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物理实验报告范文(汇总20篇)

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平放式直流电铃的物理实验报告_实验报告_网

范文类型:汇报报告,全文共 572 字

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平放直流电铃的物理实验报告

【制作方法】

1.电磁铁:用两个木线轴作绕线架,在一个木线轴上以直径0.35毫米的漆包线顺次绕三层,再在另一个木线轴上同样绕三层。取一根铁棒弯成“U”形,插入两个木线轴的圆孔内作为电磁铁(如图19.11-l(a)所示)。在电磁铁上压一块长方形小木板,用木螺丝穿过木板插入两轴之间,固定在18×10×0.8厘米3的底板上,如图19.11-2所示。

2.衔铁:剪一块宽1厘米,长10厘米的铁片作为衔铁。一端焊一根直径1.5毫米的铁丝,铁丝的顶端弯一个小圆圈作铃槌,另外剪一块5厘米长的铁片与衔铁等宽,弯成弧形把它焊在衔铁上,如图19.11-1(b)、(c)所示。弯一个3厘米高的直角形支架把衔铁铆在支架上,再用木螺丝把支架固定在底板上,使衔铁正对电磁铁的两极,但不能接触。

3.触点:靠近弧形铁片处固定一个直角形铁片,在铁片的上端对准弧形铁片钻一个孔、拧一个小螺丝钉,使钉尖正触及弧形铁片,小螺丝可以调节接触弧形铁片的松紧度。在铁丝铃锤的旁边固定一个铃盖。安装方法如图19.11-2所示。

【使用方法】

用手按开关使电路接通,电磁铁应吸引衔铁,铁丝锤打铃,当衔铁被吸之后,弧形铁片便与接触的小螺丝钉分开,于是电流中断,电磁铁失去磁性、衔铁又回复原位,此时弧形铁片又与螺丝钉接触,电流又接通,铃声又响。这样反复不已,铃声就继续不断。

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篇1:物理实验报告500字

范文类型:汇报报告,全文共 649 字

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用验电器演示导体和绝缘体

【器材】

验电器(或自制验电器),有机玻璃或橡胶棒,丝绸或毛皮,被检验的物体:铁丝、铜丝等金属丝,陶瓷、松香、玻璃、橡胶等。

【操作】

(1)将丝绸摩擦过的有机玻璃棒(或用毛皮摩擦过的橡胶棒)与验电器接触,使验电器带电,金箔张开一定的角度,然后用手接触一下验电器上的小球,金箔马上合拢。这表明手碰了小球后,验电器上的电荷通过手和人体传给大地了,这证明人体是导体。

(2)用上述方法使验电器重新带电。手拿铁丝和铜丝等金属丝用它们去跟带电的验电器小球接触,可以看到金箔也会合拢,表明验电器上的电荷通过金属丝和人体传到地球上去了,金属丝是导体。当手拿陶瓷、玻璃、松香等用它们去跟带电的验电器小球接触,金箔仍张开并不合拢,表明验电器上的电荷没有通过陶瓷、玻璃、松香等传到地球上,说明陶瓷、玻璃松香等是绝缘体。

【注意事项】

被检验的绝缘体的表面要清洁干燥,以免表面漏电。

实验目的:观察水的沸腾。

实验步骤:

①在烧杯里放入适量水,将烧杯放在石棉网上,然后把温度计插入水里。

②把酒精灯点着,给烧杯加热。

③边观察边记录。

④做好实验后,把器材整理好。

观察记录:

①水温在 60℃以下时,随着水温不断升高,杯底上气泡越来越多,有少量气泡上升。

②水温在60℃~90℃之间时,杯底气泡逐渐减少,气泡上升逐渐加快。

③在90℃~100℃之间时,小气泡上升越来越快。

④水在沸腾时,大量气泡迅速上升,温度在98℃不变。

⑤移走酒精灯,沸腾停止。

实验结论:

①沸腾是在液体表面和内部同时进行的汽化现象。

②水在沸腾时,温度不变。

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篇2:大学物理实验报告优秀模板_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:大学,全文共 2460 字

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大学物理实验报告优秀模板

大学物理实验报告模板

实验报告

一.预习报告

1.简要原理

2.注意事项

二.实验目的

三.实验器材

四.实验原理

五.实验内容、步骤

六.实验数据记录与处理

七.实验结果分析以及实验心得

八.原始数据记录栏(最后一页)

把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来,经过整理,写成的书面汇报,就叫实验报告。

实验报告的种类因科学实验的对象而异。如化学实验的报告叫化学实验报告,物理实验的报告就叫物理实验报告。随着科学事业的日益发展,实验的种类、项目等日见繁多,但其格式大同小异,比较固定。实验报告必须在科学实验的基础上进行。它主要的用途在于帮助实验者不断地积累研究资料,总结研究成果。

实验报告的书写是一项重要的基本技能训练。它不仅是对每次实验的总结,更重要的是它可以初步地培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力,是科学论文写作的基础。因此,参加实验的每位学生,均应及时认真地书写实验报告。要求内容实事求是,分析全面具体,文字简练通顺,誊写清楚整洁。

实验报告内容与格式

(一) 实验名称

要用最简练的语言反映实验的内容。如验证某程序、定律、算法,可写成“验证”;分析。

(二) 所属课程名称

(三) 学生姓名、学号、及合作者

(四) 实验日期和地点(年、月、日)

(五) 实验目的

目的要明确,在理论上验证定理、公式、算法,并使实验者获得深刻和系统的理解,在实践上,掌握使用实验设备的技能技巧和程序的调试方法。一般需说明是验证型实验还是设计型实验,是创新型实验还是综合型实验。

(六) 实验内容

这是实验报告极其重要的内容。要抓住重点,可以从理论和实践两个方面考虑。这部分要写明依据何种原理、定律算法、或操作方法进行实验。详细理论计算过程.

(七) 实验环境和器材

实验用的软硬件环境(配置和器材)。

(八) 实验步骤

只写主要操作步骤,不要照抄实习指导,要简明扼要。还应该画出实验流程图(实验装置的结构示意图),再配以相应的文字说明,这样既可以节省许多文字说明,又能使实验报告简明扼要,清楚明白。

(九) 实验结果

实验现象的描述,实验数据的处理等。原始资料应附在本次实验主要操作者的实验报告上,同组的合作者要复制原始资料。

对于实验结果的表述,一般有三种方法:

1. 文字叙述: 根据实验目的将原始资料系统化、条理化,用准确的专业术语客观地描述实验现象和结果,要有时间顺序以及各项指标在时间上的关系。

2. 图表: 用表格或坐标图的方式使实验结果突出、清晰,便于相互比较,尤其适合于分组较多,且各组观察指标一致的实验,使组间异同一目了然。每一图表应有表目和计量单位,应说明一定的中心问题。

3. 曲线图 应用记录仪器描记出的曲线图,这些指标的变化趋势形象生动、直观明了。

在实验报告中,可任选其中一种或几种方法并用,以获得最佳效果。

(十) 讨论

根据相关的理论知识对所得到的实验结果进行解释和分析。如果所得到的实验结果和预期的结果一致,那么它可以验证什么理论?实验结果有什么意义?说明了什么问题?这些是实验报告应该讨论的。但是,不能用已知的理论或生活经验硬套在实验结果上;更不能由于所得到的实验结果与预期的结果或理论不符而随意取舍甚至修改实验结果,这时应该分析其异常的可能原因。如果本次实验失败了,应找出失败的原因及以后实验应注意的事项。不要简单地复述课本上的理论而缺乏自己主动思考的内容。

另外,也可以写一些本次实验的心得以及提出一些问题或建议等。(十一) 结论

结论不是具体实验结果的再次罗列,也不是对今后研究的展望,而是针对这一实验所能验证的概念、原则或理论的简明总结,是从实验结果中归纳出的一般性、概括性的判断,要简练、准确、严谨、客观。

(十二) 鸣谢(可略)

在实验中受到他人的帮助,在报告中以简单语言感谢.

(十三) 参考资料

【实验名称】静电跳球

【实验目的】观察静电力

【实验器材】韦氏起电机,静电跳球装置(如图)

【实验原理、操作及现象】

将两极板分别与静电起电机相连接,顺时针摇动起电机,使两极板分别带正、负电荷,这时小金属球也带有与下板同号的电荷。同号电荷相斥,异号电荷相吸,小球受下极板的排斥和上极板的吸引,跃向上极板,与之接触后,小球所带的电荷被中和反而带上与上极板相同的电荷,于是又被排向下极板。如此周而复始,于是可观察到球在容器内上下跳动。当两极板电荷被中和时,小球随之停止跳动。

【注意事项】

1.摇动起电机时应由慢到快,并且不宜过快;摇转停止时亦需慢慢进行,可松开手柄靠摩擦力使其自然减慢。

2.在摇动起电机时,起电机手柄均带电且高速摇动时电压高达数万伏,切不可用手机或身体其他位置接触,不然会有火花放电,引起触电。

静电跳球中小学科学探究实验室仪器模型设备实验目的:

1、探究静电作用力的现象及原理。

2、研究能量间的转化过程。实验器材:圆铝板2个、圆形有机玻璃筒、静电导体球(由铝膜做成)若干。

提出问题:在以前的实验中,我们对电场以及静电的作用力已经有所了解。那么,在两块极板间,由铝箔做成的小球真能克服重力上蹦下跳吗?猜想与假设:在强电场的作用下,由铝箔做成的小球能够克服重力而上下跳动。           实验过程:

1、在两圆铝板间放一有机玻璃环,里面放了一些静电导体球,当接通高压直流电源后观察静电导体球的运动情况。

2、增大两极板间的电压,观察现象。

3、实验完毕要及时关闭电源,必须用接地线分别接触两极板进行放电。

探究问题:

1、仪器内的小球为什么会跳起来?

