磁滞回线的测量实验报告

磁滞回线的测量实验报告
磁滞回线的测量实验报告

石家庄铁道大学物理实验中心

第1页 共14页

实验名称: 用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线 姓 名 学 号 班 级

桌 号 教 室 基础教学楼1101 实验日期 2016年 月 日 节

一、实验目的:

1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。

2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。

3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs 、剩磁Br 和矫顽力Hc 的数值。

4、研究磁滞回线形状与频率的关系;并比较不同材料磁滞回线形状。 二、实验仪器

1.

双踪示波器

2.

DH4516C 型磁滞回线测量仪

评 分

此实验项目教材没有相应内容,请做实验前仔细阅读本实验报告!并携带计算器,否则实验无法按时完成!

图1 磁性材料的磁化曲线图2 磁滞回线和磁化曲

线

2、磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线

当铁磁质磁化达到饱和后,如果使H逐步退到零,B也逐渐减小,但B 的减小“跟不上”H的减小(B滞后于H)。即:其轨迹并不沿原曲线SO,而

是沿另一曲线Sb下降。当H下降为零时,B不为零,而是等于B

r

,说明铁

磁物质中,当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。这种现象叫磁滞现象,B

r 叫剩磁。若要完全消除剩磁B r ,必须加反向磁场,当B=0时磁场的值H c为铁磁质的矫顽力。

当反向磁场继续增加,铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零,同样出现剩磁现象。不断地正向或反向缓慢改变磁场,磁化曲线成为一闭合曲线,这个闭合曲线称为磁滞回线,如图2所示。

3、基本磁化曲线

对于同一铁磁材料,设开始时呈去磁状态,依次选取磁化电流I

1

I 2、….I

n

,则相应的磁场强度为H

1

、H

2

、….H

3

,在每一磁化电流下反复交换

电流方向(称为磁锻炼),即在每一个选定的磁场值下,使其方向反复发生

几次变化(如H

1→- H

1

→H

1

→- H

1

….),这样操作的结果,是在每一个电流

下都将得到一条磁滞回线,最后,可得一组逐渐增大的磁滞回线。我们把原

点O和各个磁滞回线的顶点a

1、a

2

、….所连成的曲线称为铁磁材料的基本磁

化曲线,如图3所示。

图3基本磁化曲线

(二)利用示波器观测铁磁材料动态磁滞回线测量原理

1、示波器显示B—H曲线原理线路

由上述磁滞现象可知,要观测磁介质磁滞现象及相应的物理量,需要根据磁化过程测定材料内部的磁场强度和磁感应强度。因此,测量装置必须具备三个功能:

①提供使样品磁化的可调强度的磁场(磁化场)

②可跟踪测量与磁化场有一一对应关系的样品的磁感应强度

③可定量显示样品的磁化过程

B=-1N 2

S ∫εdt

为了获得与B 相关联的电压数值(因示波器只接收电压),在副线圈上串联一个电阻R 2与电容C ,电阻R 2与电容C 构成一个积分电路,此时ε=iR 2+U c (i 为感生电流,U c 为积分电容两端电压),适当选择R 2与电容C ,使R 2?1

ωC

则电容两端的

电压Uc 为:

Uc=Q C =N2S

CR

2

B (2)

由(2)式可知,若将电压Uc 输入示波器的Y 偏转板,示波器上任一时刻电子束在Y 轴的偏转正比于样品中的磁感应强度B 。

这样,当示波器处于X-Y 状态,X 偏转板接U 1,Y 偏转板接U c ,示波器屏上即可显示磁化过程。 2、示波器的定标

为了定量研究磁化曲线、磁滞回线,必须对示波器定标。即:确定示波器的X 轴的每格代表多少H 值(A/m),Y 轴每格代表多少B(T)。

在示波器X 偏转板上U X 、Y 偏转板U Y 可准确测量,且R 1、R 2、C 都为已知的标准元件的情况下,设

S x 为示波器X 轴的电压灵敏度,X 为水平方向的位移格数;S Y 为示波器Y 轴的电压灵敏度,Y 为垂直方向的位移格数;则:

U X =S x X ; U Y =S Y Y (3) 将(3)代入(1)、(2)得:

H= (4) B= (5) 四、实验内容

(一) 熟悉示波器并测量信号源输出信号的周期 1、实验前准备

①将“动态法磁滞回线实验仪”频率输出调节为100Hz ,幅度值适中; ②示波器处于测量信号波形状态,使示波器辉度适中;调节X 、Y 位移旋钮使光点居中

③用标准信号校准示波器X 、Y 轴灵敏度旋钮,(注意:三个微调旋钮逆时针旋到底)

2)分别观测频率为、、、,不同频率下的磁滞回线形状(注意:由于铁磁材料的磁化状态与磁化历史有关,磁滞回线又与其起始端点的磁化状态有关。观测每一频率下的磁滞回线前,必须使幅度值降为零。否则,观测无意义)。

3)换样品2重复上述过程

结论:

1、(样品1)磁滞回线形状与信号频率关系:

2、(样品2)磁滞回线形状与信号频率关系:

3、样品1、样品2磁滞回线形状比较:

(三)测量样品1、2的矫顽力、饱和磁感应强度B S、饱和磁场强度H S 和磁滞回线

(本实验装置使用交变电流,所以每个状态都是经过充分的“磁锻炼”,

随时可以获得磁滞回线。只要调节示波器上X、Y轴的灵敏度,调节R

1、R

2

大小,使示波器显示出典型美观的磁滞回线图形,即可测量矫顽力、饱和磁

计算 H S = ;B S = ;H C =

2、样品1磁滞回线图形

表2 ( 参数如上;信号源频率取100Hz ; R 1= R 2= S x = S y = )

计算H S = ;B S = ;H C=

4、样品2磁滞回线图形

先将样品退磁,然后从零开始不断增大电流,记录各磁滞回线顶点的 B 和 H 值,

(注意基本磁化曲线与磁化曲线的不同)

