谐振时，电感与电容的电压有最大值，是电源电压的Q倍，即
UL0?I0?0L?US?0L?QUS RUC0?I0US1??QUS ?0CR?0C谐振时，电容和电感两端的电压比信号源电压US大Q倍，有电压放大作用，要注意元件的耐压。
7．RLC串联电路的相频特性是什么？
RLC串联电路的? - f的关系曲线称为RLC串联电路的相频特性曲线，如图4所示。
图4 LRC串联相频曲线 8．测量幅频特性时，当改变信号发生器输出信号频率，其输出信号幅度（电压）有否改变？为什么？
提示：改变。因信号发生器有内阻，当改变信号发生器输出信号频率时，电路中的电流会改变（谐振时电流最大），则在信号发生器内阻上的电压降会改变（谐振时最大），其输出信号幅度（电压）会改变。
9．使串联电路发生谐振的方法有几种？怎样确定电路呈电感性还是呈电容性？
信号发生器输出信号频率，使f0?12?LC 改变L、C使12?LC?f UR波形在US波形左边，则US落后于UR（即电压滞后于电流），电路为电容性，
??值应取负号。
US超前于UR，电路为电感性，则US超前于UR，?值应取正号。波形如图5所示。 U U UR US UR
OΔtOΔt tt T T f＜f0 时，UR波形在US波形左边， f＞f0 时，US波形在UR波形左边，则US落后于UR，相差??取负值。 则US超前于UR，相差??取正值。
图5
10. RLC串联电路中，已知电容C耐压（峰峰值）为50V，回路品质因数Q=100，为了保
证电容C不被击穿，电源电压US最大不能超过多少？
提示：UC0?QUS 得Us?UC0Q?50?0.5V
100实验14非平衡直流电桥原理与应用
1．平衡电桥与非平衡电桥有哪些不同？
6
提示：平衡电桥是通过调节电桥平衡，把待测电阻与标准电阻进行比较直接得到待测电阻值。非平衡电桥不需要调节电桥平衡，直接测量电桥输出信号，然后通过运算得到电阻值。 2．什么时候用平衡电桥测电阻较好？什么时候用非平衡电桥测电阻较好？ 提示： 被测电阻相对稳定量时用平衡电桥。 被测电阻连续变化时用非平衡电桥
3．非平衡电桥中立式桥为什么比卧式桥测量范围大？ 提示：课本106-107页 4．“非平衡直流电桥原理与应用”实验中卧式电桥预调平衡的目的是什么？ 调平衡的目的是得出被测电阻在室温时的电阻值，即Rx0?R1 5. 掌握卧式电桥的有关公式，掌握求电阻温度系数的方法。 提示：公式看书。
作出Rx?t图，并作线性拟合，由直线斜率K求出电阻温度系数??K测电阻在零摄氏度时的阻值。
实验16 用分光计研究光栅光谱
1． 光栅光谱和棱镜光谱有哪些不同之处?在上述两种光谱中，哪种颜色的光偏转最大? 提示：
光栅光谱——依据光栅衍射产生色散形成。同一级次K，λ↑→φ↑，所以可见光中的红光衍射角最大。
棱镜光谱——根据不同的光在玻璃中的折射率不同而产生色散。λ↑→n↓→偏向角δ↓，故紫光偏转最大。
2.如果在望远镜中观察到的谱线是倾斜的，应如何调整？
提示：这是由于平行光管透光狭缝倾斜不竖直所致。应把平行光管透光狭缝调竖直。 3．如何测量光栅的衍射角？根据测量数据怎样计算谱线的衍射角和光栅常数？ 提示：参阅教材，记光栅方程。 4．用白光照射光栅时，形成什么样的光谱？
提示：白光是波长分布连续的复色光，可从光栅方程衍射角与波长关系来分析。 （除0级谱线为白光亮线外，各级是从紫光到红光排列的彩色光谱） 5．如果平行光并非垂直入射光栅片，而是斜入射，衍射图样会有何变化？
提示：这时光栅方程变为d(sin??sin?)?k?（?为入射角），显然衍射图样的0级亮线两边谱线位置分布不对称（±K级谱线的衍射角不相等）。 6．实验中当狭缝太宽或太窄时将会出现什么现象？为什么？
提示：狭缝太宽则分辨本领下降，如两条黄光线分辨不清；太窄，透光量太少，光线亮度太弱，视场太暗不利于测量。
7．当用波长为589.3nm的钠黄光垂直照射到每毫米具有500条刻痕的平面透射光栅上时，最多能观察到第几级谱线？
提示：从光栅方程和衍射角最大可能范围是900来考虑
R0，R0为被
（由光栅方程dsin??k??k?
