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将灯源亮度调到最亮,将“负载调节”旋钮固定,测量太阳能电池板在不同俯
仰角时的电流和电压值。
比较不同照射角度对太阳能电池板输出的影响。
4.太阳能电池板的串联并联特性的研究串联
将两个太阳能电池对应的红黑插座用插线串联起来,此时重复光照状态下的测试实验,观察在最大照明状态下单个太阳能电池板的开路电压、短路电流与串联时的区别。
并思考实际开路电压与理论上的不同之处。
注意串联光电池应该是同一种类的。
并联
将每个太阳能电池对应的红黑插座用插线并联起来,此时重复光照状态下的测试实验,观察在最大照明状态下单个太阳能电池板的开路电压、短路电流与并联时的区别。
并思考实际短路电流与理论上的不同之处。
注意并联光电池应该是同一种类的。
5.太阳能电池的伏安特性曲线的研究
在没有光照的情况下,测量在正向偏压的情况下,太阳能电池的伏安特性曲线。
关闭白炽灯,用遮光板将太阳能电池完全盖住,将“明暗状态开关”拨到“暗状态”,太阳能电池处于全暗状态,把可调电阻调到最大,此时负载电压u2是负载电阻两端电压,太阳能电池两端电压u等于加载电压U1减去负载电压U2。
将加载电压U1从0开始逐渐增大,观察负载电压u2和电流值,当负载电压u2或电流值不为零时开始测量,加载电压每隔左右测量负载电压u2和电流值,要求不少于10个测量点。
此时太阳能电池如同一个二极管的工作
三.测量内容及数据处理
表1不同负载电阻时的负载电压和光电流的测量本底光电流I0=
短路电流Isc=(mA)开路电压Uoc=(V)光强比与开路电压/短路电流的测量
两端电压与
通过电流两端电压0 100
物理仿真实验报告—测量刚体的转动惯量
装备02班
molZn
一、实验简介
在研究摆的重心升降问题时,惠更斯发现了物体系的重心与后来欧勒称之为转动惯量的量。
转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量,它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。
本实验将学习测量刚体转动惯量的基本方法,目的如下:
1.用实验方法验证刚体转动定律,并求其转动惯量;
2.观察刚体的转动惯量与质量分布的关系
3.学习作图的曲线改直法,并由作图法处理实验数据。
二、实验原理
1.刚体的转动定律
具有确定转轴的刚体,在外力矩的作用下,将获得角加速度β,其值与外力矩成正比,与刚体的转动惯量成反比,即有刚体的转动定律:
M=Iβ
(1)
利用转动定律,通过实验的方法,可求得难以用计算方法得到的转动惯量。
2.应用转动定律求转动惯量
待测刚体由塔轮,伸杆及杆上的配重物组成。
刚体将在砝码的拖动下绕竖直轴转动。
设细线不可伸长,砝码受到重力和细线的张力作用,从静止开始以加速度a下落,其运动方程为mg–t=ma,在t时间内下落的高度为h=at2/2。
刚体受到张力的力矩为Tr和轴摩擦力力矩Mf。
由转动定律
可得到刚体的转动运动方程:
Tr-Mf=Iβ。
绳与塔轮间无相对滑动
时有a=rβ,上述四个方程得到:
m(g-a)r-Mf=2hI/rt2
(2)
Mf与张力矩相比可以忽略,砝码质量m比刚体的质量小的多时有
a<
<
g。
所以可得到近似表达式:
mgr=2hI/rt2(3)
式中r、h、t可直接测量到,m是试验中任意选定的。
因此可根据用实验的方法求得转动惯量I。
3.验证转动定律,求转动惯量
从出发,考虑用以下两种方法:
A.作m–1/t2图法:
伸杆上配重物位置不变,即选定一个刚体,取固定力臂r和砝码下落高度h,式变为:
M=K1/t2(4)
式中K1=2hI/gr2为常量。
上式表明:
所用砝码的质量与下落时间t
的平方成反比。
实验中选用一系列的砝码质量,可测得一组m与1/t2的数据,将其在直角坐标系上作图,应是直线。
即若所作的图是直线,便验证了转动定律。
从m–1/t2图中测得斜率K1,并用已知的h、r、g值,由K1=2hI/gr2求得刚体的I。
B.作r–1/t图法:
配重物的位置不变,即选定一个刚体,取砝码m和下落高度h为固定值。
将式写为:
r=K2/t
式中K2=(2hI/mg)1/2是常量。
上式表明r与1/t成正比关系。
实验
中换用不同的塔轮半径r,测得同一质量的砝码下落时间t,用所得一组数据作r-1/t图,应是直线。
即若所作图是直线,便验证了转动定律。