表3样品1的基本磁化曲线数据

样品1基本磁化曲线

⑥磁化曲线

⑦基本磁化曲线

六、课后题

1、如果示波器上显示的磁滞回线是饱和磁滞回线,当调节X、Y电压灵敏度时,磁滞回线形状是否改变饱和磁感应强度B S、饱和磁场强度H S、矫顽力、磁化曲线数值是否改变

2、为什么测量基本磁化曲线时需要退磁

用凯特摆测量重力加速度实验报告

用凯特摆测量重力加速度 实验目的:学习凯特摆的实验设计思想和技巧,掌握一种比较精确的测量重力加速度的方法。 实验原理:1、当摆幅很小时,刚体绕O轴摆动的周期: 刚体质量m,重心G到转轴O的距离h,绕O轴的转动惯量I,复 摆绕通过重心G的转轴的转动惯量为I G 。 当G轴与O轴平行时,有I=I G+mh2 ∴ ∴复摆的等效摆长l=( I G+mh2 )/mh 2、利用复摆的共轭性:在复摆重心G旁,存在两点O和O′,可使 该摆以O为悬点的摆动周期T?与以O′为悬点的摆动周期T?相同, 可证得|OO′|=l,可精确求得l。 3、对于凯特摆,两刀口间距就是l,可通过调节A、B、C、D四摆 锤得位置使正、倒悬挂时得摆动周期T?≈T?。 ∴4π2/g=(T?2+T?2)/2l + (T?2-T?2)/2(2h?-l) = a + b 实验仪器:凯特摆、光电探头、米尺、数字测试仪。 实验内容:1、仪器调节 选定两刀口间得距离即该摆得等效摆长l,使两刀口相对摆杆基本 对称,并相互平行,用米尺测出l的值,粗略估算T值。 将摆杆悬挂到支架上水平的V形刀承上,调节底座上的螺丝,借 助于铅垂线,使摆杆能在铅垂面内自由摆动,倒挂也如此。 将光电探头放在摆杆下方,让摆针在摆动时经过光电探测器。

让摆杆作小角度摆动,待稳定后,按下reset钮,则测试仪开始自 动记录一个周期的时间。 2、测量摆动周期T?和T? 调整四个摆锤的位置,使T?和T?逐渐靠近,差值小于,测量正、 倒摆动10个周期的时间10T?和10T?各测5次取平均值。 3、计算重力加速度g及其标准误差σg 。 将摆杆从刀承上取下,平放在刀口上,使其平衡,平衡点即重心G。 测出|GO|即h?,代入公式计算g。 推导误差传递公式计算σg 。 实验数据处理:1、l的值 l=?(l?+l?+l?)= σ=,u A =σ/=, ∴ΔA =t P ?u A =*= u B=ΔB /C=3= ∴u L == T e == 2、T?和T?的值 T?= σ=*10ˉ?s,u A =σ/=*10ˉ?s ∴ΔA =t P ?u A =*=*10ˉ?s u B=ΔB /C=3=*10ˉ?s ∴u T1 ==*10ˉ?s T?= σ=*10ˉ?s,u A =σ/=*10ˉ?s ∴ΔA =t P ?u A =*=*10ˉ?s u B=ΔB /C=3=*10ˉ?s

用示波器观察铁磁材料的动态磁滞回线_实验报告

图1 起始磁化曲线和磁滞回线 用示波器观察铁磁材料动态磁滞回线 【摘要】铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类,铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线,反映该材料的重要特性。软磁材料的矫顽力H c 小于100A/m ,常用做电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线。矫顽力和饱和磁感应强度B s 、剩磁B r P 等参数均可以从磁滞回线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据。 【关键词】磁滞回线 示波器 电容 电阻 Bm Hm Br H 【引言】铁磁物质的磁滞回线能够反映该物质的很多重要性质。本实验主要运用示波器的X 输入端和Y 输入端在屏幕上显示的图形以及相关 数据,来分析形象磁滞回线的一些因素,并根据 数据的处理得出动态磁滞回线的大致图线。 【实验目的】 1. 认识铁磁物质的磁化规律,比较两种典 型的铁磁物质的动态磁化特性。 2. 测定样品的H D 、B r 、B S 和(H m ·B m )等参 数。 3. 测绘样品的磁滞回线,估算其磁滞损耗。 【实验仪器】 电阻箱(两个),电容(3-5微法),数字万用表,示波器,交流电源,互感器。 【实验原理】 铁磁物质是一种性能特异,用途广泛的材 料。铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物 (铁氧体)均属铁磁物质。其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率μ很高。另一特征是磁滞,即磁化场作用停止后,铁磁质仍保留磁化状态,图1为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。 图中的原点O 表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态,即B =H =O ,当磁场H 从零开始增加时,磁感应强度B 随之缓慢上升,如线段oa 所示,继之B 随H 迅速增长,如ab 所示,其后B 的增长又趋缓慢,并当H 增至H S 时,B 到达饱和值B S ,oabs 称为起始磁化曲线。图1表明,当磁场从H S 逐渐减小至零,磁感应强度B 并不沿起始磁化曲线恢复到“O ”点,而是沿另一条新的曲线SR 下降,比较线段OS 和SR 可知,H 减小B 相应也减小,但B 的变化滞后于H 的变化,这现象称为磁滞,磁滞的明显特征是当H =O 时,B 不为零,而保留剩磁Br 。 当磁场反向从O 逐渐变至-H D 时,磁感应强度B 消失,说明要消除剩磁,必须施加反向磁场,H D 称为矫顽力,它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力,线段RD 称为退磁曲线。 图1还表明,当磁场按H S →O →H D →-H S →O →H D ′→H S 次序变化,相应的磁感应强度B 则沿闭合曲线S S RD 'S D R ''变化,这闭合曲线称为磁滞回线。所以,当铁磁材料处于交变磁场中时(如变压器中的铁心),将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。在此过程中要消耗额外的能量,并以热的形式从铁磁材料中释放,这种损耗称为磁滞损耗,可以证明,磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。

