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用两种方案测量约 5 Ω 的电阻。方案甲为伏安法:电压表读数 2.50 V、最大误差 0.05 V,电流表读数 0.50 A、最大误差 0.01 A;方案乙为电桥法,相对不确定度为 0.5%。按误差合成(各分项按相对误差方和根合成),方案甲测量的相对不确定度约为多少?据此应优选哪种方案?A. 约 2.8%,优选方案乙 B. 约 4.0%,优选方案甲 C. 约 2.0%,优选方案甲 D. 约 0.5%,优选方案甲
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某小组要测量一个约 1.5 V 的干电池电动势,实验室提供以下三种方案:方案甲用电压表直接测量(电压表内阻约 3 kΩ);方案乙用补偿法(检流计示零时读数,回路无电流);方案丙用伏安法测路端电压随电流变化并外推。从「减小系统误差、提高测量准确性」的角度比较三种方法,最优的是( ) A. 方案甲,操作最简单 B. 方案乙,测量时回路无电流,消除了内阻压降带来的系统误差 C. 方案丙,可多测几组数据取平均 D. 三种方案系统误差相同,任选其一即可
在光电效应测普朗克常数实验中,对某金属光电阴极分别用频率为 ν₁=6.0×10¹⁴ Hz 和 ν₂=1.0×10¹⁵ Hz 的单色光照射,测得对应的遏止电压分别为 U₁=0.60 V 和 U₂=2.10 V。已知电子电荷量 e=1.6×10⁻¹⁹ C。(1)由这两组数据求普朗克常数 h;(2)求该金属的截止频率 ν₀。
在磁聚焦法测定电子比荷的实验中,某组同学测得:加速电压 U=100 V,轴向磁场的磁感应强度 B=1.0×10⁻³ T,电子束螺旋线轨道半径 r=2.0 cm。忽略电子初速的横向损耗与相对论效应。请根据公式 e/m = 2U/(B²r²) 计算电子的比荷 e/m(单位:C/kg),结果用科学记数法表示。
在磁聚焦法测定电子比荷的实验中,已知加速电压 U=200 V,磁感应强度 B=1.4×10⁻³ T,螺线管内电子螺旋线的一个螺距对应的轴向距离 L=0.25 m。由公式 e/m=8π²U/(B²L²) 计算,电子的比荷约为多少? A. 约1.29×10¹¹ C/kg B. 约2.90×10¹¹ C/kg C. 约1.29×10¹⁰ C/kg D. 约2.90×10¹² C/kg
在光电效应测普朗克常数实验中,用某金属光电管进行测量,测得遏止电压 U_c 与入射光频率 ν 的一组数据:ν₁=6.00×10¹⁴ Hz 时 U_c₁=0.82 V,ν₂=8.00×10¹⁴ Hz 时 U_c₂=1.66 V。已知电子电荷量 e=1.60×10⁻¹⁹ C。根据爱因斯坦光电方程 eU_c=hν−W₀,由两组数据求普朗克常数 h 的测量值(保留三位有效数字)。
某学生在弗兰克-赫兹实验中用氩气测量第一激发电位,记录到相邻电流极小值对应的加速电压依次为 U₁=10.2 V、U₂=14.8 V、U₃=19.4 V。已知极小值电压满足 Uₙ = U₀ + nU_A(U₀ 为接触电位差,U_A 为氩原子的第一激发电位)。则氩的第一激发电位 U_A=____ V,接触电位差 U₀=____ V,第 6 个电流极小值对应的加速电压 U₆=____ V。
用光栅光谱仪测得氢原子巴耳末系 Hα 谱线波长为 656.3 nm,已知该谱线对应 n=3 到 n=2 的跃迁。由里德伯公式 1/λ = R×(1/2² − 1/3²) 计算里德伯常数 R,保留四位有效数字,则 R = ____ m⁻¹。
某同学在氢原子光谱巴耳末系实验中,测得 Hβ 谱线(对应 n=4 → n=2 跃迁)的波长 λ=486.1 nm。根据里德伯公式 1/λ = R_H(1/2² − 1/n²),该同学算得的里德伯常数 R_H 约为多少? A. 1.097×10⁷ m⁻¹ B. 1.097×10⁶ m⁻¹ C. 1.463×10⁷ m⁻¹ D. 8.228×10⁶ m⁻¹
