大学物理实验全集 上 71页

教案测量不良导体的导热系数林一仙一实验目的1、用稳态平板法测量不良导体的导热系数2、用物体的散热速率求传热速率3、掌握热电偶测量温度的方法二实验仪器导热系数仪、杜瓦瓶，热电偶、FPZ-1型多量程直流数字电压表、游标卡尺、停表三实验原理（一）稳态平板法为热流量，λ为该物质的导热系数，也称热导率，h-样品厚度，A-样品面积。所谓稳态指的是高温物体传热的速率等于低温物体散热的速率时，系统便处于一个稳定的热平衡状态。（二）实验装置及方法A-加热铜盘，P-散热铜盘；d-样品盘的直径，h-样品盘的厚度；θ1-加热铜盘的温度，θ2-散热铜盘的温度。（三）冷却法测量散热铜盘的散热速率∵；是曲线在θ2点的斜率，如下图\n∴四教学内容与步骤1、测量样品盘的厚度h和直径d，并记录散热铜盘的质量。2、系统的调整，三个盘的顺序，固定的顺序，先固定加热盘，再用三个螺丝固定三个盘。用220V加热15分钟，同时将热电偶相应插入各个插孔。提问应该怎样判断热端冷端？应该怎样使用数字电压表？3、提问：接下来应该做的实验内容是什么？稳态的测量，散热曲线的观测，各个详细的步骤可以看书。特别注意稳态的判断以及散热范围，风扇的开与关。五注意事项1、数字电压表调零要用调零旋钮和调零开关2、量程选择20mv3、散热铜盘上的洞要与杜瓦瓶同侧六考核内容1、预习报告内容是否完整，原理图、公式、表格等是否无误。2、检查三个盘是否装好，热电偶是否接对，毫伏计是否调零。3、检查实验数据是否有误。物理实验课教案实验名称：金属线胀系数的测定指导老师：林一仙时间：2007/2008学年第一学期1目的1）学习用电热法测量金属线胀系数；2）学习利用光杠杆法测量微小长度变化量；\n3）掌握图解法处理数据的方法。2仪器控温式固体线胀系数测定仪（型号GXC-S）光杠杆尺读望远镜游标卡尺3实验原理及方法3.1原理概述(a)、热膨胀原理：当温度升高时，金属杆的长度会发生变化，这种变化可用线胀系数来衡量。当温度变化不大时可用平均线胀系数α来描述。即式中和分别为物体在温度和时的长度，一般固体材料的值很小，所以也很小，因此本实验成功的关键之一就是测准的问题，我们采用光杠杆法测量。(b)、热传导和热平衡原理：温度总是从高温往低温传递，因此只要存在温差就会有热传导在进行，那么就不会处在平衡的状态。从观察方法来看，当温度不变时就表明系统处于热平衡的状态。只有在平衡状态下测出的温度和刻度才能相对应。动态平衡：指温度在某一个小范围内波动（一般不超过0.5度）。(c)、加热器的结构温度探头是放在样品（铜管）的空腔中的，因此温度探头不能及时测到样品的温度，必须等到样品和空腔中的空气达到热平衡状态时温度探头测出的温度才是样品的真实温度。3.2原理图从图2可知：所以可得：=3.3方法控温式固体线胀系数测定仪（型号GXC-S\n）是采用电热法对金属杆进行加热，加热原理如图1。由于电热法有热惯性，所以只有等到温度达到最大时才会有一个短暂的平衡，此时才能读出样品的温度和相应的刻度读数。由于固体线膨胀幅度很小，所以必须通过放大以后才能测量，这里用到的是光杠杆放大的方法，原理如图2。4教学内容原理和方法5教学组织及教学要求1）线胀系数的定义，热传导原理和热平衡原理要讲一下；2）光杠杆系统的调节和线胀系数仪的操作示范及讲解；卡尺的用法示范。3）读出与室温相对应的第一组温度和刻度；4）当温度升到最高时的读数作为测量点，一般波动时间为1-2分钟，之后就会下降。所以一般温度30秒不变就可以读数了。6实验教学的重点与难点（一）、重点：热膨胀原理和热传导原理及热平衡原理，微小变化量测量原理；（二）、难点：望远镜的调节1、对称的调节：调整望远镜使其与光杠杆镜面在同一高度，望远镜上有缺口和准星，从缺口和准星连成的线上瞄准光杠杆镜面的中心看到镜子里有刻度尺的像，这时就说明刻度尺和望远镜互为对称关系，如果没有看到刻度尺的像就要往左或往右移动整个支架直到看到刻度尺的像为止。2、望远镜的调节：拿掉镜头盖，调节望远镜的目镜，使十字叉丝清晰，再调节望远镜右侧的调焦旋钮使能看见光杠杆（同时要配合调节望远镜的高度和角度），调节望远镜使十字叉丝的交点在镜子的中心。望远镜右侧的螺丝松开就可以转动望远镜（改变角度），或者上下移动望远镜（改变高度），调好以后把螺丝旋紧就可以固定望远镜。3、清晰度的调节：逆时针调节望远镜的调焦旋钮使能看清镜子里刻度的像。调节刻度尺使十字叉丝的交点在零刻度上或附近。7实验中容易出现的问题1）找到了镜子却看不到镜子里的像，这有可能是镜面不够竖直或者第一步没调节到位以至于刻度尺和望远镜没有对称。检查问题所在并解决。2）开关一直跳（如果跳一两次后不跳就不用管它），那么就把电源开关关掉再重新预置；统一每次都关掉电源再重新预置另一个预置温度，这种情况是可以避免的。3）温度显示屏上数值不变但单位在闪动，系统紊乱了，那么就把电源开关关掉再重新预置；4）系统会自动将预置温度变为110度，这时就要重新预置，但为了避免这种情况发生，要常常关注温度的变化。8实验参考数据1）样品的长度直接给出：L=49.50cm，H=8.130cm;D=147cm;温度每隔10度伸长量大约为0.3cm2）应该将室温和相应的刻度读下来，这样就有七个点，最后一个点根据各人的情况选择测量。要注意最低的的温度和最高的温度大概要相差50度左右。3）数据处理方法：\n作图法，注意要用坐标纸；要讲一下处理方法。9实验结果检查方法1）D要用望远镜测距的方法得到，所以只有三个有效数字；2）H的读数最后位是偶数；并且大约为8cm不会差太多。10课堂实验预习检查题目1实验目的2实验仪器3实验涉及的物理量和主要的计算公式4实验步骤、内容和注意事项5数据记录表格（三线格）11思考题1）两根材料相同、粗细长度不同的金属杆，在同样的温度变化范围内，线胀系数是否相同？为什么？2）根据实验的误差计算，分析和判断哪个量对实验的精密度影响最大？为什么？3）你有什么其他方法来测量长度的微小变化？教案光的等厚干涉与应用林一仙一目的1、观察光的等厚干涉现象，加深理解干涉原理2、学习牛顿环干涉现象测定该装置中平凸透镜的曲率半径3、掌握读数显微镜的使用方法4、掌握逐差法处理数据的方法二仪器读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置三原理牛顿环装置是一个曲率半径相当大的平凸透镜放在一平板玻璃上，这样两玻璃间形成空气薄层厚度e与薄层位置到中央接触点的距离r，凸透镜曲率半径R的关系为：\n(a)(b)图20—1根据干涉相消条件易得第K级暗纹的半径与波长λ及牛顿环装置中平凸透镜的凸面曲率半径R存在下述关系：根据与K成正比的性质采取逐差法处理实验数据四教学内容和步骤1、牛顿环装置的调整，相应的提出问题，怎样将干涉图样调到装置的中心？2、显微镜的调节，焦距怎么调？叉丝怎样调节？干涉图样不清晰怎么办？反光镜怎么用？刻度尺怎么读？3、读数方法，要防止螺距差。读完一组之后要把牛顿环转90度再重新读一组。4、用逐差法处理数据，忽略仪器误差。五注意事项1、仪器轻拿轻放，避免碰撞。2、镜头不可用手触摸，有灰尘时用擦镜纸轻轻拂去不能用力擦拭。\n调焦及调鼓轮时不可超出可调范围。为防止产生螺距误差，测量过程中鼓轮只能往一个方向转动，不许中途回倒鼓轮。六主要考核内容1、预习报告内容是否完整，原理图、公式、表格等是否无误。2、看是否将干涉图样调出来，数据是否有误等。教案1迈克尔逊干涉实验一实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构；2、掌握迈克尔逊干涉仪的结构；3、观察光的等倾干涉现象并掌握波长的方法；4、掌握逐差法处理数据。二实验仪器He-Ne激光器、扩束透镜、迈克尔逊干涉仪三实验原理迈克尔逊干涉仪的光学系统如图。它由分光板G、补偿板H、定反射镜M1和动反射镜M2组成。M1和M2互相垂直，分光板和补偿板是一对材料和外型完全相同的平板光学玻璃，它们相互平行并分别和M1、、M2成大致45度夹角，分光板的次数不同引起的光程差。来自点光源（或扩展光源）的光，入射到分光板上，分为强度相同的光线“1”和光线“2”的相干光，并分别由M1和M2反射后投射到光屏上（对于扩展光源用眼睛正对着观察）产生干涉现象。由于M1和M2垂直，可以等价地看成M2的虚象和M1形成一个厚度d为的空气隙，d的大小随M2的位置改变而改变，所以两光线的光程差可由下式确定：（1）式中iˊ为光线“1”对M2的入射角。当d一定时，Δ由iˊ确定，iˊ相同的方向上光程差相等，形成了等倾干涉条纹。且满足：k=0、1、2、3……（2）呈亮条纹：\nk=0、1、2、3……（3）呈暗条纹。条纹呈明暗相间的同心环，这和牛顿环干涉条纹相似，但不同的是本同心环外侧干涉级别低，越靠圆心干涉级别越高。圆心干涉级别最高。现分析一下（2）式。对于第级亮条纹，有：（4）当d增大时，为了保证（4）式仍成立ik‘必须也增大，即k级亮条纹往外扩大，反之，减小时，ik‘也必须减小，k级亮条纹往内缩小。特别地考虑iˊ=0（即圆心）处。满足：（5）时为亮条纹。那么，d增大时，中心亮条纹的级别K增大，中心往外冒出亮条纹，d减小时，中心亮条纹级别减小，亮条纹往中心收进。每当d改变时，中心处就冒出或收进一个干涉条纹。当d改变时，中心处就冒出或收进n个干涉条纹。根据这种现象，可以测定光波波长。假设动镜M2原在位置D1上，现移动M2的位置，同时观察并计算中心亮条纹冒出或收进的数目，当M2移至位置D2时，相应地冒出或收进的亮条纹数目N。就有：四教学内容1、检查预习报告，特别对数据记录表格进行检查2、实验装置的调整，提问He-Ne激光器所发的光线与定镜之间的关系，应该怎样调整？（反射回来的光线应该出现在He-Ne激光器的头部面板上）3、示范并提问第二个问题，光斑重合的时候应该出现干涉图样，如果没有图则扩束之后仍然无法得到干涉图样，那么应该怎样调整？4、提醒几个要点a、动镜的位置应调到40~50mm之间b、如果不能产生干涉那么要检查当调节定镜背后的三个螺丝时，出现在He-Ne激光器的头部面板上的光线是否相应会动？