华中科技大学 物理实验 (考试 复习资料)

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1、1、电磁感应【Q】在实验中我们发现，旋转的铝盘会对磁铁产生牵引力，发过来磁铁也会对铝盘有一个反作用力（磁阻尼力），这个阻尼力会影响实验精度吗？【A】并不会影响实验精度，且铝盘会以一个恒定的频率在转动！原因：步进电机的工作原理，是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。因此，在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。【Q】大家是否发现在我们这个实验中，铝盘上面挖了六个小孔，你们认为这些小孔会对牵引力产生影响吗？【A】小孔会对牵引力产生影响，牵引力相比没孔的铝盘会变小；每一根铝丝两端都

2、会产生感应电动势，铝盘就相当于多个电源的并联，但是由于小孔的存在，产生的电流可能不稳定，牵引力会有小幅波动，但是小孔并不是改变磁通量的“罪魁祸首【Q】测量磁悬浮力或牵引力时，永磁体的位置对结果有什么影响？比如正对着铝盘圆心与偏离角度的区别；还有永磁体靠近铝盘中心时所受的力与磁体位于铝盘边缘时相比，大小如何？【A】做了几次试验，发现当磁铁在盘内较大距离时力不大，到盘边时较大，远离盘后减小。可推知力与磁铁到盘中心的距离是一个单峰的函数，有水平渐近线。【Q】大家想一下，如果那个轴承完全无摩擦，那么它的转速会无限增大吗？【A】【Q】如何改进？？【A】此实验

3、的磁悬浮力和磁牵引力装置应增加一个角度指针，因为我们在做距离和力的大小的关系试验中，每次都要将测力器杆取出，然后重新固定，这当中是不是会因为角度的不同产生较大的误差呢？所以可以增加一个角度小指针，来校正测力杆放置的方向，减免误差我们是准备加一个升降装置的，最好带刻度的。1.测量磁悬浮传动系统的轴承转速时，测得的转速不是很稳定，而转速的测定时以一定时间内通过轴承的光束的个数为依据的。所以我建议增加轴承上计数孔的个数，这样测得的数目会增多，可以减小不稳定因素的干扰，所得读数会相对集中一些。2.我做实验时的传感器支架稳定性不好，每次垫一个垫片测磁牵引力和

4、磁悬浮力时，旋转的铝盘很容易擦到永磁铁。不仅如此，垫片的厚度参差不齐，有的明显比别的厚一点。即使测量多个垫片的厚度求平均值，恐怕误差依然不小。所以我提议给传感器支架换用一个带刻度的支架，同时最好加上手摇齿轮式的升降装置，让传感器支架能以小的幅度上升或下降。另外，最好能使传感器支架不仅能竖直、水平旋转，还能沿铝盘的半径移动并附带刻度以确定其位移。3.将有孔洞的铝盘换做平整、光滑的铝盘。使其能稳定的切割磁感线从而与永磁体产生稳定的相互作用，进而得到稳定的力的读数，从而减小实验误差。4.增大铝盘的转速上限。更快地切割磁感线能产生更大的相互作用力从而减小其

5、它外力的影响，同时还能减小读数的波动周期，获得更稳定的读数并获得更多的实验数据，从而减小实验误差，丰富实验内容。2、RLC电路【Q】在测量RC串联电路的时间常数时，若充电的时间不够或充电过快，对结果有何影响？【A】充电不足不就是充电过快么？充电不足使得最大值未达到就放电，此时下降到一半（0.5E）的的时间td变长，故偏大。【ALL_Q】(1)试分析方波信号频率对观察和测量RLC电路暂态过程的影响？(2)依据现有装置，拓展设计对电路内阻r的测量方案与分析。(3)估计和检验实验测量结果的正确性与合理性的经验分享。(4)实验中如何判断弱阻尼、临界阻尼和过

6、阻尼状态？简述理由。(5)实验电感的电阻值，是否影响RLC电路的振荡特性？为什么？(6)测量RC电路τ时，充电不足或过快对测量结果有何影响？(7)判定临界阻尼现象、改善和提高Rc测量的精度的经验分享。(8)RLC电路实验的总结(经验分享、体会、感想、讨论、建议等)。(2)依据现有装置，拓展设计对电路内阻r的测量方案与分析。通过本次的三个实验，都可逆向求解电路内阻r.①RC电路中，调节电阻箱使Vc（t）末端走平且R最大，由半衰法求解τ，由τ=RC可求出r=R-R电阻箱。可以调节C值，并多次测量求平均值。缺点：判断E/2处时，波形线较粗，光标较细，会造

7、成一定的误差。②RLC电路中，将电阻箱置零，调节C与L的值（可使一值不变，只调节另一值（控制变量）），由实验方法测量3-5组T值，并由T=(2π√LC)/[√（1-R²/4L）]可求解R值，即r。此方法较为准确，当调节光标时可以利用波峰的对称性来确定其位置，且每次测量时两光标之间相隔3-4个周期，测出的T较为精确。③临界阻尼状态下，Rc=2√(L/c)=R电阻箱+r。此方案在测量时较难确定其临界状态，对r的值确定影响较大。当调节方波的U与T（1/f）值，使波形本身放大，从而使图像更加清晰。综上，方案二测出的r值更为准确。(7)判定临界阻尼现象、改善

8、和提高Rc测量的精度的经验分享。在测量过程中，我尝试使用两种方法来确定临界阻尼，①调节时间轴最短，U轴最大，从而使弱阻尼状