实验说明09210实验文档格式.docx
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用标准误差表示:
E=
=
则
=E·
2)实验结论
结果表示:
V=
(单位),p=68.3%,E=
小球直径
3)误差分析
[实验二]固体、液体密度的测定
[实验仪器]
物理天平(TW—型)、砝码、烧杯、钢块、石蜡、酒精等
1.天平的调节。
(1)调节天平底座水平;
(2)调节天平横梁平衡。
2.用天平测各质量。
(1)测出钢块在空气中的质量m0;
测出钢块在水中的质量m1;
将水杯中的水换成酒精,测出钢块在酒精中的质量m2(以上各量均要求测7次)。
(2)测出石蜡在空气中的质量m3;
测出石蜡与钢块拴在一起在水中的质量m4(以上各量要求测1次)。
3.根据钢块的密度
,酒精的密度
,石蜡的密度
,计算各密度的平均值、平均值的标准误差和相对误差,写出实验结果。
[记录表格]
测量内容
测量值(g)
次数
平均
钢块在空气中质量m0
钢块在水中质量m1
钢块在酒精中质量m2
石蜡在空气中的质量m3
钢块石蜡拴在一起在水中的质量m4
[注意事项]
1、天平启动状态只用来观察天平是否平衡,任何操作(如加减砝码、调平衡等)都应在制动状态下进行。
2、砝码和物体应放在盘中央位置。
3、天平读数只能读到百分位,即以克作单位两位小数。
4、重测另一物时游砝要回零
5、浸入水中的物体要完全浸入,不能靠杯壁。
6、如果进行重复测量时各次测量值不变,建议取仪器最小分度值的一半作为估读误差值.
7、调底座时,可将气泡调到正上方或正下方,再同时调两个螺栓,气泡在哪边则哪边高,注意螺栓的旋转方向,顺时针升高(但要注意螺栓的高度是有限的)。
注:
供参考的相对误差传递公式(不要写在预习报告上):
钢快:
酒精:
石蜡:
[实验三]用自由落体仪测重力加速度
[实验内容与歩骤]
1、配好光电门,将重垂线置于落体仪顶端,调节底座的三个脚钉,使支柱竖直。
(注意调好后的落体仪不能再移动)
2、将第一光电门置于10cm处,第二光电门置于130cm处,数字计时器用功能键取“计时2档”,对应的时间单位为毫秒。
3、用橡皮吸球器将小钢球吸住后,让它自由落下,由计时器读出小球下落高度h1时所对应的时间t1,重复测三次,求
。
(每次记录数据后需用功能键清零)
4、分别将第二光电门置于120、110、100、90、80、70、60、50、40、30、20、10cm处,测出小球下落各个高度所对应的时间。
5、将以上测量数据分成两组,保持高度差为60cm,由公式
,用逐差法分别计算出6个g值。
6、1)计算
、标准误差、相对误差,写出实验结果。
2)根据本地纬度23035’的重力加速度标准值
g=978.88cm/s2,,计算定值误差。
[数据记录表格]
S1(cm)
10
20
30
40
50
60
t11(ms)
t12(ms)
t13(ms)
(ms)
S2(cm)
70
80
90
100
110
120
t21(ms)
t22(ms)
t23(ms)
g(cm/s2)
[实验四]薄透镜焦距的测量
光具座、凸透镜、凹透镜、平面反射镜、光源(白炽灯)、物屏、白(像)屏。
1.在光具座上调节光学系统共轴等高
(1)将物屏、透镜、像屏、光源放在光具座上,并让他们靠拢,比较高低。
(2)根据两次成像法,使物屏与像屏的距离l大于4f,在物屏与像屏之间移动凸透镜,可先后看到一大像和一小像。