大学物理重力加速度的测定实验报告范文.doc

大学物理重力加速度的测定实验报告范 文 一、实验任务 精确测定银川地区的重力加速度 二、实验要求 测量结果的相对不确定度不超过5% 三、物理模型的建立及比较 初步确定有以下六种模型方案: 方法一、用打点计时器测量 所用仪器为:打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等. 利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带,找出起始点0,数出时间为t的p点,用米尺测出op的距离为h,其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,将所测代入即可求得g. 方法二、用滴水法测重力加速度 调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n 取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法三、取半径为r的玻璃杯,内装适当的液体,固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转,这时液体相对于玻璃

杯的形状为旋转抛物面 重力加速度的计算公式推导如下: 取液面上任一液元a,它距转轴为x,质量为m,受重力mg、弹力n.由动力学知: ncosα-mg=0 (1) nsinα=mω2x (2) 两式相比得tgα=ω2x/g,又tgα=dy/dx,∴dy=ω2xdx/g, ∴y/x=ω2x/2g. ∴ g=ω2x2/2y. .将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出,将转台转速ω代入即可求得g. 方法四、光电控制计时法 调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n 取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法五、用圆锥摆测量 所用仪器为:米尺、秒表、单摆. 使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动,用直尺测量出h(见图1),用秒表测出摆锥n转所用的时间t,则摆锥角速度ω=2πn/t 摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得: g=4π2n2h/t2. 将所测的n、t、h代入即可求得g值.

大学物理实验报告范例(验证牛顿第二定律)

大学物理实验报告范例(验证牛顿第二定律)

怀化学院

1 、 速度测量 挡光片宽度Δs 已知,用计时测速仪测出挡光片通过光电门时的挡光时间Δt,即可测出平均速度,因Δs 很小,该平均速度近似为挡光片通过光电门时的瞬时速度,即: 瞬时速度:t s dt ds t s v t ??≈=??=→?lim MUJ-5B 计时仪能直接计算并显示速度。 2、 加速度测量

(1)验证质量不变时,加速度与合外力成正比。 用电子天平称出滑块质量滑块m ,测速仪功能选“加速度”, 按上图所示放置滑块,并在滑块上加4个砝码(每个砝码及砝码盘质量均为5g),将滑块移至远离滑轮一端,使其从静止开始作匀加速运动,记录通过两个光电门之间的加速度。再将滑块上的4个砝码分四次从滑块上移至砝码盘上,重复上述步骤。 (2)验证合外力不变时,加速度与质量成反比。 计时计数测速仪功能设定在“加速度”档。在砝码盘上放一个砝码(即 g m 102=),测量滑块由静止作匀加速运动时的加速度。再将四个配重块(每个配重 块的质量均为m ′=50g)逐次加在滑块上,分别测量出对应的加速度。 【数据处理】 (数据不必在报告里再抄写一遍,要有主要的处理过程和计算公式,要求用作图法处理的应附坐标纸作图或计算机打印的作图) 1、由数据记录表3,可得到a 与F 的关系如下: 由上图可以看出,a 与F 成线性关系,且直线近似过原点。 上图中直线斜率的倒数表示质量,M=1/0.0058=172克,与实际值M=165克的相对误差: %2.4165 165 172=- 可以认为,质量不变时,在误差范围内加速度与合外力成正比。 2、由数据记录表4,可得a 与M 的关系如下:

2016磁滞回线的测量

实验名称:用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线姓名学号班级 桌号教室基础教学楼1101 实验日期 2016年月日节 一、实验目的: 1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。 3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc 的数值。 4、研究磁滞回线形状与频率的关系;并比较不同材料磁滞回线形状。 二、实验仪器 1.双踪示波器 2.DH4516C型磁滞回线测量仪 评 分 此实验项目教材没有相应内容,请做实验前仔细阅读 本实验报告!并携带计算器,否则实验无法按时完成!

三、实验原理 (一)铁磁物质的磁滞现象 铁磁性物质除了具有高的磁导率外,另一重要的特点就是磁滞。以下是关于磁滞的几 个重要概念 1、饱和磁感应强度B S 、饱和磁场强度H S 和磁化曲线 铁磁材料未被磁化时,H 和B 均为零。这时若在铁磁材料上加一个由小到大的磁化场,则铁磁材料内部的磁场强度H 与磁感应强度B 也随之变大,其B-H 变化曲线如图1(OS )曲线所示。到S 后,B 几乎不随H 的增大而增大,此时,介质的磁化达到饱和。与S 对应的H S 称饱和磁场强度,相应的B S 称饱和磁感应强度。我们称曲线OS 为磁性材料的磁化曲线。 图1 磁性材料的磁化曲线 图2 磁滞回线和磁化曲线 2、磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线 当铁磁质磁化达到饱和后,如果使H 逐步退到零,B 也逐渐减小,但B 的减小“跟不上”H 的减小(B 滞后于H )。即:其轨迹并不沿原曲线SO ,而是沿另一曲线Sb 下降。当H 下降为零时,B 不为零,而是等于B r ,说明铁磁物质中,当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。这种现象叫磁滞现象,B r 叫剩磁。若要完全消除剩磁B r ,必须加反向磁场,当B =0时磁场的值 H c 为铁磁质的矫顽力。 当反向磁场继续增加,铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零,同样出现剩磁现象。不断地正向或反向缓慢改变磁场,磁化曲线成为一闭合曲线,这个闭合曲线称为磁滞 B H B ~H H μ B ~H S f d e