以及对重合的斑点进行检查（换个点看看）c、干涉图样的中心应该全部出现，利用哪个部份？5、用逐差法处理数据五注意事项1、使用干涉仪时不要使工作台震动；2、切勿用手或其他物品触摸其光学表面；3、切勿正对着光学表面讲话。教案光的等厚干涉与应用林一仙一目的\n1、观察光的等厚干涉现象，加深理解干涉原理2、学习牛顿环干涉现象测定该装置中平凸透镜的曲率半径3、掌握读数显微镜的使用方法4、掌握逐差法处理数据的方法二仪器读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置三原理牛顿环装置是一个曲率半径相当大的平凸透镜放在一平板玻璃上，这样两玻璃间形成空气薄层厚度e与薄层位置到中央接触点的距离r，凸透镜曲率半径R的关系为：(a)(b)图20—1根据干涉相消条件易得第K级暗纹的半径与波长λ及牛顿环装置中平凸透镜的凸面曲率半径R存在下述关系：根据与K成正比的性质采取逐差法处理实验数据\n四教学内容和步骤1、牛顿环装置的调整，相应的提出问题，怎样将干涉图样调到装置的中心？2、显微镜的调节，焦距怎么调？叉丝怎样调节？干涉图样不清晰怎么办？反光镜怎么用？刻度尺怎么读？3、读数方法，要防止螺距差。读完一组之后要把牛顿环转90度再重新读一组。4、用逐差法处理数据，忽略仪器误差。五注意事项1、仪器轻拿轻放，避免碰撞。2、镜头不可用手触摸，有灰尘时用擦镜纸轻轻拂去不能用力擦拭。调焦及调鼓轮时不可超出可调范围。为防止产生螺距误差，测量过程中鼓轮只能往一个方向转动，不许中途回倒鼓轮。六主要考核内容1、预习报告内容是否完整，原理图、公式、表格等是否无误。2、看是否将干涉图样调出来，数据是否有误等。七参考数据K(mm)(mm)(转90度)(mm)(mm2)1027.3454.81527.2224.8224.81823.2122.53022.400\n1227.5415.21927.4355.2335.22627.3122.32222.2021427.7355.59027.6085.5985.59431.2922.14522.0101627.9075.94527.7955.9605.95235.4321.96221.8351828.0796.29127.9656.2976.29439.6121.78821.6682028.2356.60328.1256.6176.61043.6921.63221.5082228.3856.90528.2686.9136.90947.7321.48021.3552428.5317.19628.4157.2057.20051.8421.35521.2102628.6557.47028.5557.4837.47655.8921.19521.0722828.8057.73728.6857.7507.74459.9721.06820.9353028.9418.00628.8088.0038.00464.0620.93520.8053229.0628.25428.9408.2528.25368.1120.80820.688K(mm)(mm)(转90度)(mm)(mm2)1029.8059.79029.7409.9059.84896.9820.01519.835\n1230.23810.66330.19010.79510.729115.1119.57519.3951430.64811.47330.59511.60511.539133.1519.17518.9901631.02512.23030.96512.36312.296151.1918.79518.6021831.37512.93031.32513.07513.002169.0518.44518.2502031.70513.59031.66213.75413.672186.9218.11517.9082232.02514.23031.98514.40014.315204.9217.79517.5852432.32514.83732.28515.00014.918222.5617.48817.2852632.62815.43335.58515.60015.516240.7617.19516.9852832.90815.97832.86216.16716.072258.3216.93016.6953033.17816.53033.14816.73216.631276.5916.64816.4253233.43017.04233.41517.25017.146293.9816.38816.165教案2霍尔元件灵敏度测定及应用一目的1、进一步了解霍尔效应；\n1、掌握霍尔元件灵敏度及其特性的测量方法。2、测定电磁铁磁场特性二仪器VAAH电压测量双路恒流电源，SH500霍尔效应实验装置，MR-1磁阻效应实验装置。三原理1、霍尔效应及其霍尔灵敏度将金属片置于磁场中，让磁场垂直通过薄片平面。沿薄片的纵向通以电流，则在薄片的两侧面会出现微弱的电压。这就是霍尔效应，横向产生的电压叫霍尔电压，符号VH。（1）霍尔系数RH=（en）-1=C；n为薄片中载流子的浓度，e为电子带电量，d为薄片的厚度。VH=KHIB（2）KH——霍尔灵敏度，它表示该元件产生霍尔效应的强弱，即在单位磁感应强度B和单位控制电流I时，产生霍尔电压的大小。2、电磁铁气隙的磁场本实验利用电磁铁装置产生一个已知的磁场（3）m0——真空磁导率；N——励磁线圈的匝数；IM——线圈中的励磁电流；L1——气隙距离；L2——铁芯磁路平均长度；mr——铁芯相对磁导率；本实验mr=15003、电磁铁气隙中心的磁场系数（4）R——中心磁场的磁场系数四教学内容（一）磁感应强度一定，变化控制电流时霍尔元件灵敏度测定接好线路，并打开恒流源后面的开关，在一定的ICH，IM值下，调节霍尔元件在气隙里的位置和角度，使霍尔电压VH显示的数值最大为止。1、IM=200mA，依次改变：ICH=1.00,2.00,3.00,4.00,5.00,6.00,7.00,8.00,9.00,10.00mA，测量出相应的霍尔电压VH的值。2、利用开关k1,k2依次改变IM与ICH电流的方向，记录相应的数值。3、用逐差法处理数据。（二）控制电流一定，电磁铁气隙中心磁场系数的测定1、连接线路，调节霍尔元件在气隙里处于垂直与中心位置。2、ICH=1.00mA，依次改变IM=100，200，300，400，500，600，700，800mA测量出对应的霍尔电压VH值，并利用开关k1,k2依次改变IM与ICH电流的方向，记录相应的数值。3、用作图法处理数据。\n五注意事项1、元件的控制电流ICH最大不能超过30mA，否则将损坏元件。2、霍尔片很脆，不可受撞击，故实验操作时应小心谨慎，调节时动作应缓慢。实验1物体密度的测量林一仙一目的1、了解卡尺、千分尺的读数原理；2、掌握卡尺、千分尺和物理天平的使用方法；3、掌握形状规则物体的密度测量方法。二仪器游标卡尺、千分尺、物理天平三实验原理（一）游标卡尺1、结构游标卡尺是由主尺和游标尺组成，包括内量爪、外量爪、尾尺这三种测量方法。2、读数原理a、主尺读数方法：如果游标上“0”刻度线在主尺上K~K+1毫米之间的某一位置，那么就读为K；b、游标的读数：如果游标上第P条刻度线与主尺上某刻度线对齐，那么就读为P•Δ。所以物体的长度为L=K+P•Δ。（Δ为精确度）3、注意事项测量前应检查零点读数，校准。（二）千分尺1、结构千分尺的量程是25mm，精确度为0.001cm。它的主要部分是测微螺旋，由一根精密的测微螺杆和有毫米刻度的固定套管组成。固定套管外有一微分筒，微分筒上沿圆周刻有50个等分格，当微分筒旋转一周，测微螺杆正好沿轴线方向移动一个螺距0.5mm，这是千分尺的机械放大原理。2、读数方法固定套管的标尺刻在水平线的上下，上面刻度线是整毫米数，下面刻度线在上面二刻度线的中间，表示0.5mm。读数时应该先从固定套管上读出整数格（每格0.5mm），再以固定套管上的水平线为读数准线，读出微分筒上的分格数（每格0.01mm），估计到最小分格的十分之一。即0.001mm这一位。3、注意事项（1）测量前应检查零点读数，校准；（2）使用时应注意棘轮旋柄发出的响声；（3）千分尺用完，测砧间应留一点间隙。（三）物理天平1、结构主要由制动架、横梁、指针和称盘组成。2、物理天平的操作方法(a)、调节水平\n（1）调节水平螺丝中的任一个，使水准仪上的气泡处在顶部或底部位置。（2）同步调节（即同方向旋转）两个水平螺丝，使气泡位于水准仪的中央，这时天平就处于水平状态。(b)、调节零点平衡游码拔到零位置，称盘挂在刀口上，支起横梁，指针若在标尺中间，或在标中间往左右等幅振动，则天平平衡。(c)、称衡左物右码；称衡完毕要放下横梁。1、注意事项a、天平的负载量不得超过其最大称量；b、常常止动；c、取砝码勿用手拿。四实验步骤1、游标卡尺的使用测量铜柱体的直径和高，分别重复6次；计算高H，直径D的测量平均值和测量的不确定度。2、千分尺的使用测量小钢球的直径d，重复6次；计算它的平均值和不确定度。3、物理天平的使用测量铜柱和钢球的质量各一次；计算铜柱体和钢球的的密度和测量的不确定度。五数据及处理表1铜柱体直径与高度的测量数据(cm)次序123456平均sD2.4882.4862.4842.4862.4842.4842.4850.0011H2.9022.9022.9082.9042.9022.9042.9040.00234经检验以上数据没有坏值表2小钢球直径测量数据(mm)次序123456平均SX00.0020.0020.0040.0030.0010.002——Xd9.5229.5219.5189.5209.5209.520——d9.5249.5239.5229.5239.5219.5229.5228.37×10-4以上数据经检验没有坏值\n铜柱体的的密度计算：M=117.05g；(P=68.3%)小钢球密度的计算：M=3.53g；\n（P=68.3%）物理实验教案实验名称：物体密度的测定指导老师：林一仙时间：2006/2007学年第二学期1目的1、了解卡尺、千分尺的读数原理；2、掌握卡尺、千分尺和电子天平的使用方法；3、掌握形状规则物体的密度测量方法。