2、静电导体球实际在做什么工作?3、为什么增大两极板间的电压两极板间产生火花放电现象?实验结论与体会: (以下由学生总结并交流,也可由教师引导得出)课外活动: 梳子摩擦头发后,用梳子可以吸起细小的纸屑,有些纸屑过一会又掉下来。实际做一做,能够解释吗?

注意事项:

1、接好电路后,再调整两根输出导线之间的距离至少离开10厘米。太近时会击穿空气而打火。

2、接通高压电源后就不能再触摸高压端和电极板,否则会触电而麻木。实验做完后,先关闭电源开关,再用接地线分别接触两个电极进行放电。

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篇3:初中物理的实验报告范文_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:初中,全文共 2049 字

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初中物理实验报告范文

精选范文:初中物理实验报告(共2篇)

一、将一饮料瓶底部扎几个细孔,再往饮料瓶中到入适量的水,此时会发现瓶底处有水流出,可以印证液体对容器底部有压强。继续迅速把饮料瓶中灌满水,然后拧紧瓶盖,这时可观察到饮料瓶底部并没有水流出。如果再拧松瓶盖,又发现水流了出来。这说明是大气压作用形成的这一现象。

二、另取一空饮料瓶灌满水后拧紧平盖,然后用酒精灯加热一钢针。轻轻的在饮料瓶下部侧壁烫一细孔(注意烫孔时不要用力挤按饮料瓶)。当扎完小孔后会发现并没有水流出,在第一个孔的相同高度处,任意位置再烫一个细孔后发现依然没有水流出来。这是由于大气压的作用的结果,并且证明了大气压是各个方向都存在的,与液体压强特点形成对比。之后在前两个细孔的上方再烫一细孔后,发现下面的细孔向外流水,而上面的细孔不向外流水,并且有空气从此处进入饮料瓶内上方。如果拧开饮料瓶的瓶盖会发现三孔都会流水。且小孔位置越靠近瓶底,水柱喷的越远。

三、再取一饮料瓶灌满水并拧紧瓶盖后,把它倒置在盛有足够多水的玻璃水槽中,在水中把瓶盖拧下来,抓住瓶子向上提,但不露出水面发现瓶里的水并不落回水槽中。(可以换更高的饮料瓶做“对比实验”,为托里拆利实验的引入打好基础。)还可以在此实验的基础上,在瓶底打孔,立刻发现瓶里的水流回水槽中。原因是瓶子内、外均有大气压相互抵消,水柱在本身重力的作用下流回水槽。

四、还可以选用易拉罐,拉盖不要全部拉开,开口尽量小一些。倒净饮料后用电吹风对罐体高温加热一段时间后,把拉口处用橡皮泥封好,确保不漏气。再用冷水浇在易拉罐上,一会听到易拉罐被压变形的声音,同时看到易拉罐上有的地方被压瘪。说明气体热胀冷缩、也证明了大气压的存在。

物理实验报告 ·化学实验报告 ·生物实验报告 ·实验报告格式 ·实验报告模板

[初中物理实验报告(共2篇)]

篇一:初二物理实验报告

实验装置:

实验2 探究水沸腾时温度变化的特点

实验目的:观察沸腾现象,找出水沸腾时温度的变化规律。

实验器材:铁架台、酒精灯、石棉网、温度计、烧杯(50ml),火柴,中心有孔的纸板、水、秒表。

实验装置:

实验步骤:

1、按上图组装器材。在烧杯中加入30ml的水。

2、点燃酒精灯给水加热。当水沸腾,即水温接近90℃时,每隔0.5min在表格中记录温度计的示数T,记录10次数据。

3、熄灭酒精灯,停止加热。

4、冷却后再整理器材。

5、以温度T为横坐标,时间t为纵坐标,在下图中的方格纸上描点,再把这些点连接起来,从而绘制成水沸腾时温度与时间关系的图像; 6、整理、分析实验数据及其图像,归纳出水沸腾时温度变化的特点。

实验3

探究光反射时的规律

实验目的:

观察光的反射现象,找出光反射时所遵循的规律。

实验器材:平面镜、一张白硬纸板、激光笔、量角器、几支彩笔 实验装置:

实验步骤:

1、把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,如上图所示;

2、使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹;

3、改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹; 4、取下纸板,用量角器测量ON两侧的?i和?r,将数据记录在下表中; 5、把纸板NOF向前或向后折,在纸板上还能看到反射光吗?

实验4

探究平面镜成像时像与物的关系

实验目的:观察平面镜成像的情况,找出成像的特点。

实验原理:遵循光的反射定律:三线共面、法线居中、两角相等。

实验器材:同样大小的蜡烛一对、平板玻璃一块、白纸一张、刻度尺一把 实验装置:

实验步骤:

1、在桌面上铺一张大纸,纸上竖立一块玻璃板作为平面镜,沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表平面镜的位置;

2、把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像; 3、再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合,这个位置就是前面那支蜡烛像的位置,在纸上记下这两个位置;

4、移动点燃的蜡烛,重做实验;

5、用直线把每次实验中蜡烛和它的像在纸上的位置连起来,并用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离,将数据记录在下表中。

实验5

探究凸透镜成像的规律

实验目的:探究凸透镜成像的规律。

实验原理:光的折射

实验器材:凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座 实验装置:

实验步骤:

1、按上图组装实验装置,将烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度; 2、将凸透镜固定在光具座中间某刻度处,把蜡烛放在较远处,使物距u>2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v;

3、把蜡烛向凸透镜移近,改变物距u,使f<u<2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v; 4、把蜡烛向凸透镜移近,改变物距u,使u<f,在光屏上不能得到蜡烛的像,此时成虚像,应从光屏这侧向透镜里观察蜡烛的像,观察虚像的大小和正倒。

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篇4:大学物理演示实验报告_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:大学,全文共 926 字

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大学物理演示实验报告

大学物理演示实验报告一:

实验目的:通过演示来了解弧光放电的原理

实验原理:给存在一定距离的两电极之间加上高压,若两电极间的电场达到空气的击穿电场时,两电极间的空气将被击穿,并产生大规模的放电,形成气体的弧光放电。

雅格布天梯的两极构成一梯形,下端间距小,因而场强大(因)。其下端的空气最先被击穿而放电。由于电弧加热(空气的温度升高,空气就越易被电离, 击穿场强就下降),使其上部的空气也被击穿,形成不断放电。结果弧光区逐渐上移,犹如爬梯子一般的壮观。当升至一定的高度时,由于两电极间距过大,使极间场强太小不足以击穿空气,弧光因而熄灭。

简单操作:打开电源,观察弧光产生。并观察现象。(注意弧光的产生、移动、消失)。

实验现象:

两根电极之间的高电压使极间最狭窄处的电场极度强。巨大的电场力使空气电离而形成气体离子导电,同时产生光和热。热空气带着电弧一起上升,就象圣经中的雅各布(yacob以色列人的祖先)梦中见到的天梯。

注意事项:演示器工作一段时间后,进入保护状态,自动断电,稍等一段时间,仪器恢复后可继续演示,

实验拓展:举例说明电弧放电的应用

大学物理演示实验报告二:

学物理演示实验报告--避雷针

一、演示目的

气体放电存在多种形式,如电晕放电、电弧放电和火花放电等,通过此演示实验观察火花放电的发生过程及条件。

二、原理

首先让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。尖端电极放电,而球型电极未放电。这是由于电荷在导体上的分布与导体的曲率半径有关。导体上曲率半径越小的地方电荷积聚越多(尖端电极处),两极之间的电场越强,空气层被击穿。反之越少(球型电极处),两极之间的电场越弱,空气层未被击穿。当尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离时,其间的电场较弱,不能击穿空气层。而此时球型电极与平板电极之间的距离最近,放电只能在此处发生。

三、装置

一个尖端电极和一个球型电极及平板电极。

四、现象演示

让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。尖端电极放电,而球型电极未放电。接着让尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离,放电在球型电极与平板电极之间发生

五、讨论与思考

雷电暴风雨时,不要在空旷平坦的田野上行走。为什么?

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篇5:最新大学物理实验课程设计实验报告_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:大学,设计,全文共 2456 字

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最新大学物理实验课程设计实验报告

大学物理实验(设计性实验)

实验报告

指导老师:王建明

姓 名:张国生

学 号:XX0233

学 院:信息与计算科学学院

班 级:05信计2班

重力加速度的测定

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.

