《普通物理实验Ⅲ》期末理论试卷(A卷)

1《普通物理实验Ⅲ》期末理论试卷（A卷）答案一、填空题（每空格2分，共42分）1、连接电路时，必须有规整的电路图，各仪表规格应预先设定好。仪表要选择合适的量程，在未知其数值前应采用最大量程。2、接线时先断开所有开关，并将电流或电压调节器放置在仪表偏转尽可能小的位置。电路连接检查正确后，应采用跃接法试通电。3、对于0.5级的电压表，使用量程为3V，若用它单次测量某一电压U，测量值为2.560V，则测量结果应表示为U=2.560±0.009V，相对不确定度为B=0.4％。4、静电场模拟实验中，分别模拟了共轴无限长均匀带电圆柱体和两根无限长带电直导线的静电场，它们的等势线形状分别为一系列同心圆和一系列相互平行的直线。5、惠斯通电桥测量电阻实验中，用万用表粗测待测电阻目的是确定比例臂（倍率）、电压值、估算出比较臂的值。6、本学期的居里温度测量实验中，采用感应法测量铁磁质的居里温度。7、用箱式电势差计测量未知电势差时，发现旋转数值最小的一个旋钮时，在一定范围内，检流计指针不动，其原因可能是电流灵敏度过低或检流计电路中断。8、使用示波器前，应先对示波器进行校准，将示波器内部提供的标准方波输入到CH1或CH2通道。用示波器观察李萨如图形时，图形不稳定，应该调节电平旋扭。9、在RLC电路暂态过程实验中，若24/RLC，则在示波器中可以观测到欠阻尼振荡状态，若24/RLC，则可观测到临界阻尼状态。10、测铁磁质磁滞回线，在示波器中观测到的样品磁滞回线是瘦长形，说明该样品矫顽力较小，该样品应为软磁材料。二、简答题（第小题6分，共42分）1、静电场模拟实验中，为什么可以用稳恒电流场模拟静电场？静电场和稳恒电流场本是不同的场，（3分）但两者具有规律上的相似性：都2是有源无旋场。（3分）2、直流惠斯通电桥测电阻的工作原理是什么？直流惠斯通电桥灵敏度如何测量？提高直流惠斯通电桥灵敏度一般采用那些方法？工作原理为：电桥平衡原理；（2分）灵敏度：)//(44RRnS，4R为比较臂R4的改变量，n为检流计指针偏转格数。（2分）提高电桥灵敏度方法：1）采用较高灵敏度的检流计；2）减少支路电阻；3）采用合适的工作电压。（2分）3、用直流电位差计精确测量待测电动势采用什么方法？画出用直流电位差计测量待测内阻的电路图。采用补偿法，将A、B接入电位差计“未知”，则当电键合上时，ABVEIrIR故：ABABr(EV)R/V（3分）电路图如下：（A、B两端接电位差计）（3分）4、示波器的正确使用可以延长仪器寿命和提高测量精度，试给出示波器的正确使用方法？1）亮度和聚焦的调整：亮度应适度调低；在此基础上，调节聚焦旋纽使扫描线尽可能的细，从而提高示波器的分辨力和测量精度。（1.5分）2）波形位置和几何尺寸的调整：调节水平和垂直位移旋纽，以及灵敏度选择开关和扫描时间速率选择开关，使波形居中，波形幅度大于屏1/2以上，波形不宜过密，以保证电压幅值和周期测量的精度。（1.5分）3）触发状态调整：包括触发源和耦合方式的正确选择。（1.5分）34）示波器探头的调整：若探测信号幅值过大，应选择衰减10倍开关。（1.5分）5、简单介绍如何利用居里点实验仪测定磁性材料的居里温度点？采用感应法，改变温度，测感应电动势；（3分）并做感应电动势随温度改变的关系曲线，做出最大斜率处的切线，与温度轴相交，交点即为居里温度。（3分）6、磁介质按相对磁导率可分为几类，如何区分？说明铁磁质的相对磁导率具有什么样的特点？说明在居里点铁磁质变成顺磁质的微观机理？1）分为三类，若r1为抗磁质，若r比1大一点，则为顺磁质，若r远比1大则为铁磁质。（2分）2）铁磁质的r远大于1，而且随着外加磁场的变化而变化。（2分）3）在未达到居里温度时，铁磁质中分子热运动不足以破坏磁畴内磁矩基本的平行排列，此时物质仍具有铁磁性，当温度继续升高达到居里温度时，分子热运动足以使相邻原子之间的交换耦合作用突然消失，从而瓦解了磁畴内磁矩的有序排列，磁畴消失，铁磁性变为顺磁性。（2分）7、亥姆霍兹线圈如何组成？它的磁场分布规律如何？两个相同圆线圈平行且共轴，通同方向的电流，若线圈间距等于线圈的半径，这样的一对线圈称为亥姆霍兹线圈。（3分）亥姆霍兹线圈的磁场在两线圈圆心连线附近较大范围内都是均匀的。（3分）三、数据处理题（16分）在惠斯通电桥测量电阻实验中，某同学测得待测电阻的数据如下，试以不确定度表示实验结果。待测电阻粗测值（kΩ）32/RR4R（Ω）R（Ω）n（div）S(div)1＃20.011019813319810.5不确定度来源：（1）电桥准确度等级产生的不确定度（主要）：3/)%()(xBRU（2分）（2）电桥相对灵敏度引起的不确定度：43/)2.0()(xBRSSU（2分）总的不确定度为：)()()(22SUURUBBxC（2分）)(xCxxRURR数据处理：443210981.1RRRRx（2分）58310981.1%5.0)(4BU（2分）2.13/)10981.119812.0()(4SUB（2分）12210658)()()(SUURUBBxC（2分）410)006.0981.1()(xCxxRURR（2分）（注意待测电阻的测量结果应有四位有效数字）