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T =2二1计算出摆长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 o和R x，进行换臂测量，这样最终R x「R o R o , 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, 球最大截面积有关。 小球下落的收尾速度与小球的质量和小 v 收尾=K ^mm=K 、 2 v 收尾=—K ...=；r 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。 ■: r 2 二 r 2 化简后得: 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) 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 v 收尾 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 空，比例系数 称为粘滞系数。 dr dr 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“o ”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： mg — T 0Vg — 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：

P 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5c m 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L 的等势线变为电势为2U 勺等势线。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;

= 1.11 104

2

r 4专

(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，后测量的点所测出的

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

来电势低的等势线将变成电势高的等势

线。