方法六、单摆法测量重力加速度

在摆角很小时,摆动周期为:

通过对以上六种方法的比较,本想尝试利用光电控制计时法来测量,但因为实验室器材不全,故该方法无法进行;对其他几种方法反复比较,用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉,仪器在实验室也很齐全,故利用该方法来测最为顺利,从而可以得到更为精确的值。

四、采用模型六利用单摆法测量重力加速度

摘要:

重力加速度是物理学中一个重要参量。地球上各个地区重力加速度的数值,随该地区的地理纬度和相对海平面的高度而稍有差异。一般说,在赤道附近重力加速度值最小,越靠近南北两极,重力加速度的值越大,值与最小值之差约为1/300。研究重力加速度的分布情况,在地球物理学中具有重要意义。利用专门仪器,仔细测绘各地区重力加速度的分布情况,还可以对地下资源进行探测。

伽利略在比萨大教堂内观察一个圣灯的缓慢摆动,用他的脉搏跳动作为计时器计算圣灯摆动的时间,他发现连续摆动的圣灯,其每次摆动的时间间隔是相等的,与圣灯摆动的幅度无关,并进一步用实验证实了观察的结果,为单摆作为计时装置奠定了基础。这就是单摆的等时性原理。

应用单摆来测量重力加速度简单方便,因为单摆的振动周期是决定于振动系统本身的性质,即决定于重力加速度g和摆长l,只需要量出摆长,并测定摆动的周期,就可以算出g值。

实验器材:

单摆装置(自由落体测定仪),钢卷尺,游标卡尺、电脑通用计数器、光电门、单摆线

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,摆锥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,摆锥即在平衡位置左右作周期性的往返摆动,如图2-1所示。

f =p sinθ

f

θ

t=p cosθ

p = mg

l

图2-1 单摆原理图

摆锥所受的力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

sinθ=

f=psinθ=-mg =-m x (2-1)

由f=ma,可知a=- 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= =-ω2x

可得ω=

于是得单摆运动周期为:

t=2π/ω=2π (2-2)

t2= l (2-3)

或 g=4π2 (2-4)

利用单摆实验测重力加速度时,一般采用某一个固定摆长l,在多次精密地测量出单摆的周期t后,代入(2-4)式,即可求得当地的重力加速度g。

由式(2-3)可知,t2和l之间具有线性关系, 为其斜率,如对于各种不同的摆长测出各自对应的周期,则可利用t2—l图线的斜率求出重力加速度g。

试验条件及误差分析:

上述单摆测量g的方法依据的公式是(2-2)式,这个公式的成立是有条件的,否则将使测量产生如下系统误差:

1. 单摆的摆动周期与摆角的关系,可通过测量θ

实际上,单摆的周期t随摆角θ增加而增加。根据振动理论,周期不仅与摆长l有关,而且与摆动的角振幅有关,其公式为:

t=t0[1+( )2sin2 +( )2sin2 +……]

式中t0为θ接近于0o时的周期,即t0=2π

2.悬线质量m0应远小于摆锥的质量m,摆锥的半径r应远小于摆长l,实际上任何一个单摆都不是理想的,由理论可以证明,此时考虑上述因素的影响,其摆动周期为:

3.如果考虑空气的浮力,则周期应为:

式中t0是同一单摆在真空中的摆动周期,ρ空气是空气的密度,ρ摆锥 是摆锥的密度,由上式可知单摆周期并非与摆锥材料无关,当摆锥密度很小时影响较大。

4.忽略了空气的粘滞阻力及其他因素引起的摩擦力。实际上单摆摆动时,由于存在这些摩擦阻力,使单摆不是作简谐振动而是作阻尼振动,使周期增大。

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篇6:用易拉罐做实验初中物理实验报告_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:初中,全文共 1857 字

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易拉罐实验初中物理实验报告

1.在易拉罐中分别装入不同体积的水,依次用金属棒敲击听声,可用来研究音调的高低与空气柱长短有没有关系。

2.将两个易拉罐用棉线相连做成一个“土电话”,用来说明固体可以传声。

3.将三个易拉罐装入质量不同的沙,用天平分别测出其质量,用弹簧测力计测出罐和沙所受的重力,用来研究物体的质量与所受重力的关系。

4.将易拉罐放在倾斜的木板表面,使其从同一位置由静止分别滑下和滚下,观察两种情况下运动的快慢。比较相同情况下滑动摩擦和滚动摩擦的大小。

5.用铁钉在易拉罐不同的高度上扎眼,装水后比较其喷射的距离。研究液体内部压强与深度的关系。

6.将空易拉罐口向下在酒精灯火焰上方烤一烤,罐冷却后能听到声音且看到罐变瘪了。用来说明大气压强的存在。

7.将空易拉罐放在盛有水的盆中浮在水面,而将其卷成一团下沉。说明将密度大于水的材料做成空心物体可以浮在水面上。

8.用白纸和黑纸包住两个装满水的易拉罐,在太阳下晒相同时间,看谁的温度升高得多。研究相同条件下的白色物体和黑色物体的吸热能力是否相同。

9.用导线及导线夹将电源、开关、灯泡和易拉罐组成串联电路,闭合开关,看灯泡是否发光。研究易拉罐的材料是导体还是绝缘体。

气球在物理演示实验中的妙用

(1)声音在液体中传播

材料:手机、气球、细线、水槽、水。

方法:先将手机装入气球内,用一根长线密封好。然后把它慢慢浸没于水槽中,并让手机的屏幕正对着学生。用另外一个手机对其进行拨号,手机开始振铃。这样,学生既可以看到手机屏幕的亮光,又可以听到从手机发出的声音。如图1所示。这就证明了声音可以在液体中传播。

(2)水凸透镜

材料:气球、细线、水。

方法:用一个透明的气球,在里面充入一部分水,用细线扎紧,让太阳光照射气球,可以观察到在气球后面出现了一个很亮的光斑。如果在气球后面较近的位置放一个物体,气球就变成了一个放大镜,通过气球观察,就可以看到物体正立、放大的虚像。

(3)气体的性质实验

材料:气球、广口瓶、双孔橡胶塞、两根玻璃管(一弯管,一直管)、两用气筒。

①验证玻意耳定律,证明大气压的存在。装置如图2所示,在直玻璃管的下端拴一个气球,把气球放入瓶中,并用塞子塞住广口瓶口。先在气球内充入一定质量的气体,封闭直管,通过弯管向瓶外抽气,发现气球变大;向里打气时,气球又会变小。表明一定质量的气体在等温过程中,体积增大,压强减小,体积减小,压强增大。即定性地验证了玻意耳定律。

②验证盖·吕萨克定律,证明气体的热膨胀。

在气球内稍充气,并把直管封闭,然后把广口瓶放入热水中,使瓶内受热,就会发现气球变大,从热水中取出后稍冷却,就发现气球又逐渐地变小。说明一定质量的气体,在压强不变的情况下,温度升高,体积增大,温度降低,体积减小。

说明:玻璃管的封闭可外接一橡皮管,用止水夹封闭橡皮管就可以了。

(4)物体的沉浮条件

材料:薄气球、水、酒精、盐水。

方法:用一个薄气球,装入水,密封好,缓缓放入水中,就可以看到物体在水中的悬浮现象。然后在气球中装入酒精,则可以看到物体在水中的漂浮现象。最后在气球中装入盐水,则会看到物体在水中的下沉现象。这有效证明了液体中物体的沉浮与密度的关系。

(5)动量定理

材料:大气球、砖块、锤子。

方法:将充好气的气球放置在水平桌面上,气球上面放置一砖块,这时用铁锤迅速打击砖块,会发现砖块被击碎,而气球完好无损。本实验省去了海绵这一系统,使学生能够更加深刻理解动量定理,也减去不少因海绵引起的疑惑。

注意事项:气球充气要适量,要保持气球具有一定的弹性,同时演示时要注意让学生远离,防止碎砖块击伤学生。

(6)反冲现象

材料:气球、吸管、气筒、细线。

方法:如图3,将吸管插入气球口,用细线把其扎紧,用气筒给气球打足气,用手堵住吸管,让吸管口朝下,然后放手,会发现气球沿直线竖直上升。实验能够很好地说明反冲运动。在这里要注意选用吸管要稍长一些,有利于气球沿直线上升。

(7)电荷的相互作用

材料:铁架台、丝线、气球。

方法:如图4所示,气球充好气后,用干燥的丝线将气球悬挂起来。用干燥的手擦气球的表面,使球带电(手最好先在火上烘干)。用摩擦过气球的手去靠近气球,手会吸引气球,让用手摩擦过的另一个气球靠近它,两球会相互推斥。这个实验说明了电荷的相互作用。

其实对于气球的应用远不止这些,比如在瓶吞鸡蛋这个证明大气压的实验中,如果把鸡蛋换成气球,将既经济,又可以循环使用,学生也能够亲身实践,增加学习的兴趣。所以我们说只有不断地去思考,去摸索,才能挖掘出更好的实验,提高物理实验课堂的效率。

