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）
伏安法测电阻
实验目的 (1) 利用伏安法测电阻。 (2) 验证欧姆定律。
(3) 学会间接测量量不确定度的计算；进一步掌握有效数字的概念。 实验方法原理
根据欧姆定律， R = U ，如测得 U 和 I 则可计算出
R。值得注意的是，本实验待测电阻有两只，
I
一个阻值相对较大，一个较小，因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式，以减小测量误差。 实验装置 待测电阻两只，0～5mA 电流表 1 只，0－5V 电压表 1 只，0～50mA 电流表 1 只，0～10V 电压表一只，滑线变阻器 1 只，DF1730SB3A 稳压源 1 台。
实验步骤 本实验为简单设计性实验，实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时，可提示学生参照第 2 章中的第 2.4 一节的有关内容。分压电路是必须要使用的，并作具体提示。 (1) 根据相应的电路图对电阻进行测量，记录 U 值和 I 值。对每一个电阻测量 3 次。 (2) 计算各次测量结果。如多次测量值相差不大，可取其平均值作为测量结果。 (3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大，应分析原因并重新测量。数据处理 测量次数 U1 /V I1 /mA R1 / ? 测量次数 U2 /V I2 /mA R2 / ?
1 5.4 2.00 2700 1 2.08 38.0 54.7 2 6.9 2.60 2654 2 2.22 42.0 52.9 3 8.5 3.20 2656 3 2.50 47.0 53.2 (
1
1.5% ，得到?I1 = (2) 由?I = Imax ×
)
?U?I2，求得uR1
3
000507500.7075075mA ,
由(3) 再由uR = R ?2=(4) = (2.92 ± 0.09) ×10?, R = (44 ± 1)? U结果表示 R 1 2 = =?U 2 ?I ( )+ ( )2
3V 3I
= 9 × 101 ?, uR2 = 1? ；
22222 2
光栅衍射
=
实验目的
(1) 了解分光计的原理和构造。 (2)m 学会分光计的调节和使用方法。
=== 0=0=00 75mA； 000
U
(3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长
a实验方法原理
x
若以单色平行光垂直照射在光栅面上， 按照光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定： (a + b) sin ψk =dsin ψk =±kλ
如果人射光不是单色，则由上式可以看出，光的波长不同，其衍射角也各不相同，于是复色光将被分解，而在中央 k =0、ψ =0 处，各色光仍重叠在一起，形成中央明条纹。在中央明条纹两侧对称地分布着 k=1，2，3，…级光谱，各级光谱线都按波长大小的顺序依次排列成一组彩色谱线，这样就把复色光分解为单色光。如果已知光栅常数，用分光计测出 k 级光谱中某一明条纹的衍射角ψ，即可算出该明条纹所对应的单色光的波长λ。 实验步骤
(1) 调整分光计的工作状态，使其满足测量条件。
(2) 利用光栅衍射测量汞灯在可见光范围内几条谱线的波长。
① 由于衍射光谱在中央明条纹两侧对称地分布，为了提高测量的准确度，测量第k级光谱时，应测出+k级和-k 级光谱线的位置，两位置的差值之半即为实验时k取1 。
② 为了减少分光计刻度盘的偏心误差，测量每条光谱线时，刻度盘上的两个游标都要读数，然后取其平均值(角游标的读数方法与游标卡尺的读数方法基本一致)。
③ 为了使十字丝对准光谱线，可以使用望远镜微调螺钉12来对准。
④ 测量时， 可将望远镜置最右端，从-l 级到+1 级依次测量，以免漏测数据。
数据处理
谱线 游标 左1级(k=-1) 右1级(k=+1) φ λ／nm λ0／nm E 黄l(明) 左 右 黄2(明) 左 右 绿(明) 左 右 紫(明) 左 右 102°45′ 62°13′ 102°40′ 62°20′ 101°31′ 63°29′ 97°35′ 67°23′ 20.258° 577.1 282°48′ 242°18′ 579.0 0.33％ 20.158° 574.4 282°42′ 242°24′ 577.9 0.45％
19.025° 543.3 281°34′ 243°30′ 15.092° 433.9 277°37′ 247°28′
546.1 0.51％ 435.8 0.44％ (1) 与公认值比较计算出各条谱线的相对误 差 E = λ0
? λ
xλ0
其中
λ0 为公认值。
(2) 计算出紫色谱线波长的不确定度
??((a+ b) sin?) ?u(?)? = (a+ b) | cos?| u(?) u(λ) = ? ?? ? ? 1 π = × cos15.092? × =0.467nm ; U =2×u(λ) =0.9 nm 600 60 × 180
2 1.
