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大学物理实验教材课后思考题答案
一、转动惯量:
1.由于采用了气垫装置,这使得气垫摆摆轮在摆动过程中受到的空气粘滞阻尼力矩降低至
最小程度,可以忽略不计。但如果考虑这种阻尼的存在,试问它对气垫摆的摆动(如频率
等)有无影响?在摆轮摆动中,阻尼力矩是否保持不变?
答: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。(或者说
对频率有影响,对振幅有影响)
在摆轮摆动中,阻尼力矩会越变越小。
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: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。(对测量结果影响大小)
实验中对转动惯量测量影响最大的因素是周期的测量。(或者阻尼力矩的影响、摆轮是否
正常、平稳的摆动、物体摆放位置是否合适、摆轮摆动的角度是否合适等)
3.试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: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。
三、混沌思考题
1.
1/16
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
有图和K值范围+2分
2.(1).混沌具有内在的随机性:从确定性非线性系统的演化过程看,它们在混沌
区的行为都表现出随机不确定性。然而这种不确定性不是来源于外部环境的随机因素对系统
运动的影响,而是系统自发产生的
(2).混沌具有分形的性质(3).混沌具有标度不变性(4).混沌现象
还具有对初始条件的敏感依赖性:对具有内在随机性的混沌系统而言,从两个非常
接近的初值出发的两个轨线在经过长时间演化之后,可能变得相距“足够”远,表现出对初值
的极端敏感,即所谓“失之毫厘,谬之千里”。
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
(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: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。
(2)本实验在测量PN结温度时,应该注意哪些问题?
答: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。
(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: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
2
的基本函数,然后求出衡量各回归方程好坏的拟合度R。拟合度最接近于1的函数,拟合
得最好。
五、地磁场
(1)磁阻传感器和霍耳传感器在工作原理有什么区别?
答: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。
(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: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
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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(当
外加磁场较弱时,磁阻相对变化值与磁感应强度成平方关系),使磁阻传感器输出显示线性
关系。(或者按复位键)
六、牛顿环
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: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!
2.测量暗环直径时,叉丝交点没有通过环心,因而测量的是弦而非直径,对实验结
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