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篇7:物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》_实验报告_网

范文类型:汇报报告,全文共 1683 字

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物理实验报告《用分光计透射光栅光波波长

【实验目的】

观察光栅的衍射光谱,掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。

【实验仪器】

分光计,透射光栅,钠光灯,白炽灯。

【实验原理】

光栅是一种非常好的分光元件,它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。

光栅分透射光栅和反射光栅两类,本实验采用透射光栅,它是在一块透明的屏板上刻上大量相互平行等宽而又等间距刻痕的元件,刻痕处不透光,未刻处透光,于是在屏板上就形成了大量等宽而又等间距的狭缝。刻痕和狭缝的宽度之和称为光栅常数,用d 表示。

由光栅衍射的理论可知,当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时,透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射,同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉,光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上。凡衍射角满足以下条件

k = 0, ±1, ±2, … (10)

的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹,其它方向的光将全部或部分抵消。式(10)称为光栅方程。式中d为光栅的光栅常数,θ为衍射角,λ为光波波长。当k=0时,θ= 0得到零级明纹。当k = ±1, ±2 …时,将得到对称分立在零级条纹两侧的一级,二级 … 明纹。

实验中若测出第k级明纹的衍射角θ,光栅常数d已知,就可用光栅方程计算出待测光波波长λ。

【实验内容与步骤】

1.分光计的调整

分光计的调整方法见实验1。

2.用光栅衍射测光的波长

(1)要利用光栅方程(10)测光波波长,就必须调节光栅平面使其与平行光管和望远镜的光轴垂直。先用钠光灯照亮平行光管的狭缝,使望远镜目镜中的分划板上的中心垂线对准狭缝的像,然后固定望远镜。将装有光栅的光栅支架置于载物台上,使其一端对准调平螺丝a ,一端置于另两个调平螺丝b、c的中点,如图12所示,旋转游标盘并调节调平螺丝b或c ,当从光栅平面反射回来的“十”字像与分划板上方的十字线重合时,如图13所示,固定游标盘。

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图12 光栅支架的位置 图13 分划板

(2)调节光栅刻痕与转轴平行。用钠光灯照亮狭缝,松开望远镜紧固螺丝,转动望远镜可观察到0级光谱两侧的±1、±2 级衍射光谱,调节调平螺丝a (不得动b、c)使两侧的光谱线的中点与分划板中央十字线的中心重合,即使两侧的光谱线等高。重复(1)、(2)的调节,直到两个条件均满足为止。

(3)测钠黄光的波长

① 转动望远镜,找到零级像并使之与分划板上的中心垂线重合,读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ0和θ0/,并记入表4 中。

② 右转望远镜,找到一级像,并使之与分划板上的中心垂线重合,读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ右和θ右/,并记入表4中。

③ 左转望远镜,找到另一侧的一级像,并使之与分划板上的中心垂线重合,读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ左和θ左/,并记入表4中。

3.观察光栅的衍射光谱。

将光源换成复合光光源(白炽灯)通过望远镜观察光栅的衍射光谱。

【注意事项】

1.分光计的调节十分费时,调节好后,实验时不要随意变动,以免重新调节而影响实验的进行。

2.实验用的光栅是由明胶制成的复制光栅,衍射光栅玻璃片上的明胶部位,不得用手触摸或纸擦,以免损坏其表面刻痕。

3.转动望远镜前,要松开固定它的螺丝;转动望远镜时,手应持着其支架转动,不能用手持着望远镜转动。

【数据记录及处理】

表4 一级谱线的衍射角

零级像位置

左传一级像

位置

偏转角

右转一级像

位置

偏转角

偏转角平均值

光栅常数

钠光的波长λ0 = 589·3 nm

根据式(10) K=1, λ= d sin 1=

相对误差

【思考题】

1. 什么是最小偏向角?如何找到最小偏向角?

2. 分光计的主要部件有哪四个?分别起什么作用?

3. 调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴时很重要的一项工作是什么?如何才能确保在望远镜中能看到由双面反射镜反射回来的绿十字叉丝像?

4. 为什么利用光栅测光波波长时要使平行光管和望远镜的光轴与光栅平面垂直?

5. 用复合光源做实验时观察到了什么现象,怎样解释这个现象?

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篇8:大学物理实验课程设计实验报告[页2]_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:大学,设计,全文共 948 字

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大学物理实验课程设计实验报告

t=p cosθ

p = mg

l

图2-1  单摆原理图

摆锥所受的力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

sinθ=

f=psinθ=-mg  =-m x             (2-1)

由f=ma,可知a=- 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= =-ω2x

可得ω=

于是得单摆运动周期为:

t=2π/ω=2π              (2-2)

t2= l                     (2-3)

或             g=4π2                              (2-4)

利用单摆实验测重力加速度时,一般采用某一个固定摆长l,在多次精密地测量出单摆的周期t后,代入(2-4)式,即可求得当地的重力加速度g。

由式(2-3)可知,t2和l之间具有线性关系, 为其斜率,如对于各种不同的摆长测出各自对应的周期,则可利用t2—l图线的斜率求出重力加速度g。

试验条件及误差分析:

上述单摆测量g的方法依据的公式是(2-2)式,这个公式的成立是有条件的,否则将使测量产生如下系统误差:

1. 单摆的摆动周期与摆角的关系,可通过测量θ

实际上,单摆的周期t随摆角θ增加而增加。根据振动理论,周期不仅与摆长l有关,而且与摆动的角振幅有关,其公式为:

t=t0[1+( )2sin2 +( )2sin2 +……]

式中t0为θ接近于0o时的周期,即t0=2π

2.悬线质量m0应远小于摆锥的质量m,摆锥的半径r应远小于摆长l,实际上任何一个单摆都不是理想的,由理论可以证明,此时考虑上述因素的影响,其摆动周期为:

3.如果考虑空气的浮力,则周期应为:

式中t0是同一单摆在真空中的摆动周期,ρ空气是空气的密度,ρ摆锥 是摆锥的密度,由上式可知单摆周期并非与摆锥材料无关,当摆锥密度很小时影响较大。

4.忽略了空气的粘滞阻力及其他因素引起的摩擦力。实际上单摆摆动时,由于存在这些摩擦阻力,使单摆不是作简谐振动而是作阻尼振动,使周期增大。

上述四种因素带来的误差都是系统误差,均来自理论公式所要求的条件在实验中未能很好地满足,因此属于理论方法误差。此外,使用的仪器如千

共2页,当前第2页12

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篇9:初二物理声音强弱与那些因素有关实验报告的范文_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:初二,全文共 626 字

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初二物理声音强弱与那些因素有关实验报告的范文

1、提出问题:

声音的强弱(声音的响度)可能

1)、与声源振动的幅度(振幅)有关;

2)、与人离声源的距离有关。

2、猜想或假设:

1)、声源的振幅越大,响度越大;

2)、人离声源的距离越近,人听到的声音响度越大。

3、制定计划与设计方案(用控制变量法)如,

探究1)声音的响度与声源振动的幅度(振幅)的关系:

考虑让人与声源的距离相同,使声源的振幅不同, 看在声源的振幅大小不同时,听声音响度大小的情况怎样?

探究2)响度与人离声源距的离大小关系

考虑让声源的振幅相同,使人离声源距离不同,看在人离声源的距离大小不同时,听声音响度大小的情况怎样?

4、进行实验与收集证据

探究1)选一只鼓,在鼓上放一小纸屑,让人离声源的距离0.5米(不变)

(1)第一次轻轻地敲击一下鼓,看到小纸屑跳起(如0.5厘米),听到一个响度不太大的声音;

(2)第二次重重地敲击一下鼓,看到小纸屑跳起(如1.5厘米),听到一个响度很大的声音。

结论:人离声源的距离相同时,声源的振幅越大,声音的响度越大。

探究2)的实验过程与上类似

结论是:声源的振幅相同时,人离声源的距离越近,人听到的声音响度越大。

5、自我评估:

这两个结论经得起验证。如,我们要让铃的声音很响,我们可以用力去打铃;汽车鸣笛,我们离汽车越近,听到的声音越响。

6、交流与应用

如果我们声音小了,听众可能听不见我们的说话声,我们可以考虑:

1)让说话的声音大一些(声带的振幅大了);

2)与听众的距离近一些。

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篇10:大学物理实验报告范例_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:大学,全文共 2943 字

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大学物理实验报告范例

摘要:热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。

关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性

1、引言

热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此,热敏电阻一般可以分为:

Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTC)的热敏电阻元件

常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。

Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTC)的热敏电阻元件

常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越校应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。

2、实验装置及原理

【实验装置】

FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥,FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器),连接线若干。

【实验原理】

根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为

(1—1)

式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为

(1—2)

式中 为两电极间距离, 为热敏电阻的横截面, 。

对某一特定电阻而言, 与b均为常数,用实验方法可以测定。为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有

(1—3)

上式表明 与 呈线性关系,在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值,

以 为横坐标, 为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。

热敏电阻的电阻温度系数 下式给出

(1—4)

