大学物理实验总结.docx
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大学物理实验总结
地磁场强度水平分量的测量
五.数据记录与处理
电流输出为50mA
线圈匝数
10匝
20匝
30匝
50匝
100匝
对应线圈磁场强度BW
2.99x10-6
5.98x10-6
8.98x10-6
1.50x10-5
2.99x10-5
罗盘偏转角Θ
7
12
20
30
46
tanΘ
0.12
0.21
0.36
0.58
1.04
圆环线圈匝数为30
线圈电流I/A
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
对应线圈磁场强度
3.59x10-6
7.18x10-6
1.08x10-5
1.44x10-5
1.80x10-5
2.15x10-5
罗盘偏转角Θ
8
14
21
27
33
37
tanΘ
0.14
0.25
0.38
0.51
0.65
0.75
由直线方程:
y=96.83x-2.7357
斜率k=96.83
而k=2RB/uIu=4πx10-7R=0.105mI=0.05A
得B1=2.90x10-5T
由直线方程:
y=0.1595x-0.0013
斜率k=0.1595
而k=2RB/uNu=4πx10-7R=0.105mN=30
得B2=2.86x10-5T
平均值B=(B1+B2)/2
=(2.90x10-5+2.86x10-5)÷2
=2.88x10-5T
相对平均偏差dr=0.7%
六.误差分析
1,实验仪器不可能调到绝对水平,导致测量误差。
2,读数时,电流表示数时刻在改变导致误差。
3,在读取罗盘偏转角时,只精确到了整数位,导致误差。
数据记录
发光二极管
整流二极管
检波二极管
电流I/mA
电压V/v
电流I/mA
电压V/v
电流I/mA
电压V/v
0.018
2.46
0.0013
0.28
0.0013
0.00
0.079
2.56
0.0156
0.38
0.0963
0.10
0.366
2.66
0.1571
0.48
1.000
0.25
1.000
2.73
1.000
0.57
2.001
0.34
2.000
2.80
2.001
0.60
3.003
0.41
3.001
2.84
2.998
0.62
4.000
0.47
4.000
2.87
4.001
0.63
5.001
0.52
4.999
2.89
4.999
0.65
5.998
0.57
6.001
2.91
5.999
0.66
6.999
0.62
7.001
2.93
7.002
0.66
8.001
0.66
7.999
2.95
8.001
0.67
9.002
0.71
9.002
2.97
9.002
0.67
10.001
0.75
9.998
2.98
9.999
0.68
11.001
0.79
11.002
3.00
11.001
0.68
12.001
0.83
11.999
3.01
12.001
0.69
13.001
0.86
13.002
3.02
13.002
0.69
14.001
0.90
14.001
3.03
14.001
0.70
15.002
0.93
14.998
3.05
14.999
0.70
16.002
0.97
16.000
3.06
16.001
0.70
17.001
1.00
17.003
3.07
17.001
0.71
18.003
1.03
发光二极管伏安特性曲线
2.84
灯光颜色:
绿光
y=72.628x-206.35
数据处理
由直线方程可知
直线的横截距为2.84V,即开启电压为2.84V。
h=6.626×10-34J·sC=3.0x108m/se=1.60×10-19C
绿光:
中心波长:
550nm;波长范围577~492nm
由eV=hc/λ
V=2.26v
相对误差dr=(2.84-2.26)/2.26=25.66%
由eV=hc/λ
λ=437nm
相对误差dr=(550-437)/550=20.55%
误差分析
1,开始实验时测量电流时未用最小量程
2,测量时未等电流稳定时就记录了数据,导致误差
3,绿光的波长是一个范围,用中性波长计算误差可能导致结果偏大
整流二极管的伏安特性曲线
检波二极管的伏安特性曲线
五,数据记录与处理
附加质量/g
T1
T2
T3
T平均
T2
M0
0
3.14
3.15
3.14
3.14
9.88
M1
25
3.78
3.79
3.79
3.79
14.34
M2
50
4.32
4.34
4.32
4.33
18.72
M3
75
4.82
4.83
4.84
4.83
23.33
M4
100
5.28
5.30
5.28
5.29
27.95
M5
125
5.72
5.72
5.72
5.72
32.72
M6
150
6.15
6.15
6.15
6.15
37.82
M7
175
6.54
6.54
6.55
6.54
42.82
M8
200
6.94
6.94
6.93
6.94
48.12
M9
225
7.33
7.33
7.33
7.33
53.73
M10
250
7.72
7.72
7.71
7.72
59.55
M测
5.40
5.38
5.39
5.39
29.05
M悬挂
5.98
5.98
5.98
5.98
35.76
M不悬
6.82
6.83
6.83
6.83
46.60
M1=25gM标=104.6g
29.05=0.1974X+8.8638
解得X=102.26g
即M测=102.26g
偏差η=(104.6-102.26)/104.6
=2.24%
六,实验结论