用手点住小像中心,移透镜找大像,然后调透镜位置使两像中心重合。
2.测凸透镜的焦距
(1)两次成象法测凸透镜焦距
按第1-
(2)项,保持l不变,移动透镜,可看到一大像和一小像,记录两次成像时透镜的位置O1和O2
(2)自准直法测凸透镜焦距
物屏Q固定在透镜一侧,手持平面镜在透镜另一侧,通过调节凸透镜L的位置,在物屏上得到一清晰、倒立、与物等大的实像,这时物屏与透镜的距离即为透镜的焦距f'。
3.辅助成像法测凹透镜焦距
使用一辅助凸透镜,物P经凸透镜成小像时像屏的位置为P'(或按2-
(1)项,设成小像时像屏的位置为P'),此P'作为凹透镜的虚物,将凹透镜L置于凸透镜L1与P'(像屏)之间,保持物屏、L和L1固定不变,然后向后移像屏到适当的位置P",使之能看到清晰的实像,记录L、P'和P"的位置。
4.根据各焦距的公式,计算各焦距的平均值、平均值的标准误差和相对误差,写出实验结果。
(取
=0.05cm)
[记录表格]
表1:
两次成象法:
l=cm
测量次数
透镜位置O1(cm)
透镜位置O2(cm)
d=
(cm)
(视d为直接测量量)
表2:
自准直法:
物屏位置Q(cm)
凸透镜位置L(cm)
表3:
测凹透镜焦距:
虚物位置P′=(cm);
凹透镜位置L=(cm)物距
=(cm)
像的位置P"
(cm)
像距
(视u和v为直接测量量)
两次成象法测凸透镜:
辅助成像法测凹透镜:
[实验五]基础电路实验(制流电路和分压电路)
实验内容:
一、制流电路特性的研究
1.取1KΩ滑线变阻器C1,用电阻箱作负载,连成制流电路。
选择适当负载,分别取K=0.1、0.5、2,移动滑头C至阻值最小,调节电源,使电流表的示数为10mA,由大到小改变电流,测出滑线变阻器A—B间十个点对应的电流值。
2.作出制流特性曲线图,根据曲线图分析制流电路的特性,并比较不同负载的制流效果。
3.将1KΩ和50Ω两滑线变阻器串联组成二级制流电路。
先固定C1的滑头在中点,从小到大移动C2,读出其测量范围;
再固定C2的滑头在中点,从小到大移动C1,读出其测量范围。
观察并比较两滑线变阻器在电路中的制流作用。
(RL=100Ω)
二、分压电路特性的研究
1.取50Ω滑线变阻器C2,用电阻箱作负载,连成分压电路。
选择适当负载,分别取K=0.1、1、10,移动滑头C至阻值最大,调节电源,使电压表的示数为7.5V,由大到小改变电压,测出滑线变阻器A—B间十个点对应的电压值。
2.作出分压特性曲线图,根据曲线图分析分压电路的特性,并比较不同负载的分压效果。
3.将1KΩ和50Ω两滑线变阻器串联组成二级分压电路。
观察并比较两滑线变阻器在电路中的分压作用。
(RL=200Ω)
一、制流电路:
(取1KΩ的滑线变阻器)
RL/R
1/10
2/10
3/10
4/10
5/10
6/10
7/10
8/10
9/10
10/10
K=0.1
K=2
三、分压电路:
(取50Ω的滑线变阻器)
K=10
注意:
1)连接电路前,先将稳压电源的调流及调节器压两旋钮都旋到量小位轩锁定。
a)接通电源后,微调调流旋钮(注意控制输出电流在很微小的量内),再调节调压旋钮,使电流表(或电压表)的示数达到量大值(注意此时滑线变阻器滑片的位置)。
b)一定要用绘图纸规范作图。
c)电流表15mA档的最小分度为0.2mA;
电压表7.5V档的最小分度为0.1V,读数时应注意有效数字的取舍.
