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大学物理实验报告答案大全(实验数据及思考题答案全包括)
导读：用电位差计测量电动势实验目的，(2)掌握用线式电位差计、UJ37箱式电位差计测量电动势的电压的基本实验方法，实验方法原理，实验步骤，数据处理，(1)按图3－10－4联好电路做实验时，1.按图3-10-4联好电路做实验时，思考题2附图，(2)了解热学实验的特殊条件和基本方法，实验方法原理交，资利用)实验步骤，数据处理δV=1.30比热容质量/g，1.该实验所必须的实验条件与采用的实验基本方法各是
答：主要有小球半径测量不确定度u(d)、小球下落距离测量不确定度u(L)和小球下落时间测量不确定度u(t)等。①u(d)有两种原因：①是小球直径不均匀,因此应求平均半径；②是仪器误差。②u(L)有两种原因：①用钢板尺测L所带来的误差；②按计数器时，因小球刚好没有对齐标示线而产生的误差。③u(t)按计数器时所产生的误差。
分析结果可见，小球直径的误差对测量结果影响最大，所以小球不能太小，其次量筒应适当加长，以增加落球时间，从而减少时间测量的误差。
2.量筒的上刻痕线是否可在液面位置?为什么?
答：不能。因为开始小球是加速运动，只有当小球所受的重力、浮力、粘滞力三力平衡后，小球做匀速运动时，才可以计时，所以不能从液面开始。3.为什么小球要沿量筒轴线下落?
答：圆形玻璃量筒的筒壁对小球运动产生严重影响，只能在轴线上运动，才能使筒壁横向的作用力合力为零。用电位差计测量电动势实验目的
(1)掌握电位差计的基本线路及测量原理。
(2)掌握用线式电位差计、UJ37箱式电位差计测量电动势的电压的基本实验方法。实验方法原理
(1)用补偿法准确测量电动势（原理）
如图3-10-2所示。EX是待测电源，E0是电动势可调的电源，E0和EX
起。当调节E0的大小，使夫流计指针不偏转，即电路中没有电流时，两个等，互相补偿，即EX＝E0，电路达到平衡。
(2)电位差计测量电动势（方法）
由电源E、开关K、变电阻RC精密电阻RAB和毫安表组成的回路叫工作回路。由RAB上有压降，当改变a0、b0两触头的位置，就改变a0、b0间的电位差Ua。b。，就相当于可调电动势E0。测量时把Ua。b。引出与未知电动势EX比较。由EX、KX和Raxbx组成的回路叫测量回路。调节RC的大小，使工作回路中电流值I0和RAB的乘积I0RAB略大于ES和EX二者中大的一个。实验步骤
通过检流计联在一
电源的电动势大小相
3-10-2补偿原理
(1)用线式电位差计测电池电动势
3-10-3电位差计原理图
①联结线路
按书中图3-10-4联电路，先联接工作回路，后联接测量回路。正确联接测量回路的关键是正确联双刀双掷开关K2。
(a)调节RC使UAB≥EX，I0值调好后不许再变。
(b)将K2掷向ES一侧，将滑动触头从1逐一碰试，直到碰相邻插孔时检流计指针向不同方向摆动或指零，将a插入较小读数插孔，移动b′使检流计指零。最后合上K3。
(c)将K2掷向EX，重复步骤（b）。(2)UJ37箱式电位差计的校准和使用
UJ37箱式电位计测量范围为1~103mV，准确度级别0.1级，工作温度范围5℃～45℃。①校准
先把检流计机械调零。把四刀双掷扳键D扳向“标准”，调节工作电流直至检流计指零点。②测量
校准完后，把待测电压接入未知，将未知电压开关扳向“ON”。先粗调，后细调。
LS左＝4.6686LS右＝4..6688LS左＝4.6689LS右＝4..6690LS左＝4.6688LS右＝4.6673LS3
LX左＝9.5350LX右＝9..5351LX左＝9.5358LX右＝9..5359LX左＝9.5355LX右＝9..5359
ES＝3.2004VS
LS左＝4.6687LS右＝4..6689LS左＝4.6684LS右＝4..6688LS左＝4.6686LS右＝4..6688LX左＝9.5364LX右＝9..5367LX左＝9.5360LX右＝9..5365LX左＝9.5378LX右＝9..5382
LS=4.6687Ex=
ES＝3.2004VLS
(1)计算未知电动势Ex的平均值
(2)计算未知电动势Ex的不确定度U①计算直接测量量Ls的标准不确定度u
(LS)=8mm；(LS)=8mm；
uA(LS)=uA(LS)=
nn?1∑LSi?S
＝0.3mm；uB
＝0.3mm；uB
u(LS)=uALS+uBLS＝8.0056mm。
②计算直接测量量的Lx的标准不确定度u
uB(Lx)=12mm；
u(Lx)=uA(Lx)+uB(Lx)＝12.05mm。
③Es的标准不确定度
u(ES)=uB(ES)=ucrel(Ex)=0.38％；