测量重力加速度实验Acceleration due to gravity

Acceleration due to gravity 1. Aim: To measure ‘g’, the acceleration due to gravity using a simple pendulum. 2. Theory: A simple pendulum consists of a particle of mass m, attached to a frictionless pivot P by a cable of length L and negligible mass. When the particle is pulled away from its equilibrium position by an angle θand released, it swings back and forth as Figure 1 shows. By attaching a pen to the bottom of the swinging particle and moving a strip of paper beneath it at a steady rate, we can record the position of the particle as time passes. The graphical record reveals a pattern that is similar (but not identical) to the sinusoidal pattern for simple harmonic motion. Figure 1 A simple pendulum swinging back and forth about the pivot P. If the angle θis small, the swinging is approximately simple harmonic motion. Gravity causes the back-and-forth rotation about the axis at P. The rotation speeds up as the particle approaches the lowest point and slows down on the upward part of the swing. Eventually the angular speed is reduced to zero, and the particle swings back. If the angle of oscillation is large, the pendulum does not exhibit simple harmonic motion. The motion of a simple pendulum is nearly simple harmonic. The periodic time T is related to the length L of the pendulum and the local acceleration due to gravity g. 2 T=or 2 2 4 T L g π ?? = ? ?? If we measure the periodic time T for different lengths L, and plot T2 versus L,

2016磁滞回线的测量(实验报告)(1)

2016磁滞回线的测量(实验报告)(1)

石家 庄铁道大学物理实验中心 第2页 共24页 实验名称: 用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线 姓 名 学 号 班 级 桌 号 教 室 基础教学楼1101 实验日期 2016年 月 日 节 一、实验目的: 1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。

3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc的数值。 4、研究磁滞回线形状与频率的关系;并比较不同材料磁滞回线形状。 二、实验仪器 1.双踪示波器 2.DH4516C型磁滞回线测量仪 石家庄铁道大学物理实验中心第3页共24页

三、实验原理 (一)铁磁物质的磁滞现象 铁磁性物质除了具有高的磁导率外,另一重要的特点就是磁滞。以下是关于磁滞的几个重 要概念 1、饱和磁感应强度B S、饱和磁场强度H S和磁 石家庄铁道大学物理实验中心第4页共24页

石家庄铁道大学物理实验中心 第5页 共24页 化曲线 铁磁材料未被磁化时,H 和B 均为零。这时若在铁磁材料上加一个由小到大的磁化场,则铁磁材料内部的磁场强度H 与磁感应强度B 也随之变大,其B-H 变化曲线如图1(OS )曲线所示。到S 后,B 几乎不随H 的增大而增大,此时,介质的磁化达到饱和。与S 对应的H S 称饱和磁场强度,相应的B S 称饱和磁感应强度。我们称曲线OS 为磁性材料的磁化曲线。

石家庄铁 道 大 学 物 理 实 验 中 心 第6页 共24页 图 1 磁性材料的磁化曲线 图2 磁滞回线和磁化曲线 2、 磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线 当铁磁质磁化达到饱和后,如果使H 逐步退到零,B 也逐渐减小,但B 的减小“跟不上”H 的减小(B 滞后于H )。即:其轨迹并不沿原曲线SO ,而是沿另一曲线Sb 下降。当H 下降为零时,B 不为零,而是等于B r ,说明铁磁物质中,当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。这种现象叫磁滞现象,B r 叫剩磁。若要完全消除剩磁B r ,必须加反向磁场,当B =0时磁场的值H c 为铁磁质的矫顽力。 当反向磁场继续增加,铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零,同样出现剩磁现象。不断地正向或反向缓慢改变磁场,磁化

大学物理实验报告-单摆测重力加速度

大学物理仿真实验 实验报告 拉伸法钢丝测杨氏模量 实验名称:拉伸法测金属丝的杨氏模量

一、实验目的 1、学会测量杨氏模量的一种方法; 2、掌握光杠杆放大法测量微小长度的原理; 3、学会用逐差法处理数据; 二、实验原理 任何物体(或材料)在外力作用下都会发生形变。当形变不超过某一限度时,撤走外力则形变随之消失,为一可逆过程,这种形变称为弹性形变,这一极限称为弹性极限。超过弹性极限,就会产生永久形变(亦称塑性形变),即撤去外力后形变仍然存在,为不可逆过程。当外力进一步增大到某一点时,会突然发生很大的形变,该点称为屈服点,在达到屈服点后不久,材料可能发生断裂,在断裂点被拉断。人们在研究材料的弹性性质时,希望有这样一些物理量,它们与试样的尺寸、形状和外加的力无关。于是提出了应力F/S(即力与力所作用的面积之比)和应变ΔL/L(即长度或尺寸的变化与原来的长度或尺寸之比)之比的概念。在胡克定律成立的范围内,应力和应变之比是一个常数,即 / ) /( =/ / ((1) ? ) FL = S L L L E? F S E被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量,仅与材料的结构、化学成分及其加工制造方法有关。某种材料发生一定应变所需要的力大,该材料的杨氏模量也就大。杨氏模量的大小标志了材料的刚性。

通过式(1),在样品截面积S 上的作用应力为F ,测量引起的相对伸长量ΔL/L ,即可计算出材料的杨氏模量E 。因一般伸长量ΔL 很小,故常采用光学放大法,将其放大,如用光杠杆测量ΔL 。光杠杆是一个带有可旋转的平面镜的支架,平面镜的镜面与三个足尖决定的平面垂直,其后足即杠杆的支脚与被测物接触,见图1。当杠杆支脚随被测物上升或下降微小距离ΔL 时,镜面法线转过一个θ角,而入射到望远镜的光线转过2θ角,如图2所示。当θ很小时, l L /tan ?=≈θθ (2) 式中l 为支脚尖到刀口的垂直距离(也叫光杠杆的臂长)。根据光的反射定律,反射角和入射角相等,故当镜面转动θ角时,反射光线转动2θ角,由图可 D b =≈θθ22tan (3) 式中D 为镜面到标尺的距离,b 为从望远镜中观察到的标尺移动的距离。 从(2)和(3)两式得到 D b l L 2=? (4) 由此得 D bl L 2=? (5)