2仪器游标卡尺、千分尺、电子天平3实验原理3.1游标卡尺1、结构游标卡尺是由主尺和游标尺组成，包括内量爪、外量爪、尾尺这三种测量方法。2、读数原理a、主尺读数方法：如果游标上“0”刻度线在主尺上K~K+1毫米之间的某一位置，那么就读为K；b、游标的读数：如果游标上第P条刻度线与主尺上某刻度线对齐，那么就读为P•Δ。所以物体的长度为L=K+P•Δ。（Δ为精确度）3、注意事项测量前应检查零点读数，校准。3.2千分尺4、结构千分尺的量程是25mm，精确度为0.001cm。它的主要部分是测微螺旋，由一根精密的测微螺杆和有毫米刻度的固定套管组成。固定套管外有一微分筒，微分筒上沿圆周刻有50个等分格，当微分筒旋转一周，测微螺杆正好沿轴线方向移动一个螺距0.5mm，这是千分尺的机械放大原理。5、读数方法固定套管的标尺刻在水平线的上下，上面刻度线是整毫米数，下面刻度线在上面二刻度线的中间，表示0.5mm。读数时应该先从固定套管上读出整数格（每格0.5mm），再以固定套管上的水平线为读数准线，读出微分筒上的分格数（每格0.01mm），估计到最小分格的十分之一。即0.001mm这一位。6、注意事项（1）测量前应检查零点读数，校准；（2）使用时应注意棘轮旋柄发出的响声；（3）千分尺用完，测砧间应留一点间隙。3.3电子天平\n1）电子天平的操作方法(a)、调节水平调节底脚螺丝使水准仪里的气泡在中央。(b)、调节零点平衡按一下面板上标有“zero”字样的按键。(c)、称衡如果屏幕显示“0.00g”即可将物体放进去称重，如果不是就按面板上的“unit”键，直到出现“0.00g”。2）注意事项天平的负载量不得超过其最大称量：600g；4教学内容实验原理：卡尺的测量原理，千分尺的测量原理，天平的测量原理；操作示范；5实验教学组织及教学要求讲解原理，测量要求，测量的注意事项；让学生自行操作；检查数据，并要求整理。6实验教学的重点与难点基本测量是其他实验的基础因此都应该掌握；难点：千分尺的调零和天平调水平与调平衡。7实验中容易出现的问题容易把千分尺的零点读错。8实验参考数据表1铜柱体直径与高度的测量数据(cm)次序123456平均sD2.4882.4862.4842.4862.4842.4842.4850.0011H2.9022.9022.9082.9042.9022.9042.9040.00234M=117.05g表2小钢球直径测量数据(mm)次序123456平均SX00.0020.0020.0040.0030.0010.002——Xd9.5229.5219.5189.5209.5209.520——d9.5249.5239.5229.5239.5219.5229.5228.37×10-4m=3.53g9实验结果检查方法卡尺最后一位是偶数，铜柱的直径和高相差约为0.420cm小钢球就照参考数据。10课堂实验预习检查题目实验目的，实验原理，实验内容及步骤，注意事项，记录数据表格。11思考题1）测量铜柱和钢球的直径时，为什么要选择不同方位多次测量？\n1）说明千分尺测量时，若旋动微分筒来卡紧测件进行测量时，为什么会有较大误差？2）若天平的两臂长不完全相同，对测量有什么影响，应如何加以修正？物理实验教案实验名称：物体速度、加速度的测量指导老师：林一仙时间：2006-2007学年第二学期1目的1）学会使用气垫导轨和数字毫秒计。2）掌握测量速度和加速度。2仪器气垫导轨、滑块，数字毫秒计，弹簧。3实验原理3.1速度和加速度的测量物体作直线运动时，如果在△t时间间隔内，通过的位移为△x，则物体在△t的时间间隔内的平均速度V为：（1）当△t趋近于零时，平均速度的极限值就是该时刻（或是该位置）的瞬时速度。当滑块在气垫导轨上运动时，通过测量滑块上的档光板经过光电门的档光时间△t和测量档光板的宽度△x（见图2-1）。即可求出滑块在△t时间内的平均速度v。由于档光板宽度比较窄，可以把平均速度近似地看成滑块通过光电门的瞬时速度。档光板愈窄，相应的△t就愈小，平均速度就更为准确地反映滑块在经过光电门位置时的瞬时速度。在水平的气轨上的滑块，如果受到水平方向的恒力作用，则滑块在气轨上作匀加速度运动，分别测量滑块通过两个光电门时的初速度和末速度，并测出两个光电门的间距S，则滑块的加速度a 为：(2)在水平的气轨的倾斜度调节螺丝下面，垫进垫块。图2-1挡光板如图2-2所示，使导轨倾斜，滑块在斜面上所受的合力为mgSinα是一个常量，因此，滑块作加速度直线运动，即：（3）式中L为导轨地脚螺丝间的距离，h为垫块的厚度。由（2）（3）两式可得：（4）\n图2-2气垫导轨示意图4教学内容4.1.1接通数字毫秒计1）将数字毫秒计开关打开，显示屏上显示“P”，表示数字毫秒计处于待测状态。2）将输入选择键置于白炽灯，光电门上的小灯珠亮。3）将功能/修改键置于。4）将时标/预置键置于0.1ms(即显示屏上的左边第1位)。5）用铅笔杆对任一光电门作短暂挡光，毫秒计开始计时，显示屏上左边第1位出现“一”杆，若再档一下光，毫秒计就显示数据，表示毫秒计光电系统正常工作。6）按复位键进行更换测量方式。然后重新选用功能/修改键设定仪器测量方式。4.1.2调节气垫导轨水平1）滑块静止判断法：通气后将滑块置于导轨上的任何位置，若滑块都能静止不动（或基本上不动），则可认为导轨已调平，否则，继续调单脚螺丝，直到水平为止。2）滑块运动判断法：将功能/修改键置于方式，滑块插上空心档光板，让运动的滑块以一定速度先后通过相距约50cm的两个光电门，若毫秒计上，显示的两个时间两近似相等，则可认为导轨已调水平，否则要继续调节螺旋，直到水平为止。3）调水平后，在导轨的一端垫上一块厚1.00cm的垫块，使导轨倾斜。4）调整光电门的位置。将光电门置于标尺100.00cm处，置于标尺的50.00cm处，使。5）让滑块从导轨的高端自由滑下，测出滑块经过第一个光电门和第二个光电门的档光时间和。（用空心档光片，挡光片的宽度为。）重复测量8次，并确定滑块经过两光电门位置的速度、加速度及其不确定度。6）把垫块换到导轨的另一端，按照步骤5再测，两次取平均值。7）用（4）式计算重力加速度。5实验教学组织及教学要求讲解原理，测量要求，测量的注意事项；让学生自行操作；检查数据，并要求整理。6实验教学的重点与难点\n重点：掌握测量速度和加速度的方法。难点：气垫导轨的水平调节。7实验中容易出现的问题1）水平调节，有时候是气垫导轨的问题。2）光电门易不挡光，主要是因灯泡的光没有对准接收光管。3）滑块漂不起来，可能是气孔赌塞，就要通孔。特别注意：还没有通气时不要把滑块放在导轨上，同时做完实验要把滑块从导轨上取下。8实验参考数据表1t1(s)t2(s)t1(s)(垫块在另一端)t2(s)(另一端)Δx(cm)S(cm)h(cm)L(cm)0.02550.03750.03060.04401.0050.001.00135.000.02550.03770.03060.04420.02560.03780.03060.04450.02550.03830.03080.04400.02540.03800.03050.04430.02550.03800.03070.04460.02540.03810.03060.04390.02540.03810.03050.0441表2t1(s)t2(s)t1(s)(垫块在另一端)t2(s)(另一端)Δx(cm)S(cm)h(cm)L(cm)0.02800.04140.02870.04431.0050.001.00135.000.02800.04210.02830.04360.02820.04240.02810.04390.02800.04180.02880.04360.02800.04150.02840.04360.02810.04150.02860.04389实验结果检查方法垫块在两端的数据应该尽量接近。10课堂实验预习检查题目实验目的，实验原理，实验内容及步骤，注意事项，记录数据表格。11思考题实验2物体速度加速度测量1实验目的1）学会使用气垫导轨和数字毫秒计。\n2）掌握测量速度和加速度。3）观测、验证简谐振动的运动规律。2实验仪器气垫导轨、滑块，数字毫秒计，弹簧。3实验原理3.1速度和加速度的测量物体作直线运动时，如果在△t时间间隔内，通过的位移为△x，则物体在△t的时间间隔内的平均速度V为：（1）当△t趋近于零时，平均速度的极限值就是该时刻（或是该位置）的瞬时速度。当滑块在气垫导轨上运动时，通过测量滑块上的档光板经过光电门的档光时间△t和测量档光板的宽度△x（见图2-1）。即可求出滑块在△t时间内的平均速度v。由于档光板宽度比较窄，可以把平均速度近似地看成滑块通过光电门的瞬时速度。档光板愈窄，相应的△t就愈小，平均速度就更为准确地反映滑块在经过光电门位置时的瞬时速度。在水平的气轨上的滑块，如果受到水平方向的恒力作用，则滑块在气轨上作匀加速度运动，分别测量滑块通过两个光电门时的初速度和末速度，并测出两个光电门的间距S，则滑块的加速度a 为：(2)在水平的气轨的倾斜度调节螺丝下面，垫进垫块。图2-1挡光板如图2-2所示，使导轨倾斜，滑块在斜面上所受的合力为mgSinα是一个常量，因此，滑块作加速度直线运动，即：（3）式中L为导轨地脚螺丝间的距离，h为垫块的厚度。由（2）（3）两式可得：（4）图2-2气垫导轨示意图4实验内容及步骤4.1.1接通数字毫秒计\n1）将数字毫秒计开关打开，显示屏上显示“P”，表示数字毫秒计处于待测状态。2）将输入选择键置于白炽灯，光电门上的小灯珠亮。3）将功能/修改键置于。4）将时标/预置键置于0.1ms(即显示屏上的左边第1位)。5）用铅笔杆对任一光电门作短暂挡光，毫秒计开始计时，显示屏上左边第1位出现“一”杆，若再档一下光，毫秒计就显示数据，表示毫秒计光电系统正常工作。6）按复位键进行更换测量方式。然后重新选用功能/修改键设定仪器测量方式。4.1.2调节气垫导轨水平1）滑块静止判断法：通气后将滑块置于导轨上的任何位置，若滑块都能静止不动（或基本上不动），则可认为导轨已调平，否则，继续调单脚螺丝，直到水平为止。