[实验六]线性和非线性电阻的伏安特性
测绘电阻的伏安特性
(1)实验电路如图1所示,RX为0.6Ω。
毫安表内接,毫安表选1000mA档,伏特表选1.5V档,调节变阻器滑头,使电压从0.7V开始,每减小0.1V记录电流值至0.1V止。
(2)实验电路如图2所示,RX为0.6Ω。
毫安表外接,重复上述实验,使电压从0.6V开始每减小0.1V记录电流值至0.1V
(3)根据数据在坐标纸上作电阻的伏安特性图并由图象求出所测电阻的大小。
内接
U/V
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
I/mA
外接
测绘二极管的正向伏安特性
实验电路如图2所示,RX换成二极管,毫安表选合适的档位,伏特表选1.5V档,电压从0.1V开始,每隔0.1V记录电流值至0.9V,记录下导通电压。
根据所测数据作二极管正向伏安特性图。
正向
0.8
0.9
[实验七]拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量
杨氏弹性模量仪、光杠杆、望远镜及标尺、千克砝码组、米尺、钢尺、螺旋测微计等
1.在模量仪钩码上放一个1公斤砝码作为底码将钢丝拉直。
调节底脚螺丝,使模量仪铅直。
2.将光杠杆放在平台上,后足置于夹具上,前足在平台的横槽上,望远镜及标尺放置于距光杠杆镜面1.5~2米之间,并调望远镜与光杠杆在同一高度,望远镜的轴线尽量与镜面垂直。
3.镜外找像:
在标尺与望远镜筒之间看平面镜,应能同时看到眼睛、标尺和望远镜,再三点一线瞄准光杠杆镜面。
4.镜内找像:
先调望远镜目镜焦距,看清十字叉丝,并将叉丝调正;
再调物镜焦距,看清标尺的像,然后再细调对零,使之能观察到标尺零刻度附近的像。
5.记下望远镜中标尺像的初读数(即为1公斤砝码时的读数),再依次加砝码,每次1公斤,记录望远镜中标尺相应的读数,加至8公斤(加7个砝码);
然后顺次减砝码,每次1公斤,再记录相应的读数,减至1公斤。
6.将砝码加至4公斤,用螺旋测微计测钢丝直径(上、中、下三处各测一次);
用钢尺测光杠杆常数b(后足到两前足连线的垂直距离),用米尺测量光杠杆镜面到标尺的距离D和金属丝的长度L(各测3次)。
7.用逐差法处理数据,根据杨氏模量E的公式,计算平均值、平均值的标准误差和相对误差,写出实验结果。
(取
=4公斤,重力加速度g=978.88cm/s2,砝码
=10g)
[记录表格]
1)光杠杆放大法测Δh
砝码重(kg)
加砝码标尺读数(mm)
减砝码标尺读数(mm)
平均值(mm)
△hi(mm)
x1=
△h1=│x5-x1│=
x2=
△h2=│x6-x2│=
x3=
△h3=│x7-x3│=
x4=
△h4=│x8-x4│=
x5=
x6=
x7=
8
x8=
(mm)
2)测量钢丝直径d:
(4千克时的直径),光杠杆常数b,镜尺距离D和金属丝的长度L
测量量
D(mm)
螺旋测微计
B(mm)
钢尺
L(mm)
米尺
1、调整好实验装置,开始记录读数后,千万不能再碰动实验装置。
2、砝码要轻放、轻取,稳定后才读数。
3、在测量金属丝伸长量的过程中,不要中途停顿而改测其它物理量。
4、测金属丝长度L时注意起点和终点,L只应是伸长量ΔL所对应的长度.
5、注意防止光杠杆跌落到地上,光杠杆后足勿失落于卡头缝隙中.
6、望远镜全视场清晰,无任何模糊之处.