加速度的测量实验完整版报告

本科生课程论文报告 课程名称:中学物理实验研究 课程论文题目:加速度的测量 姓名:黄珊 学号: 2014000135 所在学院:教师教育学院 专业:物理行知班 任课教师:王凤兰

实验五加速度的测量 实验目的通过测量轨道小车的加速度,加深对加速度的理解。 实验器材朗威DISLab数据采集器、计算机、郎威DISLab力学轨道及配套小车、挡光片等附件。 实验原理由定义:加速度a=(Vt-V0)/t。 实验步骤 1、使用DISLab力学轨道附件中的“I”型支架将两只光电门传 感器固定在力学轨道一侧,将光电门分别接入数据采集器的 第一、二通道; 2、将轨道的一端调高,在小车上安装宽度为0.020m的“I”型 挡光板,调整光电门的位置,使小车及当光板能够顺利通过 并挡光; 3、打开“计算表格”,点击“变量”,启用“挡光片经过两个光 电门的时间”功能,软件默认变量为t12,定义挡光片的宽 度为“d”,输入固定值0.030; 4、点击“开始”,令小车从轨道高端下滑,使挡光片依次通过 两光电门,则挡光片通过两光电门传感器的时间t1、t2和经 过两光电门的时间t12会记录在表格中; 5、使小车自轨道高端下滑,并注意每次起点均不相同,重复测 量多次(注意操作中不要发生误挡光); 实验图像 实验装置图 加速度测量结果 实验分析在实验的六次过程中,加速度的值几乎相等。 误差分析存在一定的人为因素和偶然因素对实验的影响 实验总结小车经过光电门1和光电门2的六次实验过程中,加速度的值相等。 加速度是速度变化量与发生这一段变化所用时间的比值。只要速度 变化量与时间的比值相等,那么加速度就相等。

(完整版)重力加速度的测定实验报告

重力加速度的测定 一,实验目的 1,学习秒表、米尺的正确使用 2,理解单摆法和落球法测量重力加速度的原理。 3,研究单摆振动的周期与摆长、摆角的关系。 4,学习系统误差的修正及在实验中减小不确定度的方法。 二,实验器材 单摆装置,停表(精度为0.01s),钢卷尺(精度为1mm),游标卡尺(精度为0.02mm) 三,实验原理 单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。在摆长远大于球的直径,摆球质量远大于线的质量的条件下,将悬挂的小球自平衡位置拉至一边(很小距离,摆角小于5°),然后释放,摆球即在平衡位置左右作周期性的往返摆动,如图2-1所示。 f =F sinθf θ T=F cosθ F= mg L 单摆原理图

摆球所受的力f 是重力和绳子张力的合力,f 指向平衡位置。当摆角很小时(θ<5°),圆弧可近似地看成直线,f 也可近似地看作沿着这一直线。设摆长为L ,小球位移为x ,质量为m ,则 L x = θsin f=θsin F =-L x mg - =-m L g x 由f=ma ,可知a=- L g x 式中负号表示f 与位移x 方向相反。 单摆在摆角很小时的运动,可近似为简谐振动,比较谐振动公式:a = m f =-ω2 x 可得ω=l g ,即02 22=+x dt x d ω,解得)cos(0?ω+=t A x ,0A 为振幅,?为初相。 应有[])2cos())((cos )cos(000?πω?ω?ω++=++=+=t A T t A t A x 于是得单摆运动周期为:T =ωπ 2=2πg L 即 T 2=g 2 4πL 或 g=4π22 T L 又由于细线不是完全没有质量,他在外力作用下也不可能完成伸长,所以,单摆的重力加速度公式修正为 22 21 4T d L g +=π 四,实验步骤 1,数据采集 (1)测量摆长L 用米尺测量摆球支点和摆球顶点或最低点的间距l ,用游标卡尺测量小球的直径d,则摆长 d l L 2 1+= (2)测量摆动周期 用手把摆球拉至偏离平衡位置约? 5放开,让其在一个铅直面内自由摆动,当小球通过平衡位置的瞬间,开始计时,连续默数100次全振动时间为t ,再除以100,得到周期T 。 (3)将所测数据列于下表中,并计算出摆长、周期及重力加速度。

用示波器观察铁磁材料的动态磁滞回线-实验报告

用示波器观察铁磁材料的动态磁滞回线-实验报告

2 B a B B s c a' b' H H m o B r H c 图1 起始磁化曲线和磁滞回线 用示波器观察铁磁材料动态磁滞回线 【摘要】铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类,铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线,反映该材料的重要特性。软磁材料的矫顽力H c 小于100A/m ,常用做电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线。矫顽力和饱和磁感应强度B s 、剩磁B r P 等参数均可以从磁滞回线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据。 【关键词】磁滞回线 示波器 电容 电阻 Bm Hm Br H 【引言】铁磁物质的磁滞回线能够反映该物质的很多重要性质。本实验主要运用示波器的X 输入端和Y 输入端在屏幕上显示的图形以及相关 数据,来分析形象磁滞回线的一些因素,并根据 数据的处理得出动态磁滞回线的大致图线。 【实验目的】 1. 认识铁磁物质的磁化规律,比较两种典 型的铁磁物质的动态磁化特性。 2. 测定样品的H D 、B r 、B S 和(H m ·B m )等参 数。 3. 测绘样品的磁滞回线,估算其磁滞损耗。 【实验仪器】 电阻箱(两个),电容(3-5微法),数字万用表,示波器,交流电源,互感器。 【实验原理】 铁磁物质是一种性能特异,用途广泛的材 料。铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物 (铁氧体)均属铁磁物质。其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率μ很高。另一特征是磁滞,即磁化场作用停止后,铁磁质仍保留磁化状态,图1为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。 图中的原点O 表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态,即B =H =O ,当磁场H 从零开始增加时,磁感应强度B 随之缓慢上升,如线段oa 所示,继之B 随H 迅速增长,如ab 所示,其后B 的增长又趋缓慢,并当H 增至H S 时,B 到达饱和值B S ,oabs 称为起始磁化曲线。图1表明,当磁场从H S 逐渐减小至零,磁感应强度B 并不沿起始磁化曲线恢复到“O ”点,而是沿另一条新的曲线SR 下降,比较线段OS 和SR 可知,H 减小B 相应也减小,但B 的变化滞后于H 的变化,这现象称为磁滞,磁滞的明显特征是当H =O 时,B 不为零,而保留剩磁Br 。 当磁场反向从O 逐渐变至-H D 时,磁感应强度B 消失,说明要消除剩磁,必须施加反向磁场,H D 称为矫顽力,它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力,线段RD 称为退磁曲线。 图1还表明,当磁场按H S →O →H D →-H S →O →H D ′→H S 次序变化,相应的磁感应强度B 则沿闭合曲线S SRD 'S D R ''变化,这闭合曲线称为磁滞回线。所以,当铁磁材料处于交变磁场中时(如变压器中的铁心),将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。在此过程中要消耗额外的能量,并以热的形式从铁磁材料中释放,这种损耗称为磁滞损耗,可以证明,磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。