从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4),就可以算出室温时的电阻温度系数。

热敏电阻 在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示,B、D之间为一负载电阻 ,只要测出 ,就可以得到 值。

当负载电阻 → ,即电桥输出处于开

路状态时, =0,仅有电压输出,用 表示,当 时,电桥输出 =0,即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。

若R1、R2、R3固定,R4为待测电阻,R4 = RX,则当R4→R4+△R时,因电桥不平衡而产生的电压输出为:

(1—5)

在测量MF51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 , ,且 ,则

(1—6)

式中R和 均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1—6)运算可得△R,从而求的 =R4+△R。

3、热敏电阻的电阻温度特性研究

根据表一中MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻~温度特性研究桥式电路,并设计各臂电阻R和 的值,以确保电压输出不会溢出(本实验 =1000.0Ω, =4323.0Ω)。

根据桥式,预调平衡,将“功能转换”开关旋至“电压“位置,按下G、B开关,打开实验加热装置升温,每隔2℃测1个值,并将测量数据列表(表二)。

表一 MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻~温度特性

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

电阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

表二 非平衡电桥电压输出形式(立式)测量MF51型热敏电阻的数据

i 9 10

温度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4

热力学T K 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4

0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4

0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9

4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.692.9 2507.6 2345.1

根据表二所得的数据作出 ~ 图,如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ,即MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)的电阻~温度特性的数学表达式为 。

4、实验结果误差

通过实验所得的MF51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻~温度特性的测量值,与表一所给出的参考值有较好的一致性,如下表所示:

表三 实验结果比较

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

参考值RT Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

测量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823

相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00

从上述结果来看,基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现,随着温度的升高,电阻值变小,但是相对误差却在变大,这主要是由内热效应而引起的。

5、内热效应的影响

在实验过程中,由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过,热敏电阻的电阻值大,体积小,热容量小,因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升,这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时,必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。

6、实验小结

通过实验,我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的,而且随着温度上升,其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器,可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出,特别适于高精度测量。又由于元件的体积小,形状和封装材料选择性广,特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器,可应用与各种生产作业,开发潜力非常大。

参考文献:

[1] 竺江峰,芦立娟,鲁晓东。 大学物理实验[M]

[2] 杨述武,杨介信,陈国英。普通物理实验(二、电磁学部分)[M] 北京:高等教育出版社

[3] 《大学物理实验》编写组。 大学物理实验[M] 厦门:厦门大学出版社

[4] 陆申龙,曹正东。 热敏电阻的电阻温度特性实验教与学[J]

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篇11:大学物理实验报告_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:大学,全文共 3000 字

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大学物理实验报告

摘要:热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。

关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性

1、引言

热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此,热敏电阻一般可以分为:

Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTC)的热敏电阻元件

常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。

Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTC)的热敏电阻元件

常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越小。应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。

2、实验装置及原理

【实验装置】

FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥,FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器),连接线若干。

【实验原理】

根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为

(1—1)

式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为

(1—2)

式中 为两电极间距离, 为热敏电阻的横截面, 。

对某一特定电阻而言, 与b均为常数,用实验方法可以测定。为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有

(1—3)

上式表明 与 呈线性关系,在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值,

以 为横坐标, 为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。

热敏电阻的电阻温度系数 下式给出

(1—4)

从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4),就可以算出室温时的电阻温度系数。

热敏电阻 在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示,B、D之间为一负载电阻 ,只要测出 ,就可以得到 值。

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当负载电阻 → ,即电桥输出处于开

路状态时, =0,仅有电压输出,用 表示,当 时,电桥输出 =0,即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。

若R1、R2、R3固定,R4为待测电阻,R4 = RX,则当R4→R4+△R时,因电桥不平衡而产生的电压输出为:

(1—5)

在测量MF51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 , ,且 ,则

(1—6)

式中R和 均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1—6)运算可得△R,从而求的 =R4+△R。

3、热敏电阻的电阻温度特性研究

根据表一中MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻~温度特性研究桥式电路,并设计各臂电阻R和 的值,以确保电压输出不会溢出(本实验 =1000.0Ω, =4323.0Ω)。

根据桥式,预调平衡,将“功能转换”开关旋至“电压“位置,按下G、B开关,打开实验加热装置升温,每隔2℃测1个值,并将测量数据列表(表二)。

表一 MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻~温度特性

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

电阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

表二 非平衡电桥电压输出形式(立式)测量MF51型热敏电阻的数据

i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

温度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4

热力学T K 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4

0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4

0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9

4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.1 2692.9 2507.6 2345.1

根据表二所得的数据作出 ~ 图,如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ,即MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)的电阻~温度特性的数学表达式为 。

4、实验结果误差

通过实验所得的MF51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻~温度特性的测量值,与表一所给出的参考值有较好的一致性,如下表所示:

表三 实验结果比较

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

参考值RT Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

测量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823

相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00

从上述结果来看,基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现,随着温度的升高,电阻值变小,但是相对误差却在变大,这主要是由内热效应而引起的。

5、内热效应的影响

在实验过程中,由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过,热敏电阻的电阻值大,体积小,热容量小,因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升,这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时,必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。

6、实验小结

通过实验,我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的,而且随着温度上升,其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器,可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出,特别适于高精度测量。又由于元件的体积小,形状和封装材料选择性广,特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器,可应用与各种生产作业,开发潜力非常大。

参考文献:

[1] 竺江峰,芦立娟,鲁晓东。 大学物理实验[M]

[2] 杨述武,杨介信,陈国英。普通物理实验(二、电磁学部分)[M] 北京:高等教育出版社

[3] 《大学物理实验》编写组。 大学物理实验[M] 厦门:厦门大学出版社

[4] 陆申龙,曹正东。 热敏电阻的电阻温度特性实验教与学[J]

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篇12:大学物理演示实验报告_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:大学,全文共 449 字

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大学物理演示实验报告

学物理演示实验报告--避雷针

一、演示目的

气体放电存在多种形式,如电晕放电、电弧放电和火花放电等,通过此演示实验观察火花放电的发生过程及条件。

二、原理

首先让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。尖端电极放电,而球型电极未放电。这是由于电荷在导体上的分布与导体的曲率半径有关。导体上曲率半径越小的地方电荷积聚越多(尖端电极处),两极之间的电场越强,空气层被击穿。反之越少(球型电极处),两极之间的电场越弱,空气层未被击穿。当尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离时,其间的电场较弱,不能击穿空气层。而此时球型电极与平板电极之间的距离最近,放电只能在此处发生。

三、装置

一个尖端电极和一个球型电极及平板电极。

四、现象演示

让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。尖端电极放电,而球型电极未放电。接着让尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离,放电在球型电极与平板电极之间发生

五、讨论与思考

雷电暴风雨时,最好不要在空旷平坦的田野上行走。为什么?

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篇13:人教版初二物理实验报告_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:初二,全文共 784 字

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(人教版)初二物理实验报告

物理实验报告

____级__班__号

姓名_________  实验日期____年__月__日

实验名称  探究平面镜成像的特点

实验目的 观察平面镜成像的情况,找出成像的特点。

实验器材 同样大小的蜡烛一对、平板玻璃一块、白纸一张、三角板一对、刻度尺一把

实验原理

实验步骤

平面镜成像有什么特点?

2.猜想与假设:

平面镜成的像到平面镜的距离物体到平面镜的距离,像与物的大小可能。

3.设计实验和进行实验:

(1)检查器材。

(2)在桌上铺上白纸,在白纸上竖直的放上平板玻璃,在纸上记录玻璃板的位置。

(3)把点燃的蜡烛放在玻璃板前。

(4

(5)观察两根蜡烛的位置并记录。

(6)找出平面镜成像的特点及像的位置跟物体和平面镜的位置的关系。

(7)整理器材、摆放整齐。

物理实验报告

____级__班__号

姓名_________  实验日期____年__月__日

实验名称探究凸透镜的成像特点

实验目的 探究凸透镜成放大和缩小实像的条件

实验器材标明焦距的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴、粉笔 实验原理

实验步骤

1.提出问题:

凸透镜成缩小实像需要什么条件?

2.猜想与假设:

(1)凸透镜成缩小实像时,物距u_______2f。(“大于”、“小于”或“等于”)

(2)凸透镜成放大实像时,物距u_______2f。(“大于”、“小于”或“等于”)

3.设计并进行实验:

(1)检查器材,了解凸透镜焦距,并记录。

(2)安装光具座,调节凸透镜、光屏、蜡烛高度一致。

(3)找出2倍焦距点,移动物体到2倍焦距以外某处,再移动光屏直到屏幕上成倒立缩小的清晰实像的为止,记下此时对应的物距。

(4)找出2倍焦距点,移动物体到2倍焦距以内某处,再移动光屏直到屏幕上成倒立放大的清晰实像的为止,记下此时对应的物距。

(5)整理器材。

物理实验报告

____级__班__号

姓名_________  实验日期____年__月__日

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篇14:初二物理实验报告《凸透镜成像的规律》_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:初二,全文共 213 字

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初二物理实验报告《凸透镜成像的规律

一倍焦距分大小,二倍焦距分虚实.