2）滑块运动判断法：将功能/修改键置于方式，滑块插上空心档光板，让运动的滑块以一定速度先后通过相距约50cm的两个光电门，若毫秒计上，显示的两个时间两近似相等，则可认为导轨已调水平，否则要继续调节螺旋，直到水平为止。3）调水平后，在导轨的一端垫上一块厚1.00cm的垫块，使导轨倾斜。4）调整光电门的位置。将光电门置于标尺100.00cm处，置于标尺的50.00cm处，使。5）让滑块从导轨的高端自由滑下，测出滑块经过第一个光电门和第二个光电门的档光时间和。（用空心档光片，挡光片的宽度为。）重复测量8次，并确定滑块经过两光电门位置的速度、加速度及其不确定度。6）把垫块换到导轨的另一端，按照步骤5再测，两次取平均值。7）用（4）式计算重力加速度。五数据处理要求1）时间测量数据记录表格。t1(s)t2(s)t1(s)(垫块在另一端)t2(s)(另一端)Δx(cm)S(cm)h(cm)L(cm)0.02550.03750.03060.04401.0050.001.00135.000.02550.03770.03060.04420.02560.03780.03060.04450.02550.03830.03080.04400.02540.03800.03050.04430.02550.03800.03070.04460.02540.03810.03060.04390.02540.03810.03050.0441\n1）计算速度、加速度测量平均值及不确定度。；；；；；；；；；；；；；；2）计算重力加速度测量平均值及不确定度。4）实验结果\n六注意事项1气垫导轨使用注意事项1）导轨表面和滑块都是经仔细加工，两者配套使用，不要随意更换。实验中严禁敲、碰、划伤破坏表面的光洁度。导轨未通入压缩气体时，不许将滑块放在导轨上面滑动，滑块要夹装或调整档光板时，要把滑块从导轨上取下，装好后再放上去，以防挫伤表面。2）实验前，导轨表面和滑块内表面要用棉花沾少许酒精擦洗干净。实验完毕，要先取下滑块，把所有的附件放入附件盒，然后再关掉气源。2数字毫秒计的使用注意事项：毫秒计是精密仪器，使用前应仔细阅读有关附录，如果仪器发生故障，要及时向教师反映，不得自行随意乱按面板按键。1）时间测量数据记录表格。t1(s)t2(s)t1(s)(垫块在另一端)t2(s)(另一端)Δx(cm)S(cm)h(cm)L(cm)0.02800.04140.02870.04431.0050.001.00135.000.02800.04210.02830.04360.02820.04240.02810.04390.02800.04180.02880.04360.02800.04150.02840.04360.02810.04150.02860.04382）计算速度、加速度测量平均值及不确定度。；；；；；；；；；；；；\n；；1）计算重力加速度测量平均值及不确定度。几个要点1、数字毫秒计的用法，主要是P1和P2方式，P1用在检验光电系统是否正常，P2用在检验水平和测时间。2、气垫导轨的水平粗调，细调用P2方式，要注意观察气体的流动是否异常，滑块如果有滑不动的现象就说明气孔堵了，用细铁丝通。3、测出来的不同两端的数据不可相差太大否则，标准偏差会很大。物理实验课教案实验名称：物体转动惯量的测定指导教师：林一仙一、实验目的1、掌握水平调节与时间测量方法；2、掌握三线摆测定物体转动惯量的方法；3、掌握利用公式法测这定物体的转动惯量。二、实验仪器三线摆装置电子秒表卡尺米尺水平器三、实验原理及方法1、三线摆法测定物体的转动惯量\n机械能守恒定律：简谐振动：通过平衡位置的瞬时角速度的大小为：；所以有：根据图1可以得到：从图2可以看到：根据余弦定律可得所以有：整理后可得：\n；摆角很小时有：所以：整理得：；又因，所以：若其上放置圆环，并且使其转轴与悬盘中心重合，重新测出摆动周期为T1和H1则：待测物的转动惯量为：I=I1-I02、公式法测定物体的转动惯量圆环的转动惯量为：四、教学内容1、原理讲述机械能守恒定律简谐振动余弦定律：近公似方法：；2、实验内容（1）、三线摆法测定圆环绕中心轴的转动惯量a、用卡尺分别测定三线摆上下盘悬挂点间的距离a、b（三个边各测一次再平均）；b、调节三线摆的悬线使悬盘到上盘之间的距离H大约50cm多；\nc、调节三线摆地脚螺丝使上盘水平后再调节三线摆悬线的长度使悬盘水平；d、用米尺测定悬盘到上盘三线接点的距离H；e、让悬盘静止后轻拨上盘使悬盘作小角度摆动（注意观察其摆幅是否小于10度，摆动是否稳定不摇晃。）；f、用电子秒表测定50个摆动周期的摆动的时间t；g、把待测圆环置于悬盘上（圆环中心必须与悬盘中心重合）再测定悬盘到三线与上盘接点间的距离H1，重复步骤e、f。（2）、公式法测定圆环绕中心轴的转动惯量用卡尺分别测定圆环的内径和外径，根据上表中圆环绕中心轴的转动惯量计算公式确定其转动惯量测定结果。（圆环质量见标称值）五、实验教学组织1、先讲原理，课本的原理图中的A1C1要连起来，这里有一个余弦定律，然后操作示范。2、提醒常出问题的地方：周期，卡尺的读数等。3、卡尺和秒表的用法。4、a、b可在调水平前测量，也可以在做完实验后测量，但不要在中间过程测量。六、实验教学的重点及难点1、重点：原理的应用和能力的锻炼2、难点：时间的测量和数据处理七、实验中容易出现的问题1、周期算错，50个周期就应该当三线摆从第一个平衡位置到第51个平衡位置。2、卡尺读数读错，最后一位是偶数，以厘米为单位的话就要保留到小数点后三位。八、实验参考数据表一三线摆法项目123456平均值a(cm)4.2804.3104.2944.295b(cm)11.29611.32411.31411.311H(cm)49.5549.5849.6049.7049.6049.7549.63t(s)85.7286.1986.3185.6086.0486.2786.02H1(cm)50.1049.8050.0049.9050.0550.1049.99t1(s)94.3592.8894.3695.2295.3094.88表二公式法项目123456平均值D(cm)12.18212.17812.16012.18012.17612.184d(cm)10.17810.16010.14210.18610.18010.13410.163另一种型号（大盘）表一三线摆法项目123456平均值a(cm)8.6368.6268.6988.653b(cm)17.26417.37417.20017.279H(cm)50.9050.8050.7050.8550.9050.8050.82\nt(s)77.0676.8576.9776.6976.8177.2576.94H1(cm)51.0551.1551.1051.0050.9551.0551.05t1(s)84.5384.6384.8885.2884.7584.3484.34表二公式法项目123456平均值D(cm)19.02219.01819.00419.02818.98819.02619.014d(cm)16.94016.96217.02016.96616.98616.96616.973九、实验结果检查方法1、时间的检查：当加上圆后时间变长了，前后相差约9s（小盘），8s（大盘）；2、长度量的检查：两种仪器，米尺和卡尺它们有相应的有效数字。十、课堂实验预习检查题目1、实验目的2、实验原理及原理图3、计算公式4、实验步骤5、数据记录表格6、注意事项三线摆实验报告林一仙一、实验目的1、掌握水平调节与时间测量方法；2、掌握三线摆测定物体转动惯量的方法；3、掌握利用公式法测这定物体的转动惯量。二、实验仪器三线摆装置电子秒表卡尺米尺水平器三、实验原理1、三线摆法测定物体的转动惯量\n机械能守恒定律：简谐振动：通过平衡位置的瞬时角速度的大小为：；所以有：根据图1可以得到：从图2可以看到：根据余弦定律可得所以有：整理后可得：\n；摆角很小时有：所以：整理得：；又因，所以：若其上放置圆环，并且使其转轴与悬盘中心重合，重新测出摆动周期为T1和H1则：待测物的转动惯量为：I=I1-I02、公式法测定物体的转动惯量圆环的转动惯量为：四、实验内容1、三线摆法测定圆环绕中心轴的转动惯量a、用卡尺分别测定三线摆上下盘悬挂点间的距离a、b（三个边各测一次再平均）；b、调节三线摆的悬线使悬盘到上盘之间的距离H大约50cm多；c、调节三线摆地脚螺丝使上盘水平后再调节三线摆悬线的长度使悬盘水平；d、用米尺测定悬盘到上盘三线接点的距离H；e、让悬盘静止后轻拨上盘使悬盘作小角度摆动（注意观察其摆幅是否小于10度，摆动是否稳定不摇晃。）；f、用电子秒表测定50个摆动周期的摆动的时间t；g、把待测圆环置于悬盘上（圆环中心必须与悬盘中心重合）再测定悬盘到三线与上盘接点间的距离H1，重复步骤e、f。2、公式法测定圆环绕中心轴的转动惯量用卡尺分别测定圆环的内径和外径，根据上表中圆环绕中心轴的转动惯量计算公式确定其转动惯量测定结果。（圆环质量见标称值）五、数据处理表一三线摆法项目123456平均值\na(cm)4.2804.3104.2944.295b(cm)11.29611.32411.31411.311H(cm)49.5549.5849.6049.7049.6049.7549.63t(s)85.7286.1986.3185.6086.0486.2786.02H1(cm)50.1049.8050.0049.9050.0550.1049.99t1(s)94.3592.8894.3695.2295.3094.88表二公式法项目123456平均值D(cm)12.18212.17812.16012.18012.17612.184d(cm)10.17810.16010.14210.18610.18010.13410.163m=299g;M=543g;;;;;\n;,剔除之后重新计算平均值：;\n;,剔除之后重新计算平均值：;;g·cm2；；\n另一种型号（大盘）表一公式法项目123456平均值a(cm)8.6368.6268.6988.653b(cm)17.26417.37417.20017.279H(cm)50.9050.8050.7050.8550.9050.8050.82t(s)77.0676.8576.9776.6976.8177.2576.94H1(cm)51.0551.1551.1051.0050.9551.0551.05t1(s)84.5384.6384.8885.2884.7584.3484.34表二公式法项目123456平均值D(cm)19.02219.01819.00419.02818.98819.02619.014d(cm)16.94016.96217.02016.96616.98616.96616.973m=395g;M=400g;;;\n;;;\n;;g·cm2；；\n六、思考题1、三线摆法主要的误差在时间上，公式法不用测量时间所以会比较准确。