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大学物理实验复习资料

( 全 12 个物理实验复习资料完整版)

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绪论 - 《测量的不确定度与数据处理》

1、有效数字、有效数字的单位换算

有效数字：具体地说，是指在分析工作中实际能够测量到的数字。所谓能够测量到的是包

括最后一位估计的，不确定的数字。我们把通过直读获得的准确数字叫做可靠数字；把通

过估读得到的那部分数字叫做存疑数字。把测量结果中能够反映被测量大小的带有一位存疑

数字的全部数字叫有效数字。

有效数字的单位换算：十进制的单位换算不影响有效数字和误差。

2、测量不确定度：测量不确定是与测量结果相关联的参数，表示测量值的分散性、准确

性和可靠性，或者说它是被测量值在某一范围内的一个评定。一个完整的测量结果不仅要给

出测量值的大小，同时还应给出它的不确定度。用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。

测量结果的最佳估计值

1 n

x i x

n i 1

n

x) 2

A 类不确定度 U A

(x i

x

= i 1

n (n 1)

在一系列重复测量中，用统计的方法计算分量，它的表征值用标准偏差表示。

B 类不确定度U B 仪3

测量中凡是不符合统计规律的不确定度称为 B 类不确定度。

合成不确定度U U A2U B2

测量结果的表示x x U

3、数据处理方法：作图法、逐差法

作图法包括：图示法，图解法解实验方程，曲线改直。

逐差法：当自变量等间隔变换，而两物理量之间又呈现线性关系时，除了采用图解

法，最小二乘法以外，还可采用逐差法。注意逐差法要求自变量等间隔变化而函数

关系为线性

实验一

长度和固体密度的测量

1、物理天平的调节过程及注意事项

物理天平的调节过程 ：a 调底板水平：通过调水平螺钉让水准器中的汽泡处中心位置。

b 调零点：先将游码移到零点及调盘挂在副刀口上，然后通过调节螺母直至读数指针

c 在摆动状态下处于平衡位置——读数标牌的平衡点。

注意事项 ：A 常止动：为避免刀口受冲击损坏，取放物体，砝码，调节平衡螺母以及不使用天平时，都必须放下横梁，止动天平。

B 轻操作：启动，止动天平时，动作务须轻且缓，以使天平刀口不受撞击。

C 必须用镊子搬动砝码和拨动游码，不许直接抓取或拨动。称横完毕，砝码必须放回盒中原位，不许放在秤盘及砝码盒以外的其他地方。

D 天平的负载不得超过其最大称量，以防损坏刀口或压弯横梁 2、螺旋测微器的读数，注意零点读数。

如何使用：慢慢转动微分酮， 测砧测量面与测微螺旋端面接近时， 再转动棘轮，

当听到“咯咯咯”声时停止，读出坐标值（也称为 0 读数）

使用前的注意事项： （ 1）测量前选检查零点读数。顺势针方向读出的零点读

数记为正值， 逆时针方向读出的零点读数记为负值。 测量值为测量读数减去零点读数值。

（ 2）千分尺主尺分度值为 0.5mm 。所以在读数时要特别注意半毫米刻度线是否露出来。

实验二

伸长法测量扬氏弹性模量

1、光杠杆原理测量微小长度变化量，其原理图，及测量公式的推导 图见书 P197,

测量公式的推导 ：如果反射镜面到标尺的距离为 D ，后尖脚到前两脚间连线的距离为 b ，则有

L n n 0

tg

tg2

D

b

；

L

n n 0 由于 θ很小，所以

b

； 2

D

n n 0 b

b

消去 θ，得 L

2D n

（ nn

n ）

2D 2、在用伸长法测杨氏弹性模量的实验中，如何找到清晰的标尺的像？

先把光杠杆放到平台上， 并是镜面垂直地面， 然后将望远镜调成大致与反射镜面中心等高，在先从望远镜上方一点用眼睛顺着镜筒观察反射镜中的物象， 左右调

节显微镜位置，直到可从反射镜中看到标尺的像，这样就更容易从望远镜中找到

标尺的像了。

实验三惠斯登电桥

1、惠斯登电桥的结构及用途

结构：电阻 R1， R2，R0，Rx 叫做电桥的四个臂， G 为检流计，用以检查它所在的支路

有无电流。

用途：用于测量中值电阻。

2、电桥灵敏度，电桥的灵敏度与电源电压、检流计灵敏度间的关系

所谓电桥的灵敏度就是电桥平衡时Rx 发生单位改变是检流计偏转的格数。

定义式为 S= n/(Rx/Rx)

（1）与检流计的电流灵敏度 Si 成正比。

（2）与电源的电动势 E 成正比。

3、惠斯登电桥的电路原理图，用交换法测量的优点

优点是：消除比率系数不准确引入的系统误差

原理图

实验四直流电位差计的原理及其使用

1、直流电位差计的原理及其测量过程中的调节原则

原理是：图见 p40

原则：遵循从高位到低位 , 先粗调后细调

2、电位差计电路的组成

电位差计电路由工作电路，校准回路和测量回路组成。

3、补偿法，补偿法测量电压的原理图、优点

定义 : 在测量时采用标准可以正确读数部分代替北侧部分 , 从而提高测量精度的一种方

法 .

图见讲义