大学物理实验课思考题参考答案汇编
本资源汇编了大学物理实验课中的思考题和答案,涵盖了多个领域,包括转动惯量、伏安法与补偿法、混沌思考题、半导体 PN 结、地磁场、牛顿环等。每个问题都附带详细的答案解析,旨在帮助学生更好地理解和掌握物理实验课的知识点。
一、 转动惯量:
* 试题1:气垫摆摆动中,空气粘滞阻尼力矩的存在对气垫摆的摆动有无影响?在摆轮摆动中,阻尼力矩是否保持不变?
答案:如果考虑空气粘滞阻尼力矩的存在,气垫摆摆动时频率减小,振幅会变小。在摆轮摆动中,阻尼力矩会越变越小。
* 试题2:为什么圆环的内、外径只需单次测量?实验中对转动惯量的测量精度影响最大的是哪些因素?
答案:圆环的内、外径相对圆柱的直径大很多,使用相同的测量工具测量时,相对误差较小,故只需单次测量即可。实验中对转动惯量测量影响最大的因素是周期的测量。
* 试题3:总结用气垫摆测量物体转动惯量的方法有什么基本特点?
答案:原理清晰、结论简单、设计巧妙、测量方便、最大限度的减小了阻尼力矩。
二、 伏安法与补偿法:
* 试题1:利用补偿法测量电阻消除了伏安法的系统误差,还可能存在的误差包括哪些?
答案:读数误差、计算产生的误差、仪器误差、导线阻值的影响等或其他。
* 试题2:能利用电流补偿电路对电流表内接法进行改进:
答案:可以利用电流补偿电路对电流表内接法进行改进。
三、 混沌思考题:
* 试题1:有程序(各种语言皆可)、K 值的取值范围、图 +5 分有程序没有 K 值范围和图 +2 分只有 K 值范围 +1 分
答案:有图和 K 值范围 +2 分
* 试题2:混沌具有内在的随机性、混沌具有分形的性质、混沌具有标度不变性、混沌现象还具有对初始条件的敏感依赖性。
答案:答对 2 条以上+1 分,否则不给分,只举例的不给分。
四、半导体 PN 结:
* 试题1:用集成运算放大器组成电流一电压变换器测量A 电流,有哪些优点?
答案:具有输入阻抗低、电流灵敏度高、温漂小、线性好、设计制作简单、结构牢靠等优点。
* 试题2:本实验在测量 PN 结温度时,应该注意哪些问题?
答案:在记录数据开始和结束时,同时都要记录下干井中温度,取温度平均值。
* 试题3:在用基本函数进行曲线拟合求经验公式时,如何检验哪一种函数式拟合得最好,或者拟合的经验公式最符合实验规律?
答案:运用最小二乘法,将实验数据分别代入线性回归、指数回归、乘幂回归这三种常用的基本函数,然后求出衡量各回归方程好坏的拟合度 R2。拟合度最接近于 1 的函数,拟合得最好。
五、地磁场:
* 试题1:磁阻传感器和霍耳传感器在工作原理有什么区别?
答案:前者是磁场变化引起材料阻值变化,最终使得电桥外接电压转变为对应的输出电压;后者是磁场变化引起流经材料内部的载流子发生偏转而产生电压。
* 试题2:为何坡莫合金磁阻传感器遇到较强磁场时,其灵敏度会降低?用什么方法来恢复其原来的灵敏度?
答案:传感器遇到强磁场感应时,对应的磁阻材料将产生磁畴饱和现象,外加磁场很难改变磁阻材料的阻值,所以传感器灵敏度会降低。方法是:在硅片上设计两条铝制电流带一条是置位与复位带,该传感器遇到强磁场感应时,将产生磁畴饱和现象,可用此来置位或复位极性;另一条是偏置磁场带,用于产生一个偏置磁场,补偿环境磁场中的弱磁场部分。
六、牛顿环:
* 试题1:利用透射光观测牛顿环与用反射光观测会有什么区别?
答案:干涉条纹明暗互补,即,在透射方向观察因不存在半波损失,仍会观察到亮暗相间的同心圆环干涉条纹,但亮暗正好与在反射方向观察互补!
这些问题和答案涵盖了大学物理实验课的多个领域,旨在帮助学生更好地理解和掌握物理实验课的知识点。