2、对三线摆装置上下盘进行水平调节的目的是减少误差。3、摆幅过大可造成不是简谐振动和误差太大。4、对周期的测量方面可改进，另外就是长度测量的误差，从这几个方面去考虑。物理实验教案实验名称：扭摆法测定物体转动惯量指导老师：林一仙，沈跃飞，郑依妹时间：2006-2007学年第二学期1目的1）熟悉扭摆的构造、使用方法，以及转动惯量测试仪的使用方法；2）学会用扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量和弹簧的扭转常数，并通过理论公式推算出物体的转动惯量；3）验证转动惯量与距离平方的关系。2仪器扭摆、转动惯量测试仪、游标卡尺、电子天平3实验原理3.1原理将物体在水平面内转过一定的角度，在扭摆的弹簧的恢复力矩作用下物体绕垂直轴作往返扭转运动。根据胡克定律有：M=-KΘ（1）根据转动定律有：M=Ιβ（2）令ω2=K/I，忽略轴承的摩擦阻力矩，由（1）、（2）得：上述方程表示扭摆运动具有角简谐振动的特性，角加速与角位移成正比，且方向相反。此方程的解为：式中，A为谐振动的角振幅，φ为初相位角，ω为角速度，此谐振动的周期为：\n（3）由（3）式得：可见只要知道弹簧扭转常数，测得物体扭摆的摆动周期，便可确定物体的转动惯量I。3.2弹簧扭转常数测量方法本实验利用公式法先测得圆柱体的转动惯量，再用扭摆测出载物盘的摆动周期T1，再把圆柱体放到载物盘上，测出此时的摆动周期T2，分别代入（4）式，整理得：（5）其中I0为圆柱体的转动惯量。4教学内容4.1测定扭摆装置的弹簧扭转常数1）选择圆柱体，重复6次测量其几何尺寸及其质量，根据公式确定其转动惯量；2）把载物盘安装在转轴上并紧固，调整扭摆机座底脚螺丝，使水平仪的气泡位于中心；3）调节好计时装置，并调光电探头的位置使载物盘上的挡光杆处于其缺口中央且能遮住发射、接收红外光线的小孔；4）让其摆动，重复测量6次20个周期t1；5）把圆柱体置于载物盘上，再让其摆动并重复6次测量20个周期t2。4.2测定球体的转动惯量1）将塑料球安装在扭摆的转轴上并紧固；2）让其摆动并重复6次测定10个周期t4.3验证转动惯量平行轴定理1）装上金属细杆（金属细杆中心必须与转轴重合），测定摆动周期t（10个T）；2）将滑块对称放置在细杆两边的凹槽内，此时滑块质心离转轴的距离分别为5.00，10.00，15.00，20.00，25.00cm，测定摆周期t（10个T），验证转动惯量平行轴定理（计算转动惯量时，应扣除支架的转动惯量）。4.4数据处理方法不确定度的计算方法和作图法5实验教学组织及教学要求讲解原理，测量要求，测量的注意事项；让学生自行操作；检查数据，并要求整理。6实验教学的重点与难点重点：测定扭摆装置的弹簧扭转常数。难点：数据运算量较大，容易出错，并键在于要先转换公式后计算。7实验中容易出现的问题1）弹簧的扭转常数K值不是固定常数，它与摆动角度略有关系，摆角90°左右基本相同，在小角度时变小。为了降低实验时由于摆动角度变化过大带来的系统误差，在测定各种物体的摆动周期时，摆角不宜过小，摆幅也不宜变化过大；\n2）光电探头应酬放置在挡光杆平衡位置处，挡光杆不能和它相接触，以免增大摩擦力矩；3）机座应保持水平状态；4）在安装待测物体时，其支架必须全部套入扭摆主轴，并将止动螺丝旋紧，否则扭摆不能正常工作；5）在称金属细杆与木球的质量时，必须将支架取下否则会带来极大误差。特别注意：测完平行轴定理之后要拆卸装置，圆柱体拆下来时，螺丝要锁紧，否则掉了无法做实验。8实验参考数据表1测定扭转常数和球体转动惯量M圆柱体（g）t1（20T,n=41）st2（20T,n=41）sD(mm）t球（10T,n=21）355.2514.8320.189.97213.3614.8020.179.97013.3514.8420.179.97213.3514.8220.179.97013.3414.8220.189.97013.3314.8320.179.96613.35表2验证转动惯量与距离平方的关系t杆（10T,n=21）X=5.00cmX=10.00cmX=15.00cmX=20.00cmX=25.00cm20.9323.9330.8439.6749.6959.9520.9223.9130.7939.6949.2159.9020.9223.9130.6639.6949.6859.9820.9030.8459.9520.9120.939实验结果检查方法卡尺最后一位是偶数，圆柱体的直径9.970左右；转动惯量与距离的平方成正比。10课堂实验预习检查题目实验目的，实验原理，实验内容及步骤，注意事项，记录数据表格。11思考题1）扭转常数K值与摆动角度有何关系？怎样才能减小实验的误差？实验4扭摆法测定物体转动惯量林一仙沈跃飞1实验目的1）熟悉扭摆的构造、使用方法，以及转动惯量测试仪的使用方法；2）学会用扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量和弹簧的扭转常数，并与理论值进行比较；3）验证转动惯量平行轴定理。2实验仪器扭摆、转动惯量测试仪、卡尺\n3实验原理3.1原理将物体在水平面内转过一定的角度，在扭摆的弹簧的恢复力矩作用下物体绕垂直轴作往返扭转运动。根据胡克定律有：M=-KΘ（1）根据转动定律有：M=Ιβ（2）令ω2=K/I，忽略轴承的摩擦阻力矩，由（1）、（2）得：上述方程表示扭摆运动具有角简谐振动的特性，角加速与角位移成正比，且方向相反。此方程的解为：式中，A为谐振动的角振幅，φ为初相位角，ω为角速度，此谐振动的周期为：（3）由（3）式得：可见只要知道弹簧扭转常数，测得物体扭摆的摆动周期，便可确定物体的转动惯量I。3.2弹簧扭转常数测量方法本实验利用公式法先测得圆柱体的转动惯量，再用扭摆测出载物盘的摆动周期T1，再把圆柱体放到载物盘上，测出此时的摆动周期T2，分别代入（4）式，整理得：（5）其中I0为圆柱体的转动惯量。4实验内容和步骤4.1测定扭摆装置的弹簧扭转常数1）选择圆柱体，重复6次测量其几何尺寸及其质量，根据公式确定其转动惯量；2）把载物盘安装在转轴上并紧固，调整扭摆机座底脚螺丝，使水平仪的气泡位于中心；3）调节好计时装置，并调光电探头的位置使载物盘上的挡光杆处于其缺口中央且能遮住发射、接收红外光线的小孔；4）让其摆动，重复测量6次20个周期t1；5）把圆柱体置于载物盘上，再让其摆动并重复6次测量20个周期t2。4.2测定球体的转动惯量1）将塑料球安装在扭摆的转轴上并紧固；2）让其摆动并重复6次测定10个周期t4.3验证转动惯量平行轴定理1）装上金属细杆（金属细杆中心必须与转轴重合），测定摆动周期t（10个T）；\n2）将滑块对称放置在细杆两边的凹槽内，此时滑块质心离转轴的距离分别为5.00，10.00，15.00，20.00，25.00cm，测定摆周期t（10个T），验证转动惯量平行轴定理（计算转动惯量时，应扣除支架的转动惯量）。4.4注意事项1）弹簧的扭转常数K值不是固定常数，它与摆动角度略有关系，摆角90°左右基本相同，在小角度时变小。为了降低实验时由于摆动角度变化过大带来的系统误差，在测定各种物体的摆动周期时，摆角不宜过小，摆幅也不宜变化过大；2）光电探头应酬放置在挡光杆平衡位置处，挡光杆不能和它相接触，以免增大摩擦力矩；3）机座应保持水平状态；4）在安装待测物体时，其支架必须全部套入扭摆主轴，并将止动螺丝旋紧，否则扭摆不能正常工作；5）在称金属细杆与木球的质量时，必须将支架取下否则会带来极大误差。特别注意：测完平行轴定理之后要拆卸装置，圆柱体拆下来时，螺丝要锁紧，否则掉了无法做实验。5数据记录和处理表1测定扭转常数和球体转动惯量M圆柱体（g）t1（20T,n=41）st2（20T,n=41）sD(mm）t球（10T,n=21）355.2514.8320.189.97213.3614.8020.179.97013.3514.8420.179.97213.3514.8220.179.97013.3414.8220.189.97013.3314.8320.179.96613.35表2验证转动惯量平行轴定理t杆（10T,n=21）X=5.00cmX=10.00cmX=15.00cmX=20.00cmX=25.00cm20.9323.9330.8439.6749.6959.9520.9223.9130.7939.6949.2159.9020.9223.9130.6639.6949.6859.9820.9030.8459.9520.9120.93①圆柱体的转动惯量：经肖维涅准则检验，D没有坏值\n(P=68.3%)②弹簧的扭转常数(P=68.3%)③测球体的转动惯量：\n(P=68.3%)④验证平行轴定理金属细杆：X=5.00cmX=10.00cmX=15.00cmX=20.00cmX=25.00cm\n表2验证转动惯量与距离的关系0.250.12691.000.48082.251.0724.001.9016.252.978平行轴定理：实验结果\n实验5单摆及随机误差分布实验林一仙一、实验目的1、利用单摆测重力加速度；2、利用单摆验证随机误差的正态分布规律；3、学习统计直方图的画法并加深对随机误差统计规律的认识；4、学习用计算平均值法处理数据。