.距离 . 倒正 . 大小 . 虚实 . 位置.

.大于二倍焦距 . 倒立 . 缩小 .实象 .翼侧.

.等于二倍焦距 . 倒立 . 等大 . 实象 . 翼侧.

.小于二倍焦距 . 倒立 . 放大 . 实象 . 翼侧.

.大于一倍焦距

.小于一倍焦距 . 正立 . 放大 . 虚象 . 同侧.

物理实验报告 ·化学实验报告 ·生物实验报告 ·实验报告格式 ·实验报告模板

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篇15:初中物理实验报告的范文_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:初中,全文共 3652 字

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初中物理实验报告的范文

篇一:初中物理实验报告(921字)

器材

找一个底面很平的容器,让一个蜡烛头紧贴在容器底部,再往容器里倒水,蜡烛头并不会浮起来;轻轻地把蜡烛头拨倒,它立刻就会浮起来。

可见,当物体与容器底部紧密接触时,两个接触面间就没有液体渗入,物体的下表面不再受液体对它向上的压强,液体对它就失去了向上托的力,浮力当然随之消失了。

现在,你能提出为潜艇摆脱困境的措施了吗?

“浮力是怎样产生的”,学生对“浮力就是液体对物体向上的压力和向下的压力之差”这一结论是可以理解的,但却难以相信,因此做好浮力消失的实验是攻克这一难点的关键,下面介绍两种简便方法。

[方法1]

器材:大小适当的玻璃漏斗(化学实验室有)一个、乒乓球一只、红水一杯。

步骤:

(1)将乒乓球有意揿入水中,松手后乒乓球很快浮起。

(2)用手托住漏斗(喇叭口朝上,漏斗柄夹在中指和无名指之间),将乒乓球放入其中,以大拇指按住乒乓球,将水倒入漏斗中,松开拇指,可见乒乓球不浮起,(这时漏斗柄下口有水向下流,这是因为乒乓球与漏斗间不太密合)。

(3)用手指堵住出水口,可见漏斗柄中水面逐渐上升,当水面升至乒乓球时,乒乓球迅即上浮。(若漏斗柄下口出水过快,可在乒乓球与漏斗接触处垫一圈棉花,这样可以从容地观察水在漏斗柄中上升的情况。)

[方法2]

器材:透明平底塑料桶(深度10cm左右,口径宜大些,便于操作)一只、底面基本平整的木块(如象棋子、积木、保温瓶塞等)一个、筷子一根、水一杯。

制作小孔桶:取一铁扦在酒精灯上烧红,在塑料桶底面中央穿一小孔、孔径1cm左右,用砂纸将孔边磨平即成一小孔桶。

步骤:

(1)将木块有意揿入水中,松手后木块很快浮起。

(2)将木块平整的一面朝下放入小孔桶中并遮住小孔,用筷子按住木块,向桶中倒水。移去筷子,可见木块不浮起。(这时小孔处有水向下滴,这是因为木块与桶的接触面之间不很密合)。

(3)用手指堵住小孔,木块立即上浮。

上述两例针对实际中物体的表面不可能绝对平滑这一事实,巧妙地利用“小孔渗漏”使水不在物体下面存留,从而使物体失去液体的向上的压力,也就失去了浮力,结果本应浮在水面上的乒乓球和木块却被牢牢地钉在了水底,不能不令学生叹服。接着步骤(3)又魔术般地使浮力再现,更令学生情绪高涨,跃跃欲试。

20xx年X月XX日

篇二:初中物理实验报告(697字)

一、将一饮料瓶底部扎几个细孔,再往饮料瓶中到入适量的水,此时会发现瓶底处有水流出,可以印证液体对容器底部有压强。继续迅速把饮料瓶中灌满水,然后拧紧瓶盖,这时可观察到饮料瓶底部并没有水流出。如果再拧松瓶盖,又发现水流了出来。这说明是大气压作用形成的这一现象。

二、另取一空饮料瓶灌满水后拧紧平盖,然后用酒精灯加热一钢针。轻轻的在饮料瓶下部侧壁烫一细孔(注意烫孔时不要用力挤按饮料瓶)。当扎完小孔后会发现并没有水流出,在第一个孔的相同高度处,任意位置再烫一个细孔后发现依然没有水流出来。这是由于大气压的作用的结果,并且证明了大气压是各个方向都存在的,与液体压强特点形成对比。之后在前两个细孔的上方再烫一细孔后,发现下面的细孔向外流水,而上面的细孔不向外流水,并且有空气从此处进入饮料瓶内上方。如果拧开饮料瓶的瓶盖会发现三孔都会流水。且小孔位置越靠近瓶底,水柱喷的越远。

三、再取一饮料瓶灌满水并拧紧瓶盖后,把它倒置在盛有足够多水的玻璃水槽中,在水中把瓶盖拧下来,抓住瓶子向上提,但不露出水面发现瓶里的水并不落回水槽中。(可以换更高的饮料瓶做“对比实验”,为托里拆利实验的引入打好基础。)还可以在此实验的基础上,在瓶底打孔,立刻发现瓶里的水流回水槽中。原因是瓶子内、外均有大气压相互抵消,水柱在本身重力的作用下流回水槽。

四、还可以选用易拉罐,拉盖不要全部拉开,开口尽量小一些。倒净饮料后用电吹风对罐体高温加热一段时间后,把拉口处用橡皮泥封好,确保不漏气。再用冷水浇在易拉罐上,一会听到易拉罐被压变形的声音,同时看到易拉罐上有的地方被压瘪。说明气体热胀冷缩、也证明了大气压的存在。

20xx年X月XX日

篇三:初中物理实验报告(481字)

实验目的:

观察水沸腾时的现象

实验器材:

铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中心有孔纸板、温度计、水、秒表

实验装置图:

实验步骤:

1.按装置图安装实验仪器,向烧杯中加入温水,水位高为烧杯的1/2左右。

2.用酒精灯给水加热并观察.(观察水的温度变化,水发出的声音变化,水中的气泡变化)

描述实验中水的沸腾前和沸腾时的情景:

(1)水中气泡在沸腾前,沸腾时

(2)水的声音在沸腾前,沸腾时

3. 当水温达到90℃时开始计时,每半分钟记录一次温度。填入下表中,至沸腾后两分钟停止。

实验记录表:

时间(分) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 …

温度(℃)

4、观察撤火后水是否还继续保持沸腾?

5、实验结果分析:

①以时间为横坐标,温度为纵坐标,根据记录用描点法作出水的沸腾图像。

②请学生叙述实验现象。

沸腾前水中有升到水面上来,水声;继续加热时,水中发生剧烈的现象,大量上升并且变(填“大”或“小”),升到水面上破裂,放出水蒸气,散到空气中,水声变(填“大”或“小”)。

沸腾的概念:

③实验中是否一加热,水就沸腾?

④水沸腾时温度如何变化?

⑤停止加热,水是否还继续沸腾?说明什么?

20xx年X月XX日

篇四:初二物理实验报告(661字)

用验电器演示导体和绝缘体

【器材】

验电器(或自制验电器),有机玻璃或橡胶棒,丝绸或毛皮,被检验的物体:铁丝、铜丝等金属丝,陶瓷、松香、玻璃、橡胶等。

【操作】

(1)将丝绸摩擦过的有机玻璃棒(或用毛皮摩擦过的橡胶棒)与验电器接触,使验电器带电,金箔张开一定的角度,然后用手接触一下验电器上的小球,金箔马上合拢。这表明手碰了小球后,验电器上的电荷通过手和人体传给大地了,这证明人体是导体。

(2)用上述方法使验电器重新带电。手拿铁丝和铜丝等金属丝用它们去跟带电的验电器小球接触,可以看到金箔也会合拢,表明验电器上的电荷通过金属丝和人体传到地球上去了,金属丝是导体。当手拿陶瓷、玻璃、松香等用它们去跟带电的验电器小球接触,金箔仍张开并不合拢,表明验电器上的电荷没有通过陶瓷、玻璃、松香等传到地球上,说明陶瓷、玻璃松香等是绝缘体。

【注意事项】

被检验的绝缘体的表面要清洁干燥,以免表面漏电。

实验目的:观察水的沸腾。

实验步骤:

①在烧杯里放入适量水,将烧杯放在石棉网上,然后把温度计插入水里。

②把酒精灯点着,给烧杯加热。

③边观察边记录。

④做好实验后,把器材整理好。

观察记录:

①水温在 60℃以下时,随着水温不断升高,杯底上气泡越来越多,有少量气泡上升。

②水温在60℃~90℃之间时,杯底气泡逐渐减少,气泡上升逐渐加快。

③在90℃~100℃之间时,小气泡上升越来越快。

④水在沸腾时,大量气泡迅速上升,温度在98℃不变。

⑤移走酒精灯,沸腾停止。

实验结论:

①沸腾是在液体表面和内部同时进行的汽化现象。

②水在沸腾时,温度不变。

20xx年X月XX日

篇五:初中物理实验报告(801字)

探究课题:探究平面镜成像的特点。

1.提出问题:平面镜成的是实像还是虚像?是放大的还是缩小的像?所成的像的位置是在什么地方?