dsin??，显然φ=900时，有k?kmax?d?）
7
实验17 等厚干涉实验
1.何谓等厚干涉？ 如何应用光的等厚干涉测量平凸透镜的曲率半径？（掌握求曲率半径的数据处理方法）
提示：由同一厚度薄膜产生同一级干涉条纹的干涉称作等厚干涉．
2.试比较牛顿环和劈尖的干涉条纹的异同点. 提示：牛顿环的干涉条纹为以接触点为中心的明暗相间的同心圆环，且中心暗环附近同心圆环条纹粗、较稀疏；离中心越远，条纹越细、越密。劈尖的干涉条纹为平行于棱边且间隔相等的明暗相间的平行条纹。 原理相同（等厚干涉）。 3. 用读数显微镜测量出来的牛顿环直径是真实大小的牛顿环直径吗？ 提示：干涉条纹和黑十字叉丝移动的距离都放大同样的倍数。
4．从牛顿环装置的下方透射上来的光，能否形成干涉条纹？如果能的话，它和反射光形成的干涉条纹有何不同？
提示：画出光路分析。
牛顿环下方透射出来的光，也能产生干涉条纹。但由于透射光没有半波损失，中心点的光程差δ=2d=0，所以形成的干涉条纹为中心为亮斑的明暗相间同心圆环。 dm 5．假如在测量过程中，叉丝中心未与牛顿环中心重合，测得是弦而不是直径，则对R的结果有无影响？为什么？
2222提示：从右图A看能否证明（dm） ?dn?Dm?Dndn m n Dn rn rh 的
证明：从右图，可有 ?dm2?? rm?2?????2?Dm2?Rm?h2???2??2???h ① ?2Dm 图A
同样有
rn2?Dn???2??2???h ② ?2121222dm?dn?Dm?Dn①-②得 4 42222?dm?dn?Dm?Dn????????表明，若测得的是弦，而不是直径，则对R计算无影响。 6．如果待测透镜是平凹透镜，观察到的干涉条纹将是怎样的？ 提示：画出光路图分析。
1、 如图所示，入射光?垂直入射到平凹面镜后，由于在平凹面镜与平板玻璃之间存在空气
夹层（很薄，n=1），因此产生分振幅等厚干涉。两相干光的光程差为
22 （1）
应用干涉明暗条纹条件，形成K级暗条纹所对应的空气薄膜厚度d，有下式关系：
??2nd???2d?? 8
d?1K?2 （2）
或根据几何关系，可得明暗条纹的半径式：（证明看下面） 暗条纹： rk2?2HR?KR? （3） 明条纹： rk2?2HR?(2K?1)R?2 （4）
仍形成以平凹透镜的顶点为圆心的明暗相间的同心圆环，但边缘处δ=2nd+λ/2=λ/2（d=0，n=1）为0级暗纹；中心处，当δ=（2k+1）λ/2时，为暗纹，当δ=kλ时，为亮纹，否则其明暗程度介于明纹最亮和暗纹最暗之间。 ★ R2=r2+[R-（H-d）]2
令 L=H-d ，考虑到R 》L，故略去L可得
r2r=2RL=2R（H-d）→ d?H?
2R2
2
r d r H r2?代入式δ=2d+λ/2，得 ??2H??
R2由上式和干涉明暗条纹条件得
暗条纹： rk2?2HR?KR? ① 明条纹： rk2?2HR?(2K?1)R?2 ②
若Dm、Dn分别是级次为m、n的两个暗环的直径，则由暗条纹公式①可得 Dm2)?2HR?mR?DD2 → (m)2?(n)2??(m?n)R?