1,惯性秤水平振动周期T的平方和附加质量mi成线性关系。
2,重力使惯性秤水平振动周期T减小。
七,误差分析
1,每次台秤的水平位移可能不一致,造成周期测量误差。
2,空气阻力对实验也有影响。
3,台秤不可能调到绝对水平,重力不可避免会对实验产生影响。
4,波长nm
频率hz
截止电压v
580
5.17E+14
0.373
540
5.56E+14
0.485
500
6.00E+14
0.611
460
6.52E+14
0.678
420
7.14E+14
0.745
斜率k=2*10-15
e=1.6*10-19
h=ek
普朗克常量h=2*10-15*1.6*10-19
=3.2*10-34
太阳电池伏—安特性实验数据记录及数据处理表
60cm
80cm
l(mA)
V(v)
R(Ω)
P(W)
l(mA)
V(v)
R(Ω)
P(W)
76.9
0.00
0.00
0.00
59.8
0.00
0.00
0.00
76.2
0.83
10.89
0.06
59.6
0.67
11.24
0.04
74.9
2.16
28.84
0.16
58.8
1.59
27.04
0.09
73.9
3.33
45.06
0.25
58.0
2.62
45.17
0.15
72.4
4.61
63.67
0.33
57.1
3.68
64.45
0.21
70.8
5.64
79.66
0.40
56.6
4.40
77.74
0.25
69.1
6.59
95.37
0.46
55.9
5.42
96.96
0.30
68.7
6.76
98.40
0.46
52.6
7.91
150.38
0.42
64.7
9.14
141.27
0.59
42.9
12.75
297.20
0.55
48.7
14.42
296.10
0.70
32.4
14.68
453.09
0.48
34.5
15.79
457.68
0.54
24.8
15.35
618.95
0.38
26.2
16.22
619.08
0.42
20.1
15.70
781.09
0.32
21.6
16.44
761.11
0.36
17.0
15.89
934.71
0.27
18.1
16.57
915.47
0.30
15.4
15.98
1,037.66
0.25
16.7
16.62
995.21
0.28
0.0
16.73
0.00
0.0
17.16
0.00
80cm串联
80cm并联
l(mA)
V(v)
R(Ω)
P(W)
l(mA)
V(v)
R(Ω)
P(W)
68.1
0.0
0.00
0.00
154.3
0.00
0.00
0.00
68.0
0.7
10.29
0.05
151.7
1.59
10.48
0.24
67.6
1.7
25.15
0.11
147.3
3.96
26.88
0.58
66.9
3.0
44.84
0.20
141.4
6.42
45.40
0.91
66.5
4.2
63.16
0.28
134.3
8.53
63.51
1.15
66.1
5.1
77.16
0.34
127.9
10.06
78.66
1.29
65.6
6.2
94.51
0.41
119.0
11.72
98.49
1.39
64.3
8.7
135.30
0.56
118.7
11.77
99.16
1.40
59.2
17.3
292.23
1.02
97.8
13.70
140.08
1.34
51.3
23.8
463.94
1.22
51.6
15.27
295.93
0.79
44.0
27.4
622.73
1.21
33.7
15.70
465.88
0.53
38.1
28.8
755.91
1.10
25.7
15.87
617.51
0.41
32.2
29.8
925.47
0.96
20.6
15.98
775.73
0.33
29.1
30.2
1037.80
0.88
17.3
16.04
927.17
0.28
0.0
32.8
15.3
16.08
1050.98
0.25
0.0
16.37
0.00
60cm
17.16
76.9
14.42
48.7
296.10
14.42
80cm
16.73
59.8
12.75
42.9
297.20
0.55
12.75
0.55
80cm串联
32.8
68.1
25.8
48.1
536.8
1.24
25.8
1.24
80cm并联
16.37
154.3
11.77
118.7
99.16
11.77
太阳电池伏—安特性数据处理结果比较表
60cm
80cm
80cm串联
80cm并联
短路电流Isc/mA
76.9
59.8
68.1
154.3
开路电压V/V
17.16
16.73
32.8
16.37
最大功率P/w
0.70
0.55
1.24
1.40
最佳工作电流I/mA
48.7
42.9
48.1
118.7
最佳工作电压V/V
14.42
12.75
25.8
11.77
最佳负载电阻R/Ω
296.10
297.20
536.38
99.16
填充因子FF
53.04
54.98
55.51
55.43
实验结论
1,光源离太阳电池越近最大功率,最佳工作电压,最佳工作电流提高,但最佳负载电阻几乎不变。
2,电池串联最大功率,最佳工作电压,最佳负载电阻增大。
3,电池并联最大功率,最佳工作电流增大。
最佳工作电压,最佳负载电阻减小。
4,电池的串并联对填充因子影响不大。
误差分析
1,实验室的灯光对实验测量有影响
2,光源电压不稳对实验测量有影响
3,太阳电池发热导致温度上升,电阻增大,对实验测量也有影响。
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