2.猜想与假设:平面镜成的是虚像.像的大小与物的大小相等.像与物分别是在平面镜的两侧。

3.制定计划与设计方案:实验原理是光的反射规律。

所需器材;蜡烛(两只),平面镜(能透光的),刻度尺,白纸,火柴。

实验步骤:

一.在桌面上平铺一张16开的白纸,在白纸的中线上用铅笔画上一条直线,把平面镜垂直立在这条直线上。

二.在平面镜的一侧点燃蜡烛,从这一侧可以看到平面镜中所成的点燃蜡烛的像,用不透光的纸遮挡平面镜的背面,发现像仍然存在,说明光线并没有透过平面镜,因而证明平面镜背后所成的像并不是实际光线的会聚,是虚像。

三.拿下遮光纸,在平面镜的背后放上一只未点燃的蜡烛,当所放蜡烛大小高度与点燃蜡烛的高度相等时,可以看到背后未点燃蜡烛也好像被点燃了.说明背后所成像的大小与物体的大小相等。

四.用铅笔分别记下点燃蜡烛与未点燃蜡烛的位置,移开平面镜和蜡烛,用刻度尺分别量出白纸上所作的记号,量出点燃蜡烛到平面镜的距离和未点燃蜡烛(即像)到平面镜的距离。比较两个距离的大小,发现是相等的。

5.自我评估。

该实验过程是合理的,所得结论也是正确无误.做该实验时最好是在暗室进行,现象更加明显。误差方面应该是没有什么误差,关键在于实验者要认真仔细的操作,使用刻度尺时要认真测量。

6.交流与应用。

通过该实验我们已经得到的结论是,物体在平面镜中所成的像是虚像,像的大小与物体的大小相等,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等.像与物体的连线被平面镜垂直且平分。例如,我们站在穿衣镜前时,我们看穿衣镜中自己的像是虚像,像到镜面的距离与人到镜面的距离是相等的,当我们人向平面镜走近时,会看到镜中的像也在向我们走近.我们还可以解释为什么看到水中的物像是倒影.平静的水面其实也是平面镜.等等。

20xx年X月XX日

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篇16:大学物理重力加速度的测定实验报告范文_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:大学,全文共 2439 字

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大学物理重力加速度测定实验报告范文

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.

方法六、单摆法测量重力加速度

在摆角很小时,摆动周期为:

通过对以上六种方法的比较,本想尝试利用光电控制计时法来测量,但因为实验室器材不全,故该方法无法进行;对其他几种方法反复比较,用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉,仪器在实验室也很齐全,故利用该方法来测最为顺利,从而可以得到更为精确的值。

四、采用模型六利用单摆法测量重力加速度

摘要:

重力加速度是物理学中一个重要参量。地球上各个地区重力加速度的数值,随该地区的地理纬度和相对海平面的高度而稍有差异。一般说,在赤道附近重力加速度值最小,越靠近南北两极,重力加速度的值越大,最大值与最小值之差约为1/300。研究重力加速度的分布情况,在地球物理学中具有重要意义。利用专门仪器,仔细测绘各地区重力加速度的分布情况,还可以对地下资源进行探测。

伽利略在比萨大教堂内观察一个圣灯的缓慢摆动,用他的脉搏跳动作为计时器计算圣灯摆动的时间,他发现连续摆动的圣灯,其每次摆动的时间间隔是相等的,与圣灯摆动的幅度无关,并进一步用实验证实了观察的结果,为单摆作为计时装置奠定了基础。这就是单摆的等时性原理。

应用单摆来测量重力加速度简单方便,因为单摆的振动周期是决定于振动系统本身的性质,即决定于重力加速度g和摆长l,只需要量出摆长,并测定摆动的周期,就可以算出g值。

实验器材:

单摆装置(自由落体测定仪),钢卷尺,游标卡尺、电脑通用计数器、光电门、单摆线

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,摆锥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,摆锥即在平衡位置左右作周期性的往返摆动,如图2-1所示。

f =p sinθ

t=p cosθ

p = mg

l

图2-1 单摆原理图

摆锥所受的力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

sinθ=

f=psinθ=-mg =-m x (2-1)

由f=ma,可知a=- 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= =-ω2x

可得ω=

于是得单摆运动周期为:

t=2π/ω=2π (2-2)

t2= l (2-3)

或 g=4π2 (2-4)

利用单摆实验测重力加速度时,一般采用某一个固定摆长l,在多次精密地测量出单摆的周期t后,代入(2-4)式,即可求得当地的重力加速度g。

由式(2-3)可知,t2和l之间具有线性关系, 为其斜率,如对于各种不同的摆长测出各自对应的周期,则可利用t2—l图线的斜率求出重力加速度g。

试验条件及误差分析:

上述单摆测量g的方法依据的公式是(2-2)式,这个公式的成立是有条件的,否则将使测量产生如下系统误差:

1. 单摆的摆动周期与摆角的关系,可通过测量θ

实际上,单摆的周期t随摆角θ增加而增加。根据振动理论,周期不仅与摆长l有关,而且与摆动的角振幅有关,其公式为:

t=t0[1+( )2sin2 +( )2sin2 +……]

式中t0为θ接近于0o时的周期,即t0=2π

2.悬线质量m0应远小于摆锥的质量m,摆锥的半径r应远小于摆长l,实际上任何一个单摆都不是理想的,由理论可以证明,此时考虑上述因素的影响,其摆动周期为:

3.如果考虑空气的浮力,则周期应为:

式中t0是同一单摆在真空中的摆动周期,ρ空气是空气的密度,ρ摆锥 是摆锥的密度,由上式可知单摆周期并非与摆锥材料无关,当摆锥密度很小时影响较大。

4.忽略了空气的粘滞阻力及其他因素引起的摩擦力。实际上单摆摆动时,由于存在这些摩擦阻力,使单摆不是作简谐振动而是作阻尼振动,使周期增大。

上述四种因素带来的误差都是系统误差,均来自理论公式所要求的条件在实验中未能很好地满足,因此属于理论方法误差。

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篇17:大学物理《弦振动》实验报告_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:大学,全文共 2801 字

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大学物理弦振动实验报告

(报告内容:目的、仪器装置、简单原理、数据记录及结果分析等)

一.实验目的

1.观察弦上形成的驻波

2.学习用双踪示波器观察弦振动的波形

3.验证弦振动的共振频率与弦长、张力、线密度及波腹数的关系

二.实验仪器

XY弦音计、双踪示波器、水平尺

三 实验原理

当弦上某一小段受到外力拨动时便向横向移动,这时弦上的张力将使这小段恢复到平衡位置,但是弦上每一小段由于都具有惯性,所以到达平衡位置时并不立即停止运动,而是继续向相反方向运动,然后由于弦的张力和惯性使这一小段又向原来的方向移动,这样循环下去,此小段便作横向振动,这振动又以一定的速度沿整条弦传播而形成横波。 理论和实验证明,波在弦上传播的速度可由下式表示:

=

ρ

1

------------------------------------------------------- ①

另外一方面,波的传播速度v和波长λ及频率γ之间的关系是:

v=λγ-------------------------------------------------------- ②

将②代入①中得 γ

=λ1

-------------------------------------------------------③ ρ1

又有L=n*λ/2 或λ=2*L/n代入③得 γ

n=2L

------------------------------------------------------ ④ ρ1

四 实验内容和步骤

1.研究γ和n的关系

①选择5根弦中的一根并将其有黄铜定位柱的一端置于张力杠杆的槽内,另一端固定在张力杠杆水平调节旋钮的螺钉上。

②设置两个弦码间的距离为60.00cm,置驱动线圈距离一个弦码大约5.00cm的位置上,将接受线圈放在两弦码中间。将弦音计信号发生器和驱动线圈及示波器相连接,将接受线圈和示波器相连接。

③将1kg砝码悬挂于张力杠杆第一个槽内,调节张力杠杆水平调节旋钮是张力杠杆水平(张力杠杆水平是根据悬挂物的质量精确确定,弦的张力的必要条件,如果在张力杠杆的第一个槽内挂质量为m的砝码,则弦的张力T=mg,这里g是重力加速度;若砝码挂在第二个槽,则T=2mg;若砝码挂在第三个槽,则T=3mg…….) ④置示波器各个开关及旋钮于适当位置,由信号发生器的信号出发示波器,在示波器上同时显示接收器接受的信号及驱动信号两个波形,缓慢的增加驱动频率,边听弦音计的声音边观察示波器上探测信号幅度的增大,当接近共振时信号波形振幅突然增大,达到共振时示波器现实的波形是清晰稳定的振幅最大的正弦波,这时应看到弦的震动并听到弦振动引发的声音最大,若看不到弦的振动或者听不到声音,可以稍增大驱动的振幅(调节“输出调节”按钮)或改变接受线圈的位置再试,若波形失真,可稍减少驱动信号的振幅,测定记录n=1时的共振频率,继续增大驱动信号频率,测定并记录n=2,3,4,5时的共振频率,做γn图线,导出γ和n的关系。