二、实验仪器单摆实验装置一套，米尺，数字毫秒计三、实验原理（一）、如果在一固定点上悬挂一根不能伸长、无质量的线，并在线的末端悬一质量为m的质点，这就构成了一个单摆。我们知道单摆的幅角θ很小时，单摆的振动周期T和摆长L有如下关系：由于悬线有质量，实验中用小球或圆柱等的质心代替质点，所以以上单摆实际上并不存在，因此实验要求小球或圆柱的质量要远大于悬线的质量，而它的半径或高要远小于悬线的长度，这样质心才能代替质点，并可用（1）式进行计算。但此时必须将悬挂点到质心的距离作为摆长。若L固定，测出T即可求出g。（二）、测量的最终目的是为了求得被测物理量的真实大小，但是由于误差的存在，真值无法绝对准确地测得。即使在排除了系统误差之后，也只有通过一系列的测量，取得一组足够多的数据之后，进行统计处理，来求得最接近真值的数值和这个数值接近真值的程度。统计直方图是用实验研究某一物理现象统计分布规律的一种粗略的方法，它简便、直观。在许多场合，尤其是在被研究的现象的规律完全无知的情况下，可作为一种初步分析手段。下面介绍如何作出测量数据的统计直方图。对某一物理量在相同条件下进行n次重复测量（n≥100），得到n个结果X1，X2，…Xn，先找出它的最小值和最大值，可确定一个区间[Xノ，Xノノ]，这个区间包含了全部测量数据，将区间[Xノ，Xノノ]分成若干个，比如K个，则每个小区间的间隔△为：统计测量结果出现在Xノ+△，Xノ+2△，…，Xノ+K△各个小区间的次数称为频数用Δn表示。频数Δn与测量次数n之比，即Δn/n，称为测量值在该区间内出现的相对频数。作直方图的具体步骤如下：（1）找出实验数据中的最大值Xノノ和最小值Xノ。（2）数据分组。数据分组的组数与直方图形状直接有关。一般，当实验数据较多时组数取为10~20；实验数据少于50个时，分成5~6组。\n（3）统计频数。将数据整理排队，统计出落在上述每个分组中的数据个数（即每个分组的频数），得到分组的频数表。频数Δn与测量次数n之比，得相对频数Δn/n，由于∑Δn=n，所以∑Δn/n=1。作直方图。以测量数据为横坐标，以频数Δn（或相对频数Δn/n）为纵坐标，画出各小区间及其对应的频数Δn（或相对频数Δn/n）的高度，则得到一组矩形图，这就是统计直方图，方再根据分布情况画成光滑曲线，这就是随机误差的分布规律（概率密度分布曲线），当n→∞时曲线的分布就称为正态分布。具体情况参看绪论中关于随机误差的基础知识，这里就不再介绍了。四、实验内容和步骤（一）、测重力加速度1、摆长L2、单摆周期摆角应小于5度，记录30个周期的时间t,重复10次。3、计算重力加速度及不确定度（二）、随机误差的统计规律1、摆作小角度摆动2、单摆动6个周期的时间，重复150次3、量结果的统计直方图五、数据记录及处理（一）、测重力加速度L=0.9880m表1单摆周期实验数据次序t（s）次序t（s）160.08660.16260.20760.13360.17860.24460.18960.23560.141060.17;;无坏值\n(P=68.3%)（二）、随机误差的统计规律表2随机误差的统计规律数据次序12345678910011.9412.0312.1612.0411.8711.9412.0311.8111.8411.84111.9411.9111.9411.9111.9111.9412.0311.8811.8711.94211.9411.9711.8411.9311.8211.9011.9311.8711.9411.97311.9411.8411.9612.0011.8211.9111.8411.9711.7811.97412.0612.0312.0311.8811.8511.9311.9311.9111.9712.00511.8411.9011.9312.0911.9312.0311.8811.8111.9411.90611.9411.9011.8811.9112.0011.8111.9411.9712.0311.84712.0011.8711.8411.8711.9411.9712.0611.8411.8511.94811.8711.9711.8811.8411.8111.9411.9411.8811.9112.00911.8811.9411.9111.8811.9111.8811.8711.9111.7511.751011.9111.9111.9011.9411.9711.8111.9311.9111.8711.911111.9311.9011.9311.9011.8411.9111.8711.9711.8111.881211.9411.8712.0011.9411.9111.9411.8711.7511.9711.901311.8811.8711.8711.8411.9011.9711.8711.9111.8111.841411.9111.9111.9611.8111.8411.8411.9111.8111.9011.91作测量结果的统计直方图。min:11.75max:12.16step:0.03序范围频数相对频数序范围频数相对频数111.745～11.77530.021112.045～12.07520.013211.775～11.80510.0071212.075～12.10510.007311.805～11.835110.0731312.105～12.13500411.835～11.865170.1131412.135～12.16510.007511.865～11.895250.1671512.165～12.19500611.895～11.925310.207711.925～11.955300.2811.955～11.985140.093911.985～12.01560.041012.015～12.04580.053有坏值：12.16剔除无坏值得所剩数据没有坏值，则有：\n(P=68.3%)统计直方图：六、意事项1、实验过程中条件要保持稳定，使摆角的幅角小些，并尽量保持一定，使单摆周期一定。2、统计规律需要大量的实验数据作为基础，否则不可能得到正确的结论，实验时注意力必须高度集中，并细心处理实验数据。物理实验教案实验名称：单摆及随机误差分布实验指导老师：林一仙时间：2006/2007学年第二学期1实验目的1、利用单摆测重力加速度；2、利用单摆验证随机误差的正态分布规律；3、学习统计直方图的画法并加深对随机误差统计规律的认识；4、学习用计算平均值法处理数据。\n2实验仪器单摆实验装置一套，米尺，数字毫秒计3实验原理及方法3.1原理如果在一固定点上悬挂一根不能伸长、无质量的线，并在线的末端悬一质量为m的质点，这就构成了一个单摆。我们知道单摆的幅角θ很小时，单摆的振动周期T和摆长L有如下关系：由于悬线有质量，实验中用小球或圆柱等的质心代替质点，所以以上单摆实际上并不存在，因此实验要求小球或圆柱的质量要远大于悬线的质量，而它的半径或高要远小于悬线的长度，这样质心才能代替质点，并可用（1）式进行计算。但此时必须将悬挂点到质心的距离作为摆长。若L固定，测出T即可求出g。3.2统计直方图的作法测量的最终目的是为了求得被测物理量的真实大小，但是由于误差的存在，真值无法绝对准确地测得。即使在排除了系统误差之后，也只有通过一系列的测量，取得一组足够多的数据之后，进行统计处理，来求得最接近真值的数值和这个数值接近真值的程度。统计直方图是用实验研究某一物理现象统计分布规律的一种粗略的方法，它简便、直观。在许多场合，尤其是在被研究的现象的规律完全无知的情况下，可作为一种初步分析手段。下面介绍如何作出测量数据的统计直方图。对某一物理量在相同条件下进行n次重复测量（n≥100），得到n个结果X1，X2，…Xn，先找出它的最小值和最大值，可确定一个区间[Xノ，Xノノ]，这个区间包含了全部测量数据，将区间[Xノ，Xノノ]分成若干个，比如K个，则每个小区间的间隔△为：统计测量结果出现在Xノ+△，Xノ+2△，…，Xノ+K△各个小区间的次数称为频数用Δn表示。频数Δn与测量次数n之比，即Δn/n，称为测量值在该区间内出现的相对频数。作直方图的具体步骤如下：（1）找出实验数据中的最大值Xノノ和最小值Xノ。（2）数据分组。数据分组的组数与直方图形状直接有关。一般，当实验数据较多时组数取为10~20；实验数据少于50个时，分成5~6组。（3）统计频数。将数据整理排队，统计出落在上述每个分组中的数据个数（即每个分组的频数），得到分组的频数表。频数Δn与测量次数n之比，得相对频数Δn/n，由于∑Δn=n，所以∑Δn/n=1。作直方图。以测量数据为横坐标，以频数Δn（或相对频数Δn/n）为纵坐标，画出各小区间及其对应的频数Δn（或相对频数Δn/n）的高度，则得到一组矩形图，这就是统计直方图，方再根据分布情况画成光滑曲线，这就是随机误差的分布规律（概率密度分布曲线），当n→∞\n时曲线的分布就称为正态分布。具体情况参看绪论中关于随机误差的基础知识，这里就不再介绍了。4教学内容实验原理：关于单摆——从力学的角度解释，简谐振动；关于统计分布规律；操作方法：测量的物理量，长度的测量，时间的测量，秒表的用法；如何用数据处理工具来分区间。5实验教学组织及教学要求讲解，要求将测到的数据拿到电脑里处理（特别是随机误差要用数据处理工具）；让学生自己做；检查数据，要求学生整理。6实验教学的重点与难点重点：透过本实验使学生对随机误差的分布有一个较深刻的印象；难点：数据很多容易出错。7实验中容易出现的问题本实验的问题都较容易解决8实验参考数据L=0.9880m表1单摆周期实验数据次序t（s）次序t（s）160.08660.16260.20760.13360.17860.24460.18960.23560.141060.179实验结果检查方法摆长越长周期就越长，主要从摆长和周期的关系来检查。10课堂实验预习检查题目实验目的，实验原理，实验内容及步骤，注意事项，记录数据表格。11思考题1）为什么单摆在经过平衡位置时开始计时误差最小？2）什么是统计直方图？什么是正态分布曲线？两者有何关系与区别？