?仪＝0.002V。
④间接测量量Ex的标准不确定度ucEx的合成标准不确定度uc
(Ex)＝ucrel(Ex)Ex＝0.012V。
⑤Ex的扩展不确定度
取包含因子k=2，Ex的扩展不确定度U为
U=kuc(Ex)=2uc(Ex)＝0.024V。
(3)结果表达式
Ex=Ex+UV=(3.20±0.02)V;k=2
(1)按图3－10－4联好电路做实验时，有时不管如何调动a头和b头，检流计G的指针总指零，或总不指零，两种情况的可能原因各有哪些？
(2)用电位差计可以测定电池的内阻，其电路如图3-10-6所示，假定工作电池E&EX，测试过程中Rc调好后不再变动，RX是个准确度很高的电阻箱。R是一根均匀的电阻丝。L1、L2分别为KX断开和接通时电位差计处于补偿状态时电阻丝的长度。试证明电池EX的内阻r
Rx（R为已知）。L2
1.按图3-10-4联好电路做实验时，有时不管如何调动a头和b头，检流计G的指针总指零，或总不指零，两种情况的
可能原因各有哪些?答：总指零的原因：测量回路断路。总不指零的原因：①E和Ex极性不对顶；②工作回路断路；③RAB上的全部电压降小于ES，Ex二者中小的一个。
思考题2附图
2.用电位差计可以测定电池的内阻，其电路如图3-10-6所示，假定工作电池E＞Ex，测试过程中Rc调好后不再变动，Rx是个准确度很高的电阻箱。R是一根均匀的电阻丝。L1、L2分别为Kx断开和接通时电位差计处于补偿状态时电阻丝的长度。试证明电池Ex的内阻r=[(L1-L2)/L2]Rx(Rx为已知)。
证明：设A为R上单位长度的电位差，Vx为K2的端电压，则有：Ex=AL1
代入（2）式得:
Rx/(r+Rx)Ex=AL2(3)
(1)Vx=AL2(2)而
式除(3)式，整理后得：r=[(L1-L2)/L2]Rx
4.如图3-10-4所示的电位差计，由A到B是11m长的电阻丝，若设a=0.1V/m，11m长的电压降是1.1V，用它测仅几毫伏的温差电动势，误差太大。为了减少误差，采用图3-10-8所示电路。图3-10-8是将11m长的电阻丝AB上串接了两个较大的电阻R1和R2。若AB的总电阻已知为r,且R1、R2、r上的总电压为1.1V，并设计AB(11m)电阻丝上的a=0.1mV/m，试问R1+R2的电阻值应取多少?若标准电池E0的电动势为1.0186V，则R1可取的最大值和最小值分别为多少(用线电阻r表示)?答：①由于电位差计单位长度电阻线的电位差为a，则电阻线AB上的电位差VAB=11a＝1.1mV，而回路电流应为I=VAB/r。另一方面，由于I(R1+R2+r)=1.1V，
所以(VAB/r)(R1+R2+r)=1.1V,即VAB[(R1+R2)/r+1]=1.1V。所以R1+R2=[(1.1/VAB)-1]r=(1.1/0.0011-1)r＝999r。②当R2I=E0时，R1为最小，即R1=R1min，此时有R1I+E0+Ir=1.1。由于I=VAB/r=0.0011/r，所以R1min=(1.1-E0-Ir)/I=73r。当R2I+Ir=E0则R1为最大，即R1=R1max，此时有R1I+E0=1.1。所以R1max=(1.1-E0)/I=74r
电热法测热功当量
(1)学习用电热法测热功当量，即Q与W的比值。(2)了解热学实验的特殊条件和基本方法。(3)学会用修正中温的方法作散热修正。实验方法原理交
将一电阻放入一定量的水中，电阻通电t秒，则电功为A=VIt，由电流的热效应，这些功将转化为参与热
换的工作物质的温升，则
Q=(c0m0+c1m1+c2m2+?+0.46δV)?(Tf?T0)
如没有热量散失到环境中去，必有热功当量J为
=k(T?θ),dt
终温修正是将散失到环境中的热量的温度的形式补偿回来，依据牛顿冷却公式。即
1Tf′?θln，采用逆推的方法可以求到温度亏损δT=dT1+dT2+?+dT15(计算机中有现成计算程序引t′T0?θ
资利用)实验步骤
(1)先将温度传感器探头悬在空气中，直接读室温θ下的电阻值。(2)用天平分别称量量热器内筒及内筒盛水后的质量。(3)按图接好电路。
(4)再接通电源，立即开始搅拌，当温度高于室温后，听到报时器响声，即记录起始电阻值R0，然后每隔1分钟记一次电阻值，共记16次，然后断开电源。
(5)切断电源后，待温度不再升高后，开始记录降温的初始阻值R′0，之后每隔一分钟记录一次电阻值，共记16次。数据处理δV=1.30比热容质量/g
吕内筒0.21023.85
搅拌器2.103.00
铜0.09323.00
降温初阻值降温终阻值降温时间
1.1228KΩ15min
电压电流室温阻值
4.90V1.00A1.0905KΩ
升温阻阻/KΩ
降温阻值/KΩ
1...1234δTJ4.
