二级物理实验思考题

二级物理实验思考题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

二级物理实验思考题

一、用三线摆测定物体的转动惯量

1.预习思考题

（6）式是根据哪些条件导出的在实验中应如何满足这些条件

答：是在忽略摩擦力、不计空气阻尼、下圆盘只有与扭转而不晃动的情况下

导出，这就要求在实验中尽量选取光滑的圆盘，并使转动角度尽量小于5

度。

2.如何使下圆盘转动有什么要求

答：扭动上圆盘从而带动下圆盘转动，要求不得触碰下圆盘，并且转动角度

要小于等于5度

3.三线摆径什么位置计时误差较小为什么

在下圆盘转到最低点（角速度最大）时计时。此时三线摆处于平衡位置，得

到的数据更可靠。

4.测量通过圆环中心轴的转动惯量时，圆环应如何放置？

应水平放置，使圆心与下圆盘的圆心重合

5.如何测量T-I曲线，测它有何意义？

不断改变转动的周期，并算出相应的转动惯量，描点连线得T-I曲线，可由

斜率和截距求出下圆盘本身的转动周期和质量。

6.如何测量通过任一形状物体质心的扭转扭转周期？

可用三线摆测量其绕定轴的扭转周期和转动惯量，然后据平行轴定理，求出

其绕其质心的转动惯量，进而算出其绕质心的扭转周期。

复习思考题：

1.三线摆在摆动中受空气阻尼,振幅越来越小,它的周期是否会变化?

周期减小，对测量结果影响不大，因为本实验测量的时间比较短。

2.三线摆放上待测物体后，其摆动周期是否一定比空盘的转动周期大为什么

加上待测物体后三线摆的摆动周期不一定比空盘的周期大。由下圆盘对中心轴转动惯量公式可知，若J/m>J0/m0，加上待测物体后，三线摆的摆动周期变大；若J/m

3.如何测定任意形状的物体绕质心转动的转动惯量

可用三线摆测量其绕定轴的扭转周期和转动惯量，然后据平行轴定理，求出其绕其质心的转动惯量

4.如何用作图法验证平行轴定理

二、声速测量

预习思考题

1.共振干涉法的理论依据是

什么如何实现

在空气中，一个平面状声源发出的沿与平面垂直的平面纵波，该声波在前进

中遇到一个与之平行的刚性平面，就会发生反射，进而发生干涉形成驻波。

驻波场中，声压振幅随声波与反射面的距离而周期性变化，当距离改变一个

半波长时，声压振幅又复原。由此可根据周期性变化求出半波长。

在实验中，通过观察声波振幅的周期性变化，读出距离，求出半波长

2.在谐振频率下测量，灵敏

度高，在实验中，匀速移动发射头，观察示波器上出现最大振幅时，此时信

号发生器的频率就是谐振频率。

3.怎样知道接收端处的声压

为极大值？

观察示波器，可以发现信号幅度发生周期性变化。当示波器上的信号幅度由

上升到下降，其临界值就是极大值。

4.在依次测量l时，为何要

保持谐振频率f不变？

若改变谐振频率，不仅降低实验器材的灵敏度，也会给实验数据带来误差。复习思考题

1.为何换能器的面要相互平

行？

平行的面会使反射回去的声波和原声波发生干涉形成驻波场。若不平行，则形不成驻波场，就无法应用共振干涉法测量波长。

2.为什么不测量单个的半波

长，而要测量多次计算半波长时，将所测数据首尾相减，除以半波长的个数，这种计算方法和逐差法比较哪个好

测量单个半波长会有较大的误差，需要多次测量以减少误差。若将所得数据首尾相减，则整理得只有最后数据减第一个数据。也会产生较大的误差。使用逐差法处理数据，把所有的数据都应用上去，得到的误差就会小些法

3.在共振干涉法中，为什么

要在正弦波幅度为极大值时进行测量在相位法中，为什么要在李萨如图形呈直线时进行测量

在振幅为极大值和直线时测量，易于观察，误差较小。

十一、动态磁滞回线的测量

预习思考题

1.什么叫铁磁材料的磁滞回

线？

当铁磁质达到磁饱和状态后，如果减小磁化场H，介质的磁化强度M（或磁感应强度B）并不沿着起始磁化曲线减小，M（或B）的变化滞后于H的变化。这种现象叫磁滞。

在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化磁场作周期的变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做磁滞回线.

2.研究铁磁材料的磁化规律

的方法是什么？

研究铁磁材料的磁化规律，一般是通过测量磁化场的磁场强度H与磁感应强度B之间的关系来进行的。

3.测量铁磁材料的磁滞性

质，实际上是测量哪些物理量？

矫顽力Hc和剩磁强度Br

4.铁磁材料有哪两类如何区

分它们

硬磁材料和软磁材料，一般硬磁材料的矫顽力较大（120-20000安/米）软磁材料的矫顽力较小，（小于120安/米）

复习思考题

1.测量铁磁材料的磁滞回线

有什么实际意义？

对于一般铁磁材料，测量磁滞回线主要是测量静态的饱和态的磁滞回线，回线上有材料的Br、Hc和饱和Bs这几个非常有效的磁性静态参数，对使用者对材料的判断有非常大的作用。另外，对铁磁材料，还有初始磁导率ui，最大磁导率um这些静态参数也比较重要。

2.若有两个铁磁材，其中一

个为硬磁材料，一个为软磁材料，怎么判断它们？

如上题4

十二、交流电路谐振特性研究

预习思考题

1.为什么串联谐振是电压谐

振而并联谐振是电流谐振？

无论是串联还是并联谐振，在谐振发生时，L、C之间都实现了完全的能量交换。即释放的磁能完全转换成电场能储存进电容；而在另一时刻电容放电，又转换成磁能由电感储存。

在串联谐振电路中，由于串联——L、C流过同一个电流，因此能量的交换以电压极性的变化进行；在并联电路中，L、C两端是同一个电压，故能量的转换表现为两个元件电流相位相反。

2.测量串联谐振时，为什么

要保持总输出电压大小恒定不变？

首先LC串联谐振，电路的整体阻抗为0欧，那么RLC串联谐振的整体阻抗为R的阻值。

这时候电路的电流等于U/R。而由于串联，流过阻容感（RLC）的电流式相同的，那么电感上的电压为感抗乘电流，电容上的电压幅值和电感上相同。

我们把R减小，那么电流就会加大，电阻为0的话，理论上电流等于无穷大，那么电感电容上的电压也都分别是无穷大。

换句话说，电阻值的大小直接影响到电感上输出电压的高低。减小电阻值很容易得到高电压，这是很危险的。

3.测量并联谐振时，为什么

要保持总输出电流大小不变？

这是为了在谐振时，使总电压U取极大值，

4.什么是串联和并联谐振谐

振条件是什么

在RLC串联电路中所发生的谐振，称为串联谐振。串联谐振发生的条件是感抗和容抗相等，电抗为零；在电感L和电容C并联电路中发生的谐振叫并联谐振，谐振时，电路的总阻抗近似为极大值。

5.试述Q值的物理意义和它

与电路电阻的关系。

Q值标志着谐振性能的好坏，表示回路串联谐振时感抗值或容抗值与损耗电阻的比值。复习思考题

1.串联谐振中，不同Q值的

If曲线有何特点？IF曲线与电阻R的关系是什么？

Q值越大，则谐振曲线越尖锐，R就越小。

2.测量串联和并联电路的Q