大学物理实验II指导书

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1、目录实验一电势差计测电动势1实验二用电流场模拟静电场4实验三电子束实验5实验四霍耳效应法测量磁场8实验四磁阻效应综合实验13实验五分光计的使用和光栅测波长23实验六光电效应29实验七密立根油滴实验——电子电荷的测定32实验七弗兰克—赫兹实验3437实验一电势差计测电动势【实验原理】详见教材：《结构化大学物理实验》P.208−212。仔细研读原理后回答以下问题：问题1：能用电压表直接测出电池的电动势吗？为什么？问题2：箱式电势差计的工作原理图里有几个补偿回路？所测电动势的精度和什么有关？问题3：为什么温差电偶能用作温度计？

2、补充内容：（一）本实验用高精度的1.0185V稳压电源代替标准电池，虽然重复性较差，但比较环保，常温下也可以忽略温度对的影响。（二）测量温差电动势时，因为实验装置的冷端为环境温度，误差较大，所以只测量关系，写出方程（三）UJ31电势差计中的一些参数1.可测范围：0.001—170.00mV；分两档，×1档为0.001—17.000mV（最小分度1μV），×10档为0.01—170.00mV（最小分度10μV）。2.准确度等级为0.05级，基本误差为。式中，是被测电动势值（即示值），取值倍率为×10时，μV；倍率为×1时，

3、μV。【实验目的】（一）掌握电势差计的工作原理和结构特点。（二）了解温差电偶的测温原理。【实验内容】（一）电势差计的调节；（二）测温差电偶（铜-康铜）的温差电动势。【实验器材】箱式电势差计，直流稳压工作电源，灵敏电流计，高精度1.0185V标准电源，铜—康铜温差热电偶，加热装置。【实验步骤及操作】（一）电势差的调节37图10-1UJ31型电势差计面板图1.面板中各旋钮、开关介绍标记名称作用K操作步骤选择开关在进行校准时应旋至“校准”；在进行测量时应旋至“未知1”或“未知2”；不用时旋至“断”温度补偿盘不同的是刻度不是阻值

4、而是乘上10.000mA后的电动势值。校准前必须把它旋至根据温度修正公式算出的标准电池在室温下电动势值的位置上。粗（）中（）细（）电流调节盘“粗”、“中”、“细”表示R不同的可变阻值。校准时，必须通过它的调节达到平衡，即mA。K1倍率选择开关被测电动势的值分为两档：放在×1档直接读数；放在×10档读数后乘上10。I（）II（）III（）测量调节盘不同的是刻度不是阻值而是乘上10.000mA后的电动势值。通过它的调节平衡后，即可读出被测电动势的值。粗细短路接通检流计的按钮开关校准和测量都要用它，先按“粗”按钮，待检流计指针

5、在“0”附近摆动时再按“细”按钮。“短路”按钮可进行平衡指示仪“电调零”。2．把旋至标准的电动势值的位置。3．正确联线（注意：标准电源与工作电压的极性不要接反!）4．打开提供工作电压的稳压电源的开关（在开之前先把稳压电源电压输出“细调”旋钮向左旋至最小），把电压预调至表盘红色标志中（6.0V左右）。5．平衡指示仪零点调节：先机械调零，后电调零（按下UJ31“短路”钮，调平衡指示仪的“调零”旋钮）。6．校准工作电流I（=10.000mA），将平衡指示仪灵敏度拨在最低挡（1档），“K”开关旋至“标准”；按先粗后细的原则调电阻

6、R（即面板中的粗、中、细三个旋钮），调好一个电阻值之后，按下检流计的“粗”按钮开关，如果平衡指示仪的指针摆动厉害，立即放松按钮开关，使其断开，再调R，再按下“粗”钮，直到指针摆动不超过两端刻度时，方可把“粗”钮锁死（即按下“粗”钮后，顺时针旋转就可锁死）继续调R，当指针在0附近时，按下“细”按钮并顺时针旋转锁死，再调R直至平衡。此时将灵敏度旋钮拨至III档，又调平衡之后，把两个按钮旋松弹开。377．测温差电偶的电动势：将开关K从“校准”旋至“未知1”或“未知2”（视被测电动势接入那一对接线柱而定），调（即面板中的I、Ⅱ、

7、III调节盘，使平衡指示仪指零（调节过程与6完全相同，不同的是6是调R，这里是调），这时从调节盘指示的值就是被测电动势的值。注意：最小分度是1μV（×1档），第三调节盘有游标，以mV为单位可读至小数第四位，即0.1μV位。特别提醒；在测被测电动势的调节中，只能调，不能再动R！（二）测不同温度下的温差电动势8．重复6、7两步，测35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85℃下的温差电动势。（三）恒温水浴的调节先调预置温度按键把预置温度调到第1个温度点，如35℃，然后开启电源加热升温（此时“OUT”绿灯亮

8、），烧杯中水的温度可由温度显示窗口显示：当升至预置温度时，“OUT”灯灭，“ON”灯亮，即进入恒温阶段。“定标”“控温”选择开关放在“定标”端，用“温差电偶”接线柱与电势差计联接。这一步最好是电势差计校准工作电流即第6步后进行。（四）操作故障排除1．在进行校准调节时，始终调不平衡，你可以检查：（1）K开关是否放在“校