大物实验预习题与思考题答案周岚版

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出来，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g

l T π2=计算出摆长l 。

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0R 和x R ，进行换臂测量，这样最终'00R R R x ⋅=，

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。

即 23234r r K r V K s m K

v ππρπρ⋅==＝收尾 化简后得： ρr K v 32＝收尾

从上式可见，小球的收尾速度与小球半径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 和下落速度收尾v 是对粘滞系数η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。

（2）收尾v 的测量：收尾v 的测量又决定于测量距离S 和t 这两个量

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dr dv 成正比：dr dv S f ∝或dr

dv S f η=,比例系数η称为粘滞系数。单位为帕斯卡·秒，用P a ·s 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“0”时所具有的速度。

在这一时刻后物体将以“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：ma

f V

g mg =--0ρ来进行分析讨论。式中：浮力为00(ρρVg 为液体的密度；V 为小球的

体积）、粘滞阻力为f 。导出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：

)1(1011.122

44ρ

ρηρ'-⨯⨯=r h ρ为小球的密度，/ρ为液体的密度，η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5㎝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U 的等势线变为电势为2U 的等势线。根据（10-9）、（10-10）

可知，电场强度和电势分布变化：当r 不变时，Ur →2Ur ，Er →2Er 。

【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；