大学电磁学实验部分思考题答案.doc

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1、1.在伏安法测电阻实验中接通电源前各预置值选择的原则是什么？电源应取电压E比Imax×R稍大，电流表量程≥Imax，电压表量程≈Imax×R2.磁场B的大小在霍尔效应实验中这如何确定的？对于确定的霍尔元件，KH是常量，由B=UH/KHI得，当电流I和KH一定时，霍尔电势差UH与该处的磁感应强度B成正比，因而可以通过测出UH而间接测出B3.根据霍耳系数与载流子浓度的关系，试回答，金属为何不宜制作霍耳元件？根据霍尔系数:RH=1/(n*q)式,n为载流子密度,因一般金属中载流子密度很大,即金属材料的霍尔系数系数很小,故霍尔效应不明显4.什么叫做霍尔效应?为什么此效应在半导体中特别显

2、著?霍尔效应是通过电流的半导体或导体在垂直电流方向的磁场作用下，在与电流和磁场垂直的方向上形成电荷积累和出现电势差的现象。因为霍尔效应中需要产生一个平衡洛伦兹力作用的横向电压，而半导体的电阻率高（载流子浓度低），霍尔系数系数比金属大得多，即其产生的电压高，因此半导体的霍尔效应要比金属的明显。5.霍尔电压VH是怎样产生的？它的大小、符号各与哪些因素有关系？当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这个电势差叫做霍尔电势差。由UH=RHIB/b可得，它的大小与霍尔系数RH、电流I、磁感应强度B以及样品厚度b有关；其方向与载流子性质有关，若

3、载流子为电子，则UH<0，若为空穴，则UH>0。6.电子束偏转的方法有几种？它们的规律各是什么？两种（1）在电场中偏转，规律：当加速电压不变时，偏转距离与偏转电压成正比；当偏转电压不变时，偏转距离与加速电压成反比（2）在磁场中偏转。规律：5当加速电压不变时，偏转距离与偏转电流成正比；当偏转电流不变时，偏转距离与加速电压的平方根成反比。1.为什么要测量电桥的灵敏度？因为使用电桥测量电阻时的精密度主要取决于电桥的灵敏度，通过测量电桥的灵敏度可以确定测量结果由于电桥灵敏度所引入的不确定度2.电桥的灵敏度与哪些因素有关？与检流计的电流灵敏度Si和电源的电动势E成正比，与电源的内阻R内、

4、串联的限流电阻RE、检流计的内阻、检流计和电源所接的位置有关。3.电桥实验中怎样消除比例臂两只电阻不准确相等所造成的系统误差？实验可采用交换测量法进行。先按原线路进行测量得到一个R4值，然后将R2与R3的位置互相交换（也可将Rx与R4的位置交换），按同样方法再测一次得到一个R’4值，则待测电阻的阻值为4.电桥的灵敏度是否越高越好？为什么？不是。因为电桥的灵敏度太高，调节电桥的平衡就比较困难，而且需要做比较臂的电阻箱的可调数位增加，当做比较臂的电阻箱的可调位数不足时，电桥将无法调节平衡5.电子束线的偏转实验中在偏转电压或者偏转电流不变的条件下，偏转距离与加速电压有什么关系？在电场

5、中，当偏转电压不变时，偏转距离与加速电压成反比。在磁场中，当偏转电流不变时，偏转距离与加速电压的平方根成反比。6.灵敏电流计的动圈在磁场中运动时受到哪几种力矩的作用？这些力矩产生的原因是什么？四种，驱动力矩M磁，弹性扭力矩M弹，电磁阻尼力矩M阻，粘性阻尼力炬M粘。驱动力矩M磁是由线圈的竖直两边在磁感应强度大小相等、方向始终在线圈本身的平面内的磁场中所受到的大小相等、方向始终与线圈平面垂直且方向相反的一对安培力产生的。5弹性扭力矩M弹是由线圈偏转使得悬丝发生扭转而产生的。电磁阻尼力矩M阻是由当电流计工作时它的内阻Rg与外电路上总电阻R外闭合组成回路中的感应电流与磁场的相互作用产生

6、的。粘性阻尼力炬M粘由机械及空气产生。1.灵敏电流计有几种运动状态？研究它有什么意义？3种，临界阻尼运动，过阻尼运动，欠阻尼运动。（1）通过观察它的三种状态可确定临界阻尼电阻R临，从而进一步测量电流计的灵敏度和内阻。（2）灵敏电流计在具有高灵敏度的同时，也带来了如何控制电流计指示迅速稳定和迅速回零的问题，因此，了解灵敏电流计的构造原理及其线圈在磁场中的运动特性、最佳工作状态、内阻、灵敏度等，对于电流计的使用和调整具有实际意义。2.用万用表50mA档去测直流50V电压将会产生什么后果？为什么？把电表烧坏。电流表测量电压，就如同在一个电压两端接了一条短路线，会产生很大的电流，从而把

7、电表烧坏3.灵敏电流计在不使用时，为何要将动圈短路？主要起阻尼作用。防止电流计在搬动、运输过程中偏转系统振动过大造成磨损或损坏。4.如何测定霍尔灵敏度?记录材料的薄片的厚度d和求出载流子的浓度n,根据霍尔效应灵敏度KH=1/qnd求出KH5.圆电流的磁场分布规律是什么？如何验证毕奥－萨伐定律的正确性？沿轴线分布，中心磁场最大，沿两边逐渐减小至一最小值。（根据毕奥—萨伐尔定律，载流线圈在轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直线）上某点的磁感应强度为：，式中μ0为真空磁导率，为线圈的平均半径，x为圆