最后结果为: λ=(433.9±0.9) nm
当用钠光(波长λ=589.0nm)垂直入射到 1mm 内有 500 条刻痕的平面透射光栅上时，试问最多能看到第几级光谱?并请
得 k={(a+b)/λ}sinφ
-6
-9
说明理由。
答：由(a+b)sinφ=kλ
∵φ最大为 90o 又∵a+b=1/500mm=2*10m，
∴k=2*10/589.0*10=3.4
2.
-6
所以 sinφ=1
-9
λ=589.0nm=589.0*10m 最多只能看到三级光谱。
当狭缝太宽、太窄时将会出现什么现象?为什么? 答：狭缝太宽，则分辨本领将下降，如两条黄色光谱线分不开。
狭缝太窄，透光太少，光线太弱，视场太暗不利于测量。 3. 为什么采用左右两个游标读数?左右游标在安装位置上有何要求? 答：采用左右游标读数是为了消除偏心差，安装时左右应差 180o。
光电效应
实验目的
(1) 观察光电效现象,测定光电管的伏安特性曲线和光照度与光电流关系曲线;测定截止电压,并通过现象了解其物理意义。
(2) 练习电路的连接方法及仪器的使用; 学习用图像总结物理律。实验方法原理
(1) 光子打到阴极上,若电子获得的能量大于逸出功时则会逸出，在电场力的作用下向阳极运动而形成正向电流。在没达到饱和前，光电流与电压成线性关系,接近饱和时呈非线性关系,饱和后电流不再增加。
22
(2) 电光源发光后,其照度随距光源的距离的平方成(r)反比即光电管得到的光子数与 r成反比,因此打出的电子
2 2 -2
数也与 r成反比,形成的饱和光电流也与 r成反比,即 I ∝r。
(3) 若给光电管接反向电压 u 反，在 eU反 < mvmax / 2=eUS 时(vmax 为具有最大速度的电子的速度) 仍会有电子移动到阳极而形成光电流，当继续增大电压 U反，由于电场力做负功使电子减速，当使其到达阳极前速度刚好为零时 U反=US， 此时所观察到的光电流为零，由此可测得此光电管在当前光源下的截止电压 US。 实验步骤
(1) 按讲义中的电路原理图连接好实物电路图； (2) 测光电管的伏安特性曲线：
① 先使正向电压加至30伏以上，同时使光电流达最大（不超量程）， ② 将电压从0开始按要求依次加大做好记录； (3) 测照度与光电流的关系：
① 先使光电管距光源20cm处，适当选择光源亮度使光电流达最大(不超量程)； ② 逐渐远离光源按要求做好记录； 实验步骤
(4) 测光电管的截止电压： ① 将双向开关换向；
② 使光电管距光源20cm处，将电压调至“0”， 适当选择光源亮度使光电流达最大（不超量程），记录此时的光电流I0，然后加反向电压使光电流刚好为“0”，记下电压值US；
③ 使光电管远离光源（光源亮度不变）重复上述步骤作好记录。数据处理 (1) 伏安特性曲线 U /V I /mA -0.6 0 4 0 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 20.0 30.0 40.0 2.96 5.68 10.3 16.8 18.7 19.9 19.9 19.9 19.9 19.9 4 5 8 0 2 4 5 7 35.0 0.000 8 4.27 40.0 0.000 6 2.88 50.0 0.000 4 1.51 60.0 0.000 3 0.87 70.0 0.000 2 0.53 80.0 0.000 15 0.32 (2) 照度与光电流的关系 L /cm 20.0 0.002 5 19.97 25.0 0.001 6 12.54 30.0 0.001 1 6.85 1/L I /μA 2
25
20
15
10
5
-10
0 0
10
20
30
40
50
伏安特性曲线 照度与光电
流曲线
(3) 零电压下的光电流及截止电压与照度的关系
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