7、各量的单位应统一,杨氏模量的单位为Pa(并注意将其中各直接测量量的单位换算为“米”)
[实验八]电表的扩程和校准
一、将量程为100μA的表头扩程至10mA
1.由RS1=Ig·
Rg/(I-Ig)式算出分流电阻的阻值RS1。
2.校准扩程后的电流表。
按图
(1)接线,调准标准表与改装表的零点,然后通过调节两滑线变阻器,进行满偏校准(即标准表与改装表同时达到满偏),量程若与设计值稍有差异,可调RS的阻值,使之符合设计值。
3.校准刻度,使电流从满偏到零校准6个刻度,再从零到满偏重复校准一遍。
(校准时要求两表满偏对齐,零点对齐)
二、将量程为100μA的表头改装为量程为7.5V的伏特表
1.RS2=(V-Ig·
Rg)/Ig算出分压电阻的阻值RS2。
2.校准伏特表线路如图
(2),校准方法同校准毫安表的实验相同。
三、做出ΔIx-Ix图及ΔVx-Vx图,并分别计算两个改装表的准确度等级。
[注意]校正电流表和电压表时,都应使改装表取整数读数,直至指针偏到满刻度为止。
实验数据记录
IX(改装表)
mA
IS(标准表)
大---小
小---大
ΔIX=
-IX
VX(V)
VS(V)
7.5
4.5
1.5
ΔVX=
-VX
[实验九]用牛顿环测薄透镜的曲率半径
[实验内容与步骤]
1.调整牛顿环仪。
2.将牛顿环仪置于载物台上,点燃纳光灯,翻转读数显微镜下的反光镜,使之不能反射来自纳灯的光。
转动显微镜,使纳光被物镜下方的45°
半反射镜反射后,向下沿着显微镜轴线方向垂直投射到牛顿环装置上。
3.调节显微镜的目镜,使目镜中看到的叉丝最为清晰,然后调整纵叉丝与读数显微镜横向走动方向相垂直。
4.调节显微镜镜筒,对牛顿环所在平面进行调焦,观察到清晰的干涉图样,再仔细调焦以消除干涉条纹与分划板准丝之间的视差。
5.移动牛顿环的位置,使显微镜叉丝的交点对准干涉图环的中心,然后左右移动显微镜镜筒,观察整个干涉场中条纹的清晰度,以便选择干涉条纹的测量范围。
6.用与显微镜移动方向垂直的叉丝依次与左边第m环(25环)到第n环(16环)的暗环外径,右边第n环(16环)到第m环(25环)的暗环内径相切,记录下各位置的读数xm到xn和xnˊ到xmˊ,填入表中。
数据记录表格:
k
Dk左位置X1(mm)
Dk右位置
X2(mm)
Dk=X1-X2
Dk²
mm²
Dm²
-Dn²
25
24
23
22
21
19
18
17
16
牛顿环数据处理
为了简化计算,把(Dm²
)作为一个直接测量量,采用逐差法来处理数据:
1)用绝对误差:
(非物理系用)
P=57.5%
2)用算术平均值的标准误差(物理系用)
P=68.3%
1.一组数据要同方向记录,注意回程差。
2.要认真数环
3.注意显微镜的有效数字。
4.反光镜应不反光
[实验十]SS-7802A示波器的使用
SS-7802A示波器,GFG-8219信号发生器,小变压器等
[实验内容及步骤]
1.接通电源,调节INTEN,FOCUS,READOUT使光迹的亮度适中、清晰;
位移POSITION和触发电平TRIGLEVEL置中间位置;
扫描模式置AUTO,水平显示置A,此时应有一轨迹显示于屏幕中间位置。
2.接校准信号CAL至CH1道,按SOURCE选择触发源(通常选CH1),按COUPL选择触发偶合AC。
旋转触发电平TRIGLEVEL,使波形稳定(此时触发信号产生,TRIG’D指示灯亮),检查校准信号是否为1kHz,,0.6V的方波信号
3.测小变压器电压、周期
1)将小变压器输出接CH1,旋转TIME/DIV和VOLYS/DIV旋钮至适当档位,使屏幕上显示1-2个完整波形。
2)按表1记下信号峰峰所占格数和一个周期所占格数
3)计算小变压器的电压峰峰值Vp-p、有效值V有校、周期T和频率f
4.观察李萨如图形
1)按下X-Y模式
2)将信号发生器接CH1道(频率为fx),小变压器输出接CH2道(频率为fy),通过改变fx,即可得到各种李萨如图形,按表2记录数据,根据公式fy=
计算各频率fy,求fy的平均值,并用坐标纸画出各李萨如图形
测小变压器的电压峰峰值Vp-p、有效值V有校、周期T和频率f
VOLYS/DIV的档位
(V/格)
TIME/DIV的档位
(ms/格)
Vp-p所占格数
(格)
周期T所占格数
(格)
Vp-p=
∙
(V)
T=
(ms)
(Hz)
观察并画出下列频率比的李萨如图形
fy:
fx=n:
m
1:
2:
1:
3:
李萨如图形
水平方向的切点数n
垂直方向的切点数m
fx(Hz)
fy=
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