

6．观察李萨如图时，要改变图形的垂直大小，应调节 CH2 通道的“偏转因数（VOLTS/DIV ）”；要改变图形的水平大小，应调节 CH1 通道的“偏转因数（VOLTS/DIV ）”；要改变图形的垂直位置，应调节 CH2 通道的“垂直位移（POSITION ）”。（可选答案：CH1，CH2）。

7．用示波器测得的CH1（X ）信号的波形如下面左图所示，CH1（X ）信号与CH2（Y ）信号合成的李莎茹图如下面右图所示，示波器屏幕上已显示了必要的参数，图中每1大格为

1cm 。请回答下列回题： （1）CH1（X ）信号的U PP 为 6.1 V ； （2）CH1（X ）信号的周期为 5.0 ms ；（3）CH2（Y ）信号的频率为 100 Hz 。

I ：1V/cm 2：5V/cm

（ C ）8．示波器如图３中，改正垂直方向幅度太小、

水平 方向幅度太大的现象，应如何调节？

A. 调大“偏转因数”、调大“扫描速率”

B. 调小“偏转因数”、调小“扫描速率”

C. 调小“偏转因数”、调大“扫描速率”

D. 调大“偏转因数”、调小“扫描速率” 9. 一台好的示波器处于扫描状态，但荧光屏上没有扫描线，不必调节的旋钮是（ B ）。

A 、亮度旋钮

B 、聚焦旋钮

C 、水平位移

D 、上下位移

实验12 霍尔效应

1．什么是霍尔效应？

当载流子通过时，受洛伦磁力在两极板上聚集，从而产生电场。当电场强度足够大时，载流子所受洛伦磁力和电场力平衡达稳定。这种产生电场的现象叫做霍尔效应。

2．测量霍尔电压时伴随产生四种副效应，本实验用什么方法消除副效应的影响？ 本实验用换向测量法消除副效应的影响。

3．用霍尔效应如何测量磁场？用霍尔效应实验装置测量磁场应注意些什么？

霍尔效应产生的电压信号和通过的电流及磁场成正比，要测磁场，则可以通恒定的电流信号，则电压信号和磁场就成正比了，也就测量出磁场信号了

由 B I K d B I R S H B H ===ned B I U S H 得 S

I H H K U B = 4．如图４所示，霍尔元件通入工作电流I S ，磁场的方向垂直指出纸面， A 、B 两边累积正、负电荷，U AB ＞0，根据 运动的载流子 受到 洛仑兹力 的作用，可判断该霍尔元件是 N 型半导体。

5．如图５所示，若霍尔片的多数载流子为空穴，它的工作电流I S 方向从左向右，霍尔电压U AB ＞0，则磁场的方向为 指入纸内 （选：指

出纸面或指入纸内）。

6．试分析：为何不宜用金属制作霍尔元件？

由于霍尔元件的灵敏度K H 与载流电子浓度n 成反

比，金属的载流子（自由电子）浓度大，其灵敏度较

小，霍尔效应不明显，所以不宜用金属制作霍尔元件。

7．若磁场的法线不是恰好与霍尔元件的法线一致，对测量

结果会有何影响？如何判断磁场B 的方向与霍尔片的法线方向

一致？

图４ 图５

图３ B

y B x z I I 图６

A