大学物理实验报告单摆测重力加速度

——利用单摆测重力加速度 班级: 姓名: 学号: 西安交通大学模拟仿真实验实验报告 实验日期:2014年6月1日 老师签字:_____ 同组者:无 审批日期:_____ 实验名称:利用单摆测量重力加速度仿真实验 一、实验简介 单摆实验是个经典实验,许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法,根据已知条件和测量精度的要求,学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法,学习累积放大法的原理和应用,分析基本误差的来源及进行修正的方法。 二、实验原理 用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点,在重力作用下在铅垂平面内作周期运动,就成为单摆。单摆在摆角小于5°(现在一般认为是小于10°)的条件下振动时,可近似认为是简谐运动。而在实际情况下,一根不可伸长的细线,下端悬挂一个小球。当细线质量比小球的质量小很多,而且小球的直径又比细线的长度小很多时,此种装置近似为单摆。单摆带动是满足下列公式: 进而可以推出: 式中L 为单摆长度(单摆长度是指上端悬挂点到球重心之间的距离);g 为重力加速度。如果测量得出周期T 、单摆长度L ,利用上面式子可计算出当地的重力加速度g 。 西安交通大学物理仿真实验报告

三、实验内容 1. 用误差均分原理设计单摆装置,测量重力加速度g. 设计要求: (1)根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法. (2)写出详细的推导过程,试验步骤. (3)用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%. 可提供的器材及参数: 游标卡尺,米尺,千分尺,电子秒表,支架,细线(尼龙线),钢球,摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制),天平(公用). 假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s; 米尺精度△ 米≈0.05cm;卡尺精度△ 卡 ≈0.002cm;千分尺精度△ 千 ≈0.001cm; 秒表精度△ 秒 ≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s 左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△ 人 ≈0.2s. 2. 对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否 达到设计要求. 3. 研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数,空气阻力等因素的关 系,试分析各项误差的大小. 四、实验仪器 单摆仪,摆幅测量标尺,钢球,游标卡尺(图1-图4)

实验2 重力加速度的测量

实验3 重力加速度的测量(单摆法) 单摆实验有着悠久历史,当年伽利略在观察比萨教堂中的吊灯摆动时发现,摆长一定的摆,其摆动周期不因摆角而变化,因此可用它来计时,后来惠更斯利用了伽利略的这个观察结果,发明了摆钟。 本实验是用经典的单摆公式测量重力加速度g ,对影响测量精度的因素进行分析,学习如何改进测量方法,以进一步提高测量精度。 【目的要求】 1、用单摆测定动力加速度; 2、学习使用计时仪器(停表、光电计时器); 3、学习在直角坐标纸上正确作图及处理数据; 4、学习用最小二乘法作直线拟合。 【仪器用具】 单摆装置,带卡口的米尺,游标卡尺,电子停表,光电计时器。 【实验原理】 把一个金属小球拴在一根细长的线上,如图1所示。如果细线的质量比小球的质量小很多,而球的直径又比细线的长度小很多,则此装置可看做是一根不计质量的细线系住一个质点,这就是单摆。略去空气的阻力和浮力以及线的伸长不计,在摆角很小时,可以认为单摆 作简谐振动,其振动周期T 为 g l T π 2= ,224T l g π= (1) 式中l 是单摆的摆长,就是从悬点O 到小球 球心的距离,g 是重力加速度。因而,单摆周期 T 只与摆长l 和重力加速度g 有关。如果我们测量 出单摆的l 和T ,就可以计算出重力加速度g 。 【实验内容】 1、固定摆长,测定g 。 (1)测定摆长(摆长l 取100cm 左右)。 图1 ①先用带刀口的米尺测量悬点O 到小球最低点A 的距离1l (见图1),如下所列: 再估计1l 的极限不确定l e 1,计算出标准不确定度31 1l l e =σ。 ②先用游标卡尺多次测量小球沿摆长方向的直径d (见图4-1),如下所列:

铁磁材料动态磁滞回线的观测和研究的实验报告

铁磁材料动态磁滞回线的观测和研究的实验报告 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线【实验目的】1认识铁磁物质的磁化规律比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。2测定样品的基本磁化曲线作H 曲线。3测定样品的Hc、Br、Bm和 Hm?6?1Bm等参数。4测绘样品的磁滞回线。【实验原理】1起始磁化曲线和磁滞回线铁磁物质是一种性能特异用途广泛的材料。铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物铁氧体均属铁磁物质。其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化故磁导率很高。另一特征是磁滞即磁化场作用停止后铁磁质仍保留磁化状态图2-1为铁磁物质的磁感应强度B与磁化场强度H之间的关系曲线。图2-1 铁磁质起始磁化曲线和磁滞回线图2-2 同一铁磁材料的一簇磁滞回线图中的原点O表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态即BH0当磁场H从零开始增加时磁感应强度B随之缓慢上升如线段Oa所示继之B随H迅速增长如ab所示其后B的增长又趋缓慢并当H增至Hm时B到达饱和值BmOabs称为起始磁化曲线。图2-1表明当磁场从Hm逐渐减小至零磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到“O”点而是沿另一条新的曲线SR下降比较线段OS和SR可知H减少B相应也减小但B 的变化滞后于H的变化这现象称为磁滞磁滞的明显特征是当H0时B 不为零而保留剩磁Br。当磁场反向从0逐渐变至Hc时磁感应强度B消失说明要消除剩磁必须施加反向磁场Hc称为矫顽力它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力线段RD称为退磁曲线。图2-1还表示当磁场按Hm→0→Hc→-Hm→0→Hc→Hm次序变化相应的磁感应强度B则沿闭合曲线SRDS’R’D’S变化这闭合曲线称为磁滞回线。

所以当铁磁材料处于交变磁场中时如变压器中的铁心将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。在此过程中要消耗额外的能量并以热的形式从铁磁材料中释放这种损耗称为磁滞损耗可以证明磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。2基本磁化曲线应该说明当初始态为HB0的铁磁材料在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线如图2-2所示这些磁滞回线顶点A1、A2、A3、…的连线为铁磁材料的基本磁化曲线由此可近似确定其磁导率因B与H非线性故铁磁材料的不是常数而是随H而变化如图2-3所示。铁磁材料的相对磁导率可高达数千乃至数万这一特点是它用途广泛的主要原因之一。图2-3 铁磁材料μ与H 关系曲线图2-4 不同铁磁材料的磁滞回线可以说磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料分类和选用的主要依据图2-4为常见的两种典型的磁滞回线其中软磁材料的磁滞回线狭长、矫顽力、剩磁和磁滞损耗均较小是制造变压器、电机、和交流磁铁的主要材料。而硬磁材料的磁滞回线较宽矫顽力大剩磁强可用来制造永磁体。3利用示波器观测磁滞回线的原理图2-5 原理电路图利用示波器观测磁滞回线的原理电路如图2-5所示。待测样品为EI型矽钢片其上均匀地绕以磁化线圈N及副线圈n。交流电压u加在磁化线圈上线路中串联了一取样电阻R1。将R1两端的电压UH加到示波器的X输入端上对DC4322B 示波器为通道Ⅰ。副线圈n与电阻R2和电容C串联成一回路。电容C两端的电压UB加到示波器的Y输入端上对DC4322B示波器为通道Ⅱ。下面我们来说明为什么这样的电路能够显示和测量磁滞回线。

单摆测量重力加速度教案

用单摆测重力加速度 一、教学任务分析 高一学生已经学习了自由落体运动,了解了重力加速度的概念;本章前几节又学习了简谐运动,研究了单摆的振动周期,知道周期公式以及成立的条件。知识背景充足。我认为这一节课一是让学生加深对单摆简谐运动的理解和认识,二是培养学生实验技能,加强学生的科学素养,这才是这一节课最重要的目的。 二、教学目标 1、知识与技能 (1)、使学生学会用单摆测定当地的重力加速度; (2)、使学生学会处理数据的方法; (3)、让学生能正确熟练地使用秒表。 2、过程与方法 学生发散思维、探究重力加速度的测量方法──明确本实验的测量原理──组织实验器材、探究实验步骤──进行实验──分析数据,得出实验结论。这一条探究之路。 3、情感态度与价值观 (1)、通过课堂活动、讨论与交流培养学生的团队合作精神。 (2)、通过对振动次数的计数等培养学生仔细观察、严谨治学的科学素养。 三、教学重点与难点 重点: 1.了解单摆的构成。 2. 单摆的周期公式。 3. 处理数据的方法。 难点: 1. 计时的准确性。 2. 计数的准确性。 四、教学资源: 长约一米的细丝线、通过球心开有小孔的金属球、带有铁夹的铁架台、毫米刻度尺、秒表。多媒体。 五、教学设计思路 本设计的基本思路是: 第一,通过计时时刻的确定(以最低点速度最快时为计时起点)、推导用单摆测重力 加速度的公式(g= 2 2 4L T π? ? )、摆球的要求(重且小)、摆长的确定(从球重心到悬点的长 度)及单摆做简谐运动的条件(在一个平面内运动且摆角小于50)。 第二,通过探讨测量加速度的方法,编写实验步骤时要指明器材、方法和公式;根据实验原理确定器材、通过测定摆球直径了解有效数字和精确度的匹配;通过测量30-50次全振动的时间确定周期以减小偶然误差;数据处理的两种方法平均法和图像法;试着分析实验误差。 第三,用分组探究、分析讨论的方法使学生深刻体会、经历实验的过程,让学生明白做什么,为什么这样做,这样做的误差在哪里,做一个实验的设计者和操作者,而不是旁观者和执行者。切实提高学生的实验技能,培养他们对物理实验的热情和素养。最后让学生利用课堂学到的实验技能写出用打点计时器测重力加速度的实验报告,加以巩固和提高。

磁滞回线的测量(实验报告记录)()

磁滞回线的测量(实验报告记录)()

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实验名称:用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线 姓名学号班级 桌号教室基础教学楼1101 实验日期2016年月日节 此实验项目教材没有相应内容,请做实验前仔细阅读本实验报告!并携带计算器,否则实验无法按时完成! 一、实验目的: 1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。 3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc 的数值。 4、研究磁滞回线形状与频率的关系;并比较不同材料磁滞回线形状。 二、实验仪器 1.双踪示波器 2.DH4516C型磁滞回线测量仪 石家庄铁道大学物理实验中心第3页共15页