2.研究γ和T的关系 保持L=60.00cm,ρ

1保持不变,将1kg的砝码依次挂在第1、2、3、4、5槽内,测出n=1

时的各共振频率。计算lg r 和lgT,以lg2为纵轴,lgT为横轴作图,由此导出r和T的关系。

3.验证驻波公式

根据上述实验结果写出弦振动的共振频率γ与张力T、线密度ρ关系,验证驻波公式。

1、弦长l1、波腹数n的

五 数据记录及处理

1.实验内容1-2 数据 T=1mg ρ1=5.972 kg/m

数据处理:

由matlab求得平均数以及标准差 1.平均数 x1=117.5600 2.标准差 σx=63.8474

最小二乘法拟合结果: Linear model Poly1:f(x) = p1 + p2

Coefficients (with 95% confidence bounds): p1 = 40.38 (39.97, 40.79) p2 = -3.58 (-4.953, -2.207)

Goodness of fit:SSE: 0.508R-square: 1

Adjusted R-square: 1RMSE: 0.4115

此结果中R-square: 1 Adjusted R-square: 1说明,此次数据没有异常点,并且这次实验数据n与γ关系非常接近线性关系,并可以得出结论:n与γ呈正比。

2.实验内容 3.4数据

1.平均数 x1= 62.20xx 2.标准差 σx=308.2850

最小二乘法拟合结果: Linear model Poly1:f(x) = p1 + p2

Coefficients (with 95% confidence bounds): p1 =0.4902 (0.4467, 0.5336) p2 = 1.574 (1.553, 1.595) Goodness of fit:SSE: 0.0001705R-square: 0.9977

Adjusted R-square: 0.9969RMSE: 0.007539

由分析可知,此次数据中并没有异常点,并且进行线性拟合后R-square: 0.9977 Adjusted R-square: 0.9969,因为都极其接近1,所以说此次拟合进行的非常成功,由此我们可以得出相应的结论:lgT与lgγ是线性关系。

六.结论

验证了弦振动的共振频率与张力是线性关系

也验证了弦振动的共振频率与波腹数是线性关系。

七.误差分析

在γ和n关系的实验中,判断是否接近共振时,会有一些误差,而且因为有外界风力等不可避免因素,所以可能会有较小误差。

在γ与T实验中,由于摩擦力,弦不是处于完全水平等可能产生较小的误差。

附录(Matlab代码)

%%实验1 %一

A=[1 37.2 2 76.9 3 117.1 4 158.1 5 198.5];

p1=mean(A(:,2)); %平均数 q1=sqrt(var(A(:,2))); %标准差

figure

plot(A(:,1),A(:,2),o) hold on lsline

xlabel(n 波腹数);

ylabel(γ(Hz) 频率);title(γ和n的关系);

[k b]=polyfit(A(:,1),A(:,2),1);%拟合直线

%二

% T(kg) LgT(kg) γ(Hz) Lgγ(Hz) B=[1 0.00 37.2 1.57 2 0.3 53.6 1.73 3 0.48 65.0 1.81 4 0.60 72.5 1.86 5 0.70 82.7 1.92];

x=B(:,1); y=B(:,3);

figure

loglog(x,y) %x,y 都为对数坐标 plot(B(:,2),B(:,4),o) hold on lsline

xlabel(T 拉力);

ylabel(γ(Hz) 频率); title(γ和T的关系)

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篇18:初中物理测量物质的密度实验报告_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:初中,全文共 307 字

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初中物理测量物质密度实验报告

【实验目的】

用天平和适当的测量工具(刻度尺,或游标卡尺,或螺旋测微计等)测量有规则的几何外形的固体的密度。

【实验原理】

ρ=m/V。

【实验材料和器材】

规则固体块、天平、砝码、适当的测量工具(刻度尺)。

【实验方法(步骤)】

1.将天平放在水平台面上,按天平使用规则调节天平平衡;

2.用天平称量出规则固体块的质量m,记录于预先设计好的表格中;

3.可按照其几何模型的体积公式选用适当的测量工具(刻度尺)测出有关量,并根据体积公式计算出体积V,记录于表格中;

4.根据ρ=(m1-m2)/V,计算出规则固体块的密度;

5.为确保测量准确,可进行多次测量(一般不少于3次),取ρ的平均值,作为测定结果。

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篇19:大学物理演示实验报告_实验报告_网

范文类型:汇报报告,适用行业岗位:大学,全文共 465 字

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大学物理演示实验报告

实验目的:通过演示来了解弧光放电的原理

实验原理:给存在一定距离的两电极之间加上高压,若两电极间的电场达到空气的击穿电场时,两电极间的空气将被击穿,并产生大规模的放电,形成气体的弧光放电。

雅格布天梯的两极构成一梯形,下端间距小,因而场强大(因)。其下端的空气最先被击穿而放电。由于电弧加热(空气的温度升高,空气就越易被电离, 击穿场强就下降),使其上部的空气也被击穿,形成不断放电。结果弧光区逐渐上移,犹如爬梯子一般的壮观。当升至一定的高度时,由于两电极间距过大,使极间场强太小不足以击穿空气,弧光因而熄灭。

简单操作:打开电源,观察弧光产生。并观察现象。(注意弧光的产生、移动、消失)。

实验现象:

两根电极之间的高电压使极间最狭窄处的电场极度强。巨大的电场力使空气电离而形成气体离子导电,同时产生光和热。热空气带着电弧一起上升,就象圣经中的雅各布(yacob以色列人的祖先)梦中见到的天梯。

注意事项:演示器工作一段时间后,进入保护状态,自动断电,稍等一段时间,仪器恢复后可继续演示,

实验拓展:举例说明电弧放电的应用

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篇20:物理实验报告格式范文_实验报告_网

范文类型:汇报报告,全文共 1435 字

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物理实验报告格式范文

一、实验目的

二、实验仪器和器材(要求标明各仪器的规格型号)

三、实验原理:简明扼要地阐述实验的理论依据、计算公式、画出电路图或光路图

四、实验步骤或内容:要求步骤或内容简单明了

五、数据记录:实验中测得的原始数据和一些简单的结果尽可能用表格形式列出,并要求正确表示有效数字和单位

六、数据处理:根据实验目的对测量结果进行计算或作图表示,并对测量结果进行评定,计算误差或不确定度.

七、实验结果:扼要地写出实验结论

八、误差分析:当实验数据的误差达到一定程度后,要求对误差进行分析,找出产生误差的原因.

九、问题讨论:讨论实验中观察到的异常现象及可能的解释,分析实验误差的主要来源,对实验仪器的选择和实验方法的改进提出建议,简述自己做实验的心得体会,回答实验思考题.

物理探究实验:影响摩擦力大小的因素

技能准备:弹簧测力计,长木板,棉布,毛巾,带钩长方体木块,砝码,刻度尺,秒表。

知识准备:

1. 二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且在同一直线上,这两个力就平衡。

2. 在平衡力的作用下,静止的物体保持静止状态,运动的物体保持匀速直线运动状态。

3. 两个相互接触的物体,当它们做相对运动时或有相对运动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力。

4. 弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动时,拉力的大小就等于摩擦力的大小,拉力的数值可从弹簧测力计上读出,这样就测出了木块与水平面之间的摩擦力。

探究导引

探究指导:

关闭发动机的列车会停下来,自由摆动的秋千会停下来,踢出去的足球会停下来,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了摩擦力。

运动物体产生摩擦力必须具备以下三个条件:1.物体间要相互接触,且挤压;2.接触面要粗糙;3.两物体间要发生相对运动或有相对运动的趋势。三个条件缺一不可。

摩擦力的作用点在接触面上,方向与物体相对运动的方向相反。由力的三要素可知:摩擦力除了有作用点、方向外,还有大小。

提出问题:摩擦力大小与什么因素有关?

猜想1:摩擦力的大小可能与接触面所受的压力有关。

猜想2:摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。

猜想3:摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两种物体间接触面积的大小有关。

探究方案:

用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的摩擦力;改变放在木块上的砝码,从而改变木块与长木板之间的压力;把棉布铺在长木板上,从而改变接触面的粗糙程度;改变木块与长木板的接触面,从而改变接触面积。

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探究过程:

1. 用弹簧测力计匀速拉动木块,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:0.7N

2. 在木块上加50g的砝码,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:0.8N

3. 在木块上加200g的砝码,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:1.2N

4. 在木板上铺上棉布,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:1.1N

5. 加快匀速拉动木块的速度,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:0.7N

6. 将木块翻转,使另一个面积更小的面与长木板接触,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:0.7N

探究结论:

1. 摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关,表面受到的压力越大,摩擦力就越大。

2. 摩擦力的大小跟接触面粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力就越大。

3. 摩擦力的大小跟物体间接触面的面积大小无关。

4. 摩擦力的大小跟相对运动的速度无关。

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