D22(n)2?2HR?nR?2(22Dm?Dn由此得 R??
4(m?n)R?与本实验的测量公式仅差一符号，这是由于外环级次比内环级次小所致。
7．观察牛顿环时将会发现，牛顿环中心不是一点，而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑，为什么？对透镜曲率半径R的测量有无影响? 为什么？
提示：透镜和平玻璃板接触时，由于接触压力引起形变，使接触处为一圆面；又镜面上可能有微小灰尘等存在，从而引起附加的光程差。
没有影响。由于附加的光程差一定，取二个暗条纹直径平方差的方法处理，可消除附加的光程差。
8. 牛顿环的干涉条纹各环间的间距是否相等? 为什么? 提示：不相等。rk?随着级数kkR?, 即第k级暗环的半径rk与k的平方根成正比，
增大，干涉条纹变密。
实验26 霍尔效应传感器测量杨氏模量
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1．实验中有什么方法可以间接测出微小的长度变化？
提示：霍尔位置传感器将一个微小位移量转换成了一个电学量，从而可以通过间接测量得到微小长度变化量。
2．什么是杨氏模量？如何用弯曲法测金属的杨氏模量？
提示：在弹性限度内，材料的应力与应变成正比，比例系数称为杨氏模量。 如何用弯曲法测金属的杨氏模量？看课本。
3．什么现象称为霍尔效应？写出霍尔电压测量微小长度变化量的表达式。
霍尔效应是指当施加的外磁场垂直于半导体中流过的电流时，会在半导体垂直于磁场和电流的方向上产生霍尔电动势
4．霍尔位置传感器定标的目的是什么？
提示：霍尔电压变化量?UH?K??Z，与位移量ΔZ成正比，定标的目的是得出霍尔灵敏度K。
5．如果有一几何尺寸与待测横梁完全相同，但用另一种材料做成的金属横梁，且已知其杨氏模量的精确值，你能否借助此横梁的杨氏模量，测出待测横梁的杨氏模量，方法如何？ 提示：可以。E1:E2??Z2:?Z1??U2:?U1
6．本实验对霍尔位置传感器定标时，要求首先要将毫伏表读数调为零，请问读数显微镜的初始读数是否也一定要调为零呢？为什么？
提示：不一定。因位移量ΔZ是读数显微镜的读数差。 太阳能电池特性的测量
1． 掌握太阳能电池的基本原理。
看讲义。
2． 无光源的条件下，太阳能电池施加正向偏压时的伏安特性？怎样求常数?和I0的值？
提示:I?I0(e?U?1),当偏压U较大时，e?U远大于1，故I?I0(e?U?1)?I0e?U，以
lnI为纵坐标，偏压U为横坐标，作lnI——U图，其斜率即为?，纵轴截距即为lnI0
3． 恒定光照下，太阳能电池在不加偏压时伏安特性？如何求短路电流ISC；开路电压UOC；
最大输出功率；填充因子FF？ I/mA0.70.60.50.40.30.20.1
作出恒定光照下，太阳能电池在不加偏压时伏安特性曲线，按曲线的趋势外推，分别与横轴（电压）和纵轴（电流）相交，即为开路电压UOC和短路电流ISC。0.51.01.52.02.53.03.54.00U/A 10
2.0P/mW1.51.00.50.001020304050R/k60708090100 注意：以上两图只是示意图。 从图中可求出最大功率。根据公式：FF?PmIScUOC可求出填充因子FF
填充因子FF表示太阳能电池的品质，FF的数值越大，太阳电池的输出特性就越好，效率就越高，它是太阳电池优劣的重要指标。
4． 如何对太阳能电池基本特性进行测量？电路图？
5．温度会对太阳能电池带来什么影响？
太阳能电池的理想工作温度为25摄氏度，电池板的功率随着温度的升高而降低的。不过一般温度不超过45摄氏度都可以正常使用。如果温度过高还会影响电池的寿命
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