某实验小组用两种方法测量同一块凸透镜的焦距。(1)用物距—像距法:将物屏置于凸透镜前,测得物距 u=18.0 cm,在屏上得到清晰缩小的实像,像距 v=9.0 cm,请求出该透镜的焦距 f₁。(2)再用共轭法(二次成像法)复核:保持物屏与像屏间距 L=25.0 cm 不变,移动透镜可在屏上两次清晰成像,测得两次成像位置间距 d=5.0 cm,请求出焦距 f₂,并比较两种方法所得结果是否一致。
在弗兰克-赫兹实验中,某学生用汞蒸气测量原子的第一激发电位,逐渐增大加速电压 U,记录板极电流 Ip,发现相邻两个 Ip 极大值对应的加速电压分别为 U₁=8.3 V 和 U₂=13.2 V。已知相邻极大值对应的加速电压之差等于原子的第一激发电位,则该原子的第一激发电位为多少? A. 4.9 V B. 13.2 V C. 8.3 V D. 2.45 V
用分光计和透射光栅测定某单色光的波长。已知光栅上每毫米刻有 400 条刻线,实验中测得该光第二级(k=2)主极大的衍射角为 30.0°。根据光栅方程 d·sinθ=kλ(取 sin30.0°=0.500),可求得该光波波长 λ=____ nm。
用共轭法(位移法)测凸透镜焦距:物与像屏间距 L 固定不变,移动透镜可在两个位置使屏上成清晰像,两位置间距为 d。实验中测得 L=90.0 cm,d=30.0 cm。由公式 f=(L²−d²)/(4L) 可得该凸透镜的焦距 f=____ cm。
用补偿法(电位差计)测电池的电动势与内阻:先将电位差计与标准电池(电动势 E₀=1.0186 V)补偿,电阻丝长度为 L₀=5.093 m;再换接待测电池补偿,长度为 L₁=7.500 m,由此得待测电池电动势 E=____ V。随后将待测电池与已知电阻 R₀=29.0 Ω 串联成回路,用电位差计测得 R₀ 两端电压对应的补偿长度为 L₂=7.250 m,则路端电压 U=1.450 V,电池内阻 r=(E−U)R₀/U=____ Ω。
用伏安法(电流表内接法)测量电阻 Rx:电压表读数 U=2.50 V,电流表读数 I=20.0 mA,已知电流表内阻 RA=1.0 Ω,电压表内阻远大于 Rx 可忽略其分流。另有一个满偏电流 Ig=100 μA、内阻 Rg=1.0 kΩ 的表头,将其并联分流电阻改装成上述电流表(量程 20.0 mA),其余参数未知。求:(1) 待测电阻 Rx 的真实阻值;(2) 该电流表改装时分流电阻的阻值 Rs。
在RLC串联电路谐振特性实验中,信号源输出电压有效值保持 U=0.20 V,电路参数为 L=0.2 H、C=0.05 μF、R=20 Ω。调节信号源频率使电路发生串联谐振。(1) 求谐振频率 f₀=1/(2π√(LC)) 的数值(取 π≈3.14,结果保留三位有效数字);(2) 求电路的品质因数 Q=ω₀L/R;(3) 求谐振时电容两端的电压有效值 U_C。
用分光计和衍射光栅测钠光波长。已知光栅常数 d=2.00×10⁻⁶ m,实验中测得钠光第一级主极大(k=1)的衍射角为 17.5°。取 sin17.5°≈0.300,根据光栅方程 d·sinθ=k·λ,钠光波长约为多少? A. 400 nm B. 500 nm C. 600 nm D. 700 nm
某实验室用铜-康铜热电偶测温。定标时以冰水混合物为参考端(0℃),测得测温端为100℃时热电动势为4.10 mV,且热电动势与温差近似成线性关系。(1)求该热电偶的灵敏度(每℃对应的热电动势);(2)实际测温时,参考端未置于冰水混合物中,而是处于20℃的室温环境中,此时测得回路热电动势为2.46 mV,求测温端的真实温度。
用稳态法测橡胶板导热系数:样品厚 d=0.010 m,截面积 S=1.0×10⁻² m²,上下面稳定温差 ΔT=20 ℃,此时加热盘的供热功率 P=10 W(已扣除散热修正,全部热量沿样品单向传导)。按傅里叶稳态导热公式 Φ=λSΔT/d,样品的导热系数 λ=____ W/(m·K)。若实验中误将样品厚度记成一半,则算得的 λ 将偏____(填“大”或“小”)。
用量热器测冰的熔解热。量热器内筒与搅拌器总质量50 g(比热容0.9 J/(g·℃)),内盛200 g水,初始温度15.0 ℃。将0 ℃冰40 g放入,完全熔解后系统平衡温度为0 ℃(设量热器与外界无热交换,水的比热容4.18 J/(g·℃))。求冰的熔解热λ(J/g)。