三、实验原理 (一)铁磁物质的磁滞现象 铁磁性物质除了具有高的磁导率外,另一重要的特点就是磁滞。以下是关于磁滞的几个重要概念 1、饱和磁感应强度B S、饱和磁场强度H S和磁化曲线 石家庄铁道大学物理实验中心第4页共15页

石家庄 铁道大学物理实验中心 第5页 共15页 铁磁材料未被磁化时,H 和B 均为零。这时若在铁磁材料上加一个由小到大的磁化场,则铁磁材料内部的磁场强度H 与磁感应强度B 也随之变大,其B-H 变化曲线如图1(OS )曲线所示。到S 后,B 几乎不随H 的增大而增大,此时,介质的磁化达到饱和。与S 对应的H S 称饱和磁场强度,相应的B S 称饱和磁感应强度。我们称曲线OS 为磁性材料的磁化曲线。 图1 磁性材料的磁化曲线 图2 磁滞回线和磁化曲线 2、磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线 当铁磁质磁化达到饱和后,如果使H 逐步退到零,B 也逐渐减小,但B 的减小“跟不上”H 的减小(B 滞后于H )。即:其轨迹并不沿原曲线SO ,而是沿另一曲线Sb 下降。当H 下降为零时,B 不为零,而是等于B r ,说明铁磁物质中,当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。这种现象叫磁滞现象,B r 叫剩磁。若要完全消除剩磁B r ,必须加反向磁场,当B =0时磁场的值H c 为铁磁质的矫顽力。 当反向磁场继续增加,铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零,同样出现B H B ~H H μB ~H S f d e

用打点计时器测量加速度速度-实验报告

测定匀变速直线运动的加速度-实验报告 班级________ 姓名________时间_________ 一、实验目的 1、掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法 2、测定匀变速直线运动的加速度和计算打下某点时的瞬时速度。 二、实验原理 1、由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:若x1、x 2、x 3、x4……为相邻计数点间的距离,若△x=x2-x1=x3 -x2=……=c(常数),即连续相等的时间间隔内的位移差是恒量,则与纸带相连的物体的运动是匀变速直线运动。 2、利用某段时间里的平均速度等于该段时间中点的瞬时速度来计算打下某点时的瞬时速度. 3、由纸带求物体加速度的方法: (1)根据Xm-Xn=(m-n)aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔),选取不同的m和n,求出几个a,再计算出其平均值即为物体运动的加速度。 (2)用V-t图像求物体的加速度:先根据时间中点的瞬时速度等于该段时间的平均速度求几个点的瞬时速度,然后做出V-t图像,图线的斜率就是物体运动的加速度。 ***逐差法:物体做匀变速直线运动,加速度是a,在各个连续相等的时间T里的位移分别是X1、X2、X3……则有:△X=X2-X1=X3-X2=X4-X3=……=aT2 . 由上式还可得到 : X4-X1=(X4-X3)+(X3-X2)+(X2-X1)=3aT2同理有 X5-X2=X6-X3=……=3aT2 可见,测出各段位移X1、X2……即可求出a1、a2、a3……,再算出a1、a2、a3……的平均值,就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。 三、实验器材 四、实验步骤

五、分析与处理实验数据 1、.纸带采集 2、实验数据记录 3、计算加速度(用计算和V-T图像两种方法)和某点的瞬时速度 六、实验误差分析

实验一 自由落体重力加速度的测定

实验一自由落体重力加速度的测定 一、实验目的 1. 通过测定重力加速度,加深对匀加速运动规律的理解: 2. 学习用光电法计时; 3. 学习用落体法测定重力加速度. 二、仪器组成 YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪、YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计、钢球、卷尺等 三、仪器结构 1. YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒 计面板如图l所示 2. 自由落体测定仪如图2所示 四、实验原理 在重力作用下,物体的下落运动是匀加速直线运 动.可用下列方程来描述: 式中s是在时间t内物体下落的距离.g是重力加速度.如果物体下落的初速度为0,即Vo=0时, 可见若能测得物体在最初t秒内通过的距离S,就可以 估算出g的值,在实验中要严格保证初速度为零有一定 的困难.,故常采用下列方法:实验时,让物体从静止开 始自由下落.如图3所示,设它到达A点的速度为V0. 从A点开始,经过时间t1到达B点,令A、B两点的距 离为S1., 则 若保持上述的初始条件不变,则从A点起,经过时

间t2后.物体到达C点.令A、C两点的距离为S2.则 由式3和式4得: 以上两式相减,得: 那么就有 这里不再出现初速度值,式中的各值均可用自由落体测定仪测量得到. 五、实验步骤 1.调节自由落体仪垂直.将重锤装置安装好,调整底座上的调节螺旋,使重锤悬线与落体仪两立柱平行. 2.将第一光电门放在立柱A处.如离顶端20cm处,调第二光电门于B处.如两光电门相距90cm处,将实验装置上的激光器、接收器与YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计连接,打开电源,可看见激光器发出红光. 3.调节上、下两个激光器。使激光束平行地对准重锤线后,取下重锤装置. 4.保持上、下两个激光器位置不变,调节上、下两个接收器分别与对应的激光器对准(使激光束垂直射入接收器入射孔),直至用手指通过上、下两光电门时,专用毫秒计能正常计时. 5.按动YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计功能键(使用方法见附录),选择计时精度为0.0001s,(测完一组数据后,按动复位键归零). 6.用手指托住钢球至落球定位孔,迅速松开手指,记录钢球自由下落通过上、下两光电门的时间t1。 7.用卷尺置于两光电门之间,测出两激光束之间的距离S1。 8. 重复以上步骤,测量八组数据,求平均值. 9.重复以上步骤,改变两光电门距离,用卷尺置于两光电门之间,测出两激光束之间的距离S2,测量八组t2数据,求平均值. 10.将实验数据填入下表.并按式(8)计算重力加速度g.求其误差.

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