从r-1/t图上测得斜率,并用已知的m、h、g值,由K2=(2hI/mg)1/2
求出刚体的I。
三、实验仪器
刚体转动仪,滑轮,秒表,砝码
刚体转动仪:
包括:
A.、塔轮,由五个不同半径的圆盘组成。
上面绕有挂小砝码的细线,由它对刚体施加外力矩。
B、对称形的细长伸杆,上有圆柱形配重物,调节其在杆上位置即可改变转动惯量。
与A和配重物构成一个刚体。
C.、底座调节螺钉,用于调节底座水平,使转动轴垂直于水平面。
此外还有转向定滑轮,起始点标志,滑轮高度调节螺钉等部分。
四、实验内容
1.调节实验装置:
调节转轴垂直于水平面
调节滑轮高度,使拉线与塔轮轴垂直,并与滑轮面共面。
选定砝码下落起点到地面的高度h,并保持不变。
2.观察刚体质量分布对转动惯量的影响
取塔轮半径为,砝码质量为20g,保持高度h不变,将配重物逐次取三种不同的位置,分别测量砝码下落的时间,分析下落时间与转动惯量的关系。
本项实验只作定性说明,不作数据计算。
3.测量质量与下落时间关系:
学生实验报告
学院:
软件与通信工程学院课程名称:
大学物理实验专业班级:
通信工程111班姓名:
陈益迪学号:
0113489
学生实验报告
一、实验综述
1、实验目的及要求
1.了解游标卡尺、螺旋测微器的构造,掌握它们的原理,正确读数和使用方法。
2.学会直接测量、间接测量的不确定度的计算与数据处理。
3.学会物理天平的使用。
4.掌握测定固体密度的方法。
2、实验仪器、设备或软件
150分度游标卡尺准确度=最大误差限△仪=±
2螺旋测微器准确度=最大误差△仪=±
修正值=
3物理天平t天平感度最大称量500g△仪=±
估读到
二、实验过程
1、实验内容与步骤
1、用游标卡尺测量圆环体的内外径直径和高各6次;
2、用螺旋测微器测钢线的直径7次;
3、用液体静力称衡法测石蜡的密度;
2、实验数据记录表
测圆环体体积
测钢丝直径
仪器名称:
螺旋测微器(千分尺)准确度=估读到
测石蜡的密度
物理天平TW—天平感量:
g最大称量500g
3、数据处理、分析
、计算圆环体的体积
1直接量外径D的A类不确定度SD,SD=○
SD==
2直接量外径D的B类不确定度u○
d.
ud,=
Ud==
3直接量外径D的合成不确定度σσ○
σD==
4直接量外径D科学测量结果○
D=(±
)mm
D
=
5直接量内径d的A类不确定度S○
Sd=0
.0045mm=
d。
d
S=
6直接量内径d的B类不确定度u○
d
ud=
ud==
7直接量内径d的合成不确定度σiσ○
σd==
8直接量内径d的科学测量结果○
d=(±
9直接量高h的A类不确定度S○
Sh==
hh
10直接量高h的B类不确定度u○
hd
uh==
11直接量高h的合成不确定度σ○
σh==12直接量高h的科学测量结果○
h=(±
h
σh=
13间接量体积V的平均值:
V=πh(D-d)/4○
2
V=
14间接量体积V的全微分:
dV=○
3
?
(D2-d2)
4
dh+
Dh?
dh?
dD-dd22
再用“方和根”的形式推导间接量V的不确定度传递公式(参考公式1-2-16)
222
v?
(?
(D2?
d2)?
h)?
?
D)?
d)
计算间接量体积V的不确定度σ
σV=
V
15写出圆环体体积V的科学测量结果○
V=(±
)mm
2、计算钢丝直径
(1)7次测量钢丝直径d的A类不确定度Sd,Sd=SdSd==
(2)钢丝直径d的B类不确定度ud,ud=ud
(3)钢丝直径d的合成不确定度σ。
σd=dσd==
(4)写出钢丝直径d的科学测量结果d=(±
3、计算石蜡的密度
(1)以天平的感量为Δ仪,计算直接测量M1、M2、M3的B类不确定度uMuM==
(2)写出直接测量M1、M2、M3的科学测量结果
M1=(±
)gM2=(±
)gM3=(±
)g
(3)ρt以为标准查表取值,计算石蜡密度平均值:
M1
t
M2?
M3
ρ=(kg/m3)=(kg/m3)(4)间接量石蜡密度ρ的全微分:
tm1?
dρ=dm1-dm2+dm3
m2-m3(m2-m3)2(m2-m3)2
再用“方和根”的形式推导密度的不确定度传递公式(参考公式1-2-16)
t?
m1/(m2?
m3))?
(m1?
m2/(m2?
m3)2)?
m3/(m2?
m3)2)
计算间接量密度ρ的不确定度σ
33
dρ=kg/m=kg/m
(5)写出石蜡密度ρ的科学测量结果ρ=(±
)kg/m3
ρ
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