R7′1.1245
R8′1.1243
0.0061/minW/J
Q/cal895.835
-1.2039°C△J0.
修正前修正后
1.该实验所必须的实验条件与采用的实验基本方法各是什么?系统误差的来源可能有哪些?
答：实验条件是系统与外界没有较大的热交换，并且系统（即水）应尽可能处于准静态变化过程。实验方法是电热法。系统误差的最主要来源是系统的热量散失，而终温修正往往不能完全弥补热量散失对测量的影响。其他来源可能有①水的温度不均匀，用局部温度代替整体温度。②水的温度与环境温度差异较大，从而给终温的修正带来误差。③温度，质量及电功率等物理量的测量误差。
2.试定性说明实验中发生以下情况时，实验结果是偏大还是偏小?
(1)搅拌时水被溅出；答：实验结果将会偏小。水被溅出，即水的质量减少，在计算热功当量时，还以称横水的质量计算，即认为水的质量不变，但是由于水的质量减少，对水加热时，以同样的电功加热，系统上升的温度要比水没有上升时的温度要高，即水没溅出在同样电功加热时，应上升T度，而水溅出后上升的温度应是T+ΔT度。用J=A/Q，有Q=（cimiT），J=A/[（T+△T）/mc]，分母变大J变小。
(2)搅拌不均匀；答：J偏大、偏小由温度计插入的位置与电阻丝之间的距离而定。离电阻丝较远时，系统温度示数比，匀均系统温度低，设T为均匀系统温度，温度计示值应为T-ΔT，用J=A/θ计算，分母变小，则J变大；离电阻丝较近时，温度计示值应为T+ΔT，分母变大，因而J变小。
(3)室温测得偏高或偏低。答：设θ0为室温，若测得值偏高Δθ时，测量得到的温度值为θ0+Δθ；偏低Δθ时，测量温度值为θ0-Δθ，在计算温度亏损时，dTi=k(Ti-θ)，k是与是室温无关的量(k与室温有关)，只与降温初温和降温终温以及降温时间有关，测得室温偏高时，dTi=k[Ti-(θ0+Δθ)]，每秒内的温度亏损dTi小于实际值，t秒末的温度亏损δTi=∑k[Ti-(θ0+Δθ)]。此值小于实际值，由于散热造成的温度亏损δTi=Tf+Tf″，修正后的温度Tf″为：Tf″=Tf-δTi，δTi为负值，当测量值低于实际室温时，δTi的绝对值变小：Tf″=Tf+｜δTi｜，即Tf″变小，ΔT变小（其中ΔT＝Tf″-Tf初，Tf初：升温初始值），
,J变大，反之J变小。
电表的改装和校正
(1)掌握将微安表改装成较大量程的电流表和电压表的原理和方法。(2)了解欧姆表的测量原理和刻度方法。
(3)学会绘制校准曲线的方法并对改装表进行校对。实验方法原理
设微安表头满量程是Ig,内阻为Rg.
(1)将表头并联一个分流阻值Rs改成量成为I的电流表，如图（a)示，则有（I-Ig）Rs=IgRg，即Rs=Rg/(n-1)
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这些实验我都是做过的
其实无所谓难易
只要知道方法 任何一个实验都很简单
如果连方法都不会 耗在那几个小时正常
会的人半个小时左右甚至更断时间就可以解决
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