物理实验教案实验名称：智能低电阻测试仪使用及材料电阻率测定指导老师：林一仙时间：2006-2007学年第二学期1实验目的1）学习智能低电阻测试仪的使用方法；2）学习线形导电材料电阻率的测量方法。2实验仪器\n智能低电阻测试仪、待测电阻、电阻丝、千分尺、米尺。3实验原理3.1材料电阻率材料的电阻率是描述材料导电性能的物理量。材料的电阻率和温度有关，导体的电阻率随随温度的升高而增大。有些材料的电阻率还与湿度、光强度、磁场有关，实际应用中经常应用这些材料来制作敏感器件。在完全相同的条件下，比如同样的长度，同样的形状，同样的温度等，只有材料不同时，电阻大的电阻率就大。3.2材料电阻测量方法通常把待测材料加工成粗细均匀的线状材料的样品，这样的材料其电阻与长度成正比，与材料的横截面积的大小成反比，与材料的电阻率成正比，即：式中R为电阻，l为长度，d不丝线的直径。因此可以得出电阻率的测定方法：实验中只要测出材料的电阻、长度以及直径，便可以确定出电阻率。本实验用精密低电阻测量仪测量电阻，用米尺测量长度，用千分尺测量直径。4TH2512B智能低电阻测试仪智能低电阻测试仪的原理和特点：1）量程、精度、功能和显示方式等；2）各种功能键的使用方法；3）面板文字的说明；4）测试电阻的方法。补充两点：（1）短路清零夹法（2）分选功能分选(产品质量判别)使用说明1.分选功能说明\na.用户可使用本仪器的分选功能进行产品出厂的质量控制(QC),按下前面板的分选键,此时分选ON灯亮,仪器进入分选状态.此时用户可按显示键选择显示实测电阻值和百分比偏差值,其中百分比偏差值=×100%,当此百分比偏差值小于负极限Δ%时,仪器指示LOW亮,当大于正极限Δ%时,仪器指示HIGH亮,否则仪器指示PASS亮,PASS时仪器的蜂鸣器会响,用户也可用后面板的讯响开关切断讯响.b.按下分选按键,则比较器ON,此时量程将不能被改变,且显示为百分比值,如欲读测试值,只需按显示键,选在R即可.如要读或改变标称值,上下限Δ%值,按设置键进入设置状态.c.比较结果可由面板HIGH,PASS,LOW指示.d.如欲退出分选状态,只须再按分选键一次即可.2.本节主要叙述如何设定标称值及上下极限Δ%值(这是用户进行产品分选的前提条件),其方法如下所述:a.用户先根据待测电阻值大小选好量程注,也可先拿一待测电阻夹于测试端,让仪器自动选至所需的量程,再锁定量程.b.按下设置键,此时仪器会显示-STD-约0.5秒,然后显示待设置的标称值,可用,<,>,∧,∨键操作调整,直到显示的标称值符合需要.再按下设置键,仪器会显示-LO-约0.5秒,然后显示待设置的负极限Δ%值,用键操作调整,直至所需.再次按下设置键,仪器会显示-HI-约0.5秒,然后显示待设置的正极限Δ%值,用,<,>,∧,∨键操作调整,直至所需.再按下设置键,仪器会退出设置状态,结束设置,进行测试.c.此时,用户就可以根据所设置的值进行分选了.d.用户所设定的标称值及上下极限Δ%值在下次开机时仍然有效,但应注意标称值的量程对应.注:本机测试时共有七个量程,从20mΩ量程到20kΩ量程,每10倍跳档,用户所设的标称值在不同的量程对应不同的倍数,所以用户应先选定用于测试的量程,再设定用于分选的标称值.5教学内容5.1电阻率及电阻率的测量方法1）熟悉仪器的面板结构及使用方法；2）对给定的电阻进行重复测量。5.2测量材料电阻率1）用低电阻测试仪重复测量电阻丝的电阻；2）用千分尺重复测量电阻丝的直径；3）用米尺重复测量电阻丝的长度。6实验教学组织及教学要求讲解原理，测量要求，测量的注意事项；让学生自行操作；检查数据，并要求整理。7实验教学的重点与难点本实验基本上都很容易，只要掌握仪器的用法而已。8实验中容易出现的问题1）千分尺零点修正。2）开机预热:仪器开机,测试前必须预热10分钟以上。3）零点及清零:当使用20mΩ和200mΩ两量程时,应首先清零再进行测试。4）在20mΩ和200mΩ两量程时不要长时间开路。\n5）仪器所处的量程的要识别。9实验参考数据以下材料电阻率及单位电阻分别是：oCr21A141.23（μΩ·m）6.5Ω/mCr15Ni601.09~1.20±0.05（μΩ·m）5.65Ω/moCr21A161.42±0.07（μΩ·m）7.28Ω/moCr23A151.35±0.06（μΩ·m）6.89Ω/m10实验结果检查方法看单位电阻是否正确；直径基本上是0.5mm11课堂实验预习检查题目实验目的，实验原理，实验内容及步骤，注意事项，记录数据表格。12思考题实验10智能低电阻测试仪的使用及材料电阻率的测定1实验目的1）学习智能低电阻测试仪的使用方法；2）学习线形导电材料电阻率的测量方法。2实验仪器智能低电阻测试仪、待测电阻、电阻丝、千分尺、米尺。3实验原理3.1材料电阻率材料的电阻率是描述材料导电性能的物理量。材料的电阻率和温度有关，导体的电阻率随随温度的升高而增大。有些材料的电阻率还与湿度、光强度、磁场有关，实际应用中经常应用这些材料来制作敏感器件。在完全相同的条件下，比如同样的长度，同样的形状，同样的温度等，只有材料不同时，电阻大的电阻率就大。3.2材料电阻测量方法通常把待测材料加工成粗细均匀的线状材料的样品，这样的材料其电阻与长度成正比，与材料的横截面积的大小成反比，与材料的电阻率成正比，即：式中R为电阻，l为长度，d不丝线的直径。因此可以得出电阻率的测定方法：实验中只要测出材料的电阻、长度以及直径，便可以确定出电阻率。本实验用精密低电阻测量仪测量电阻，用米尺测量长度，用千分尺测量直径。4TH2512B智能低电阻测试仪详见课本\n补充两点（1）短路清零夹法（2）分选功能分选(产品质量判别)使用说明1.分选功能说明a.用户可使用本仪器的分选功能进行产品出厂的质量控制(QC),按下前面板的分选键,此时分选ON灯亮,仪器进入分选状态.此时用户可按显示键选择显示实测电阻值和百分比偏差值,其中百分比偏差值=×100%,当此百分比偏差值小于负极限Δ%时,仪器指示LOW亮,当大于正极限Δ%时,仪器指示HIGH亮,否则仪器指示PASS亮,PASS时仪器的蜂鸣器会响,用户也可用后面板的讯响开关切断讯响.b.按下分选按键,则比较器ON,此时量程将不能被改变,且显示为百分比值,如欲读测试值,只需按显示键,选在R即可.如要读或改变标称值,上下限Δ%值,按设置键进入设置状态.c.比较结果可由面板HIGH,PASS,LOW指示.d.如欲退出分选状态,只须再按分选键一次即可.2.本节主要叙述如何设定标称值及上下极限Δ%值(这是用户进行产品分选的前提条件),其方法如下所述:a.用户先根据待测电阻值大小选好量程,也可先拿一待测电阻夹于测试端,让仪器自动选至所需的量程,再锁定量程.b.按下设置键,此时仪器会显示-STD-约0.5秒,然后显示待设置的标称值,可用,<,>,∧,∨键操作调整,直到显示的标称值符合需要.再按下设置键,仪器会显示-LO-约0.5秒,然后显示待设置的负极限Δ%值,用键操作调整,直至所需.再次按下设置键,仪器会显示-HI-约0.5秒,然后显示待设置的正极限Δ%值,用,<,>,∧,∨键操作调整,直至所需.再按下设置键,仪器会退出设置状态,结束设置,进行测试.c.此时,用户就可以根据所设置的值进行分选了.d.用户所设定的标称值及上下极限Δ%值在下次开机时仍然有效,但应注意标称值的量程对应.注\n:本机测试时共有七个量程,从20mΩ量程到20kΩ量程,每10倍跳档,用户所设的标称值在不同的量程对应不同的倍数,所以用户应先选定用于测试的量程,再设定用于分选的标称值.5实验内容及步骤5.1电阻测量1）熟悉仪器的面板结构及使用方法；2）对给定的电阻进行重复测量。5.2测量材料电阻率1）用低电阻测试仪重复测量电阻丝的电阻；2）用千分尺重复测量电阻丝的直径；3）用米尺重复测量电阻丝的长度。6数据处理要求1）以下材料电阻率分别是：oCr21A141.23（μΩ·m）Cr15Ni601.09~1.20±0.05（μΩ·m）oCr21A161.42±0.07（μΩ·m）oCr23A151.35±0.06（μΩ·m）表1oCr21A14铁铬铝合金电阻率相关数据测量（6.5Ω/m）d(cm)R（Ω）L（cm）0.5023.46753.700.5023.46153.750.5023.46353.720.5003.46153.700.5013.46153.680.5013.46553.650.5020.5010.503以上数据经判断无坏值。表2Cr15Ni60镍铬铁合金电阻率相关数据测量（5.65Ω/m）L（cm）d(cm)R（Ω）48.200.5002.69948.25（坏值）0.5002.69648.180.5002.69748.200.4982.69648.200.4982.69148.210.4992.701以上数据已经用肖维涅准则判断。\n表3oCr21A16铁铬铝合金电阻率相关数据测量（7.28Ω/m）d(cm)R（Ω）L（cm）0.5073.58249.310.5033.58349.300.5083.58449.300.5073.57549.310.5073.57649.290.5093.58649.290.505以上数据经肖维涅准则判断无坏值。表4oCr23A15铁铬铝合金电阻率相关数据测量（6.89Ω/m）d(cm)R（Ω）L（cm）0.5142.90842.700.5172.90442.650.5132.90742.650.5172.91142.680.5152.90442.700.5202.91042.650.5102.9120.5202.907以上数据经肖维涅准则判断无坏值。\n2）利用以下公式算电阻率和不确定度：，将表1的数据代入可得：将表2的数据代入可得：将表3的数据代入可得：将表4的数据代入可得：3）实验结果：表1：表2：表3：表4：7注意事项1）开机预热:仪器开机,测试前必须预热10分钟以上。2）零点及清零:当使用20mΩ和200mΩ两量程时,应首先清零再进行测试。3）在20mΩ和200mΩ两量程时不要长时间开路。4）仪器所处的量程的要识别。霍尔效应数据处理范例由公式：\n；得——真空磁导率（=）；N——励磁线圈的匝数（N=1500）；IM——线圈中的励磁电流；L1——气隙距离；L2——铁芯磁路平均长度；mr——铁芯相对磁导率(mr=1500)例1、用逐差法处理数据：数据记录及处理IM=200mA,L1=3.00mm;L2=287mm;0.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.00VH1-0.66-1.44-2.24-3.02-3.82-4.60-5.40-6.16-6.96-7.73-8.55-9.33-10.12-10.92VH20.971.752.543.334.114.895.696.447.238.008.819.5710.3711.17VH30.971.742.533.334.124.885.686.447.237.998.809.5610.3611.13VH4-0.67-1.45-2.23-3.04-3.82-4.60-5.40-6.17-6.98-7.75-8.56-9.33-10.15-10.950.821.602.393.183.974.745.546.307.107.878.689.4510.2511.04V8－V1＝6.30－0.82＝5.48V9－V2＝7.10－1.60＝5.50V10－V3＝7.87－2.39＝5.48V11－V4＝868－3.18＝5.50V12－V5＝9.45－3.97＝5.48V13－V6＝10.25－4.74＝5.51V14－V7＝11.04－5.54＝5.50数据个数N＝7n＝7根据肖维涅准则剔除坏值C7＝1.8(坏值条件：|Xi－X|>Cn*SXX的平均值（）为5.49SX＝0.012536Cn*SX＝0.022564无坏值出现某次测量的标准偏差：平均值的标准偏差：不确定度估算：\nUA＝＝0.0047；计算霍尔灵敏度及其不确定度：。处理结果：=（13.30.2）（P=0.683）E=1.0%例2、作图法：ICH=1.00mA,L1=4.00mm，L2=269mmVH\IM100200300400500600700800VH1-0.64-1.42-2.26-3.05-3.84-4.62-5.30-6.04VH20.941.742.553.344.134.905.666.36VH30.951.732.563.344.144.925.686.38VH4-0.63-1.44-2.25-3.04-3.83-4.58-5.28-6.040.791.582.413.203.994.765.486.21描绘霍尔电压与励磁电流关系图：\n计算结果极其不确定度：在图上取两点A（200，1.55）B(700，5.47)ΔIm=ImA－ImB＝700－200＝500（mA）ΔVH＝VHB－VHA＝5.47-1.55＝3.92（mV）（取横坐标最小刻度值的一半）（取纵坐标最小刻度值的一半）\n处理结果：=（17.40.2）（P=0.683）E=0.9%附：为了计算方便，可以一个常数于是又：==0.001885=0.001885所以：旧仪器：L1=3.00mm，L2=287mm()新仪器：L1=4.00mm，L2=269mm()实验19霍尔元件灵敏度测定及应用一目的\n1、进一步了解霍尔效应；2、掌握霍尔元件灵敏度及其特性的测量方法。3、测定电磁铁磁场特性二仪器VAAH电压测量双路恒流电源，SH500霍尔效应实验装置，MR-1磁阻效应实验装置。三原理1、霍尔效应及其霍尔灵敏度将金属片置于磁场中，让磁场垂直通过薄片平面。沿薄片的纵向通以电流，则在薄片的两侧面会出现微弱的电压。这就是霍尔效应，横向产生的电压叫霍尔电压，符号VH。（1）霍尔系数RH=（en）-1=C；n为薄片中载流子的浓度，e为电子带电量，d为薄片的厚度。VH=KHIB（2）KH——霍尔灵敏度，它表示该元件产生霍尔效应的强弱，即在单位磁感应强度B和单位控制电流I时，产生霍尔电压的大小。2、电磁铁气隙的磁场本实验利用电磁铁装置产生一个已知的磁场（3）m0——真空磁导率；N——励磁线圈的匝数；IM——线圈中的励磁电流；L1——气隙距离；L2——铁芯磁路平均长度；mr——铁芯相对磁导率；本实验mr=15003、电磁铁气隙中心的磁场系数（4）R——中心磁场的磁场系数四实验步骤（一）磁感应强度一定，变化控制电流时霍尔元件灵敏度测定接好线路，并打开恒流源后面的开关，在一定的ICH，IM值下，调节霍尔元件在气隙里的位置和角度，使霍尔电压VH显示的数值最大为止。1、IM=200mA，依次改变：ICH=1.00,2.00,3.00,4.00,5.00,6.00,7.00,8.00,9.00,10.00mA，测量出相应的霍尔电压VH的值。2、利用开关k1,k2依次改变IM与ICH电流的方向，记录相应的数值。3、用逐差法处理数据。（二）控制电流一定，电磁铁气隙中心磁场系数的测定1、连接线路，调节霍尔元件在气隙里处于垂直与中心位置。2、ICH=1.00mA，依次改变IM=100，200，300，400，500，600，700，800mA测量出对应的霍尔电压VH值，并利用开关k1,k2依次改变IM与ICH电流的方向，记录相应的数值。\n1、用作图法处理数据。五注意事项1、尔元件的控制电流ICH最大不能超过30mA，否则将损坏元件。2、尔片很脆，不可受撞击，故实验操作时应小心谨慎，调节时动作应缓慢。六数据记录及处理表一IM=200mAVH\ICH1.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00VH12.87-5.308.44-10.5514.05-15.8719.70-21.1425.32-26.48VH2-2.885.29-8.4510.54-14.0715.87-19.7021.14-25.3326.48VH32.69-5.657.95-11.2313.23-16.8818.54-22.4823.85-28.14VH4-2.705.64-7.9611.23-13.2416.89-18.5422.49-23.8728.142.785.478.2010.8913.6516.3819.1221.8124.5927.31ICHICHVHm-VHn1.002.786.0016.3813.6013.642.005.477.0019.1213.653.008.208.0021.8113.614.0010.899.0024.5913.705.0013.6510.0027.3113.66N=1500;L1=3.00mm;L2=287mm;µr=1500;µ0=4π×10-7N·A-2S=0.0362;C5=1.65;S·C5=0.06;无坏值\nE=1.0%表二ICH=1.00mAVH\IM100200300400500600700800VH11.48-2.604.05-5.196.62-7.749.15-10.24VH2-1.482.58-4.055.18-6.627.74-9.1510.23VH31.26-2.783.90-5.366.47-7.919.01-10.42VH4-1.262.76-3.905.35-6.477.91-9.0110.421.372.683.985.276.547.829.0810.33KH=21.53mv/mA*T作图法IM100200300400500600700800VH1.372.683.985.276.547.829.0810.33\nER=0.09%表三IM=200mAVH\ICH0.501.001.502.002.503.003.50VH18.35-16.50-24.6733.6541.94-49.55-57.64VH2-8.3316.4524.62-33.64-41.9049.5457.58\nVH38.13-16.67-25.1133.0041.06-50.49-58.71VH4-8.1116.6225.05-33.00-41.0550.4858.678.2316.5624.8633.3241.4950.0258.15VH\ICH4.004.505.005.506.006.507.00VH167.3175.54-82.48-90.46100.78109.11-115.02VH2-67.35-75.5482.4790.47-100.83-109.12115.12VH366.1274.05-84.12-92.3398.94106.98-117.51VH4-66.17-74.0484.1192.26-98.99-106.99117.4466.7474.7983.3091.3899.88108.05116.30ICHICHVHm-VHn0.508.234.0066.7458.5158.251.0016.624.5074.7958.171.5024.865.0083.3058.442.0033.325.5091.3858.062.5041.496.0099.8858.393.0050.026.50108.0558.033.5058.157.00116.3058.15N=1500;L1=4.00mm;L2=269mm;µr=1500;µ0=4π×10-7N·A-2S=0.179;C5=1.80;S·C5=0.33;无坏值\nE=1.3%表四ICH=1.00mAVH\IM100200300400500600700800VH1-8.2116.62-24.4232.93-40.8349.29-57.1965.61VH28.19-16.6324.39-32.9240.80-49.3157.17-65.62VH3-8.4716.33-24.7832.67-41.1849.09-57.5965.41VH48.45-16.3424.75-32.6941.19-49.1257.57-65.468.3316.4824.5832.8041.0041.0057.3865.52KH=182.5mv/mA*T作图法IM100200300400500600700800VH8.3316.4824.5832.8041.0049.2057.3865.52\nER=1.0%\n