大物实验理论2-课用

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大物(2-2)第10章-6

Q
∆U E ≈ ∆n
•
•
E P
∆nen
U
U + ∆U
N
3、电场场强与电势的微分关系、 Q 将单位正电荷由点 P 移 ∆ A = ∫ E ⋅ dl ≈ E∆n P 到点Q，电场力所作的功为：到点，电场力所作的功为：根据势能定理 ∆ A = U P − U Q = − ∆ U ∴ E ∆ n = − ∆ U
∂U ∂U ∂U E = −( i+ j+ k) ∂x ∂y
en
E
U + dU
在静电场中，电场强度等于该点电势梯度的负值。在静电场中，电场强度等于该点电势梯度的负值。
E = − ∇U
空间某点电场强度的大小等于该点电势空间变化率的最大值。空间某点电场强度的大小等于该点电势空间变化率的最大值。空间变化率的最大值
Q
• Q′
∆U ∂U =− ∆l → 0 ∆ l ∂l 是任意方向， ∆l 是任意方向，如果分别取 ∆l = ∆xi E l = − lim
∆l = ∆yi
∆l = ∆zi
则
∂U ∂U ∂U , Ey = − , Ez = − Ex = − ∂x ∂y ∂z
所以
∂ ∂ ∂ ( 梯度 ∇ = i ) + j +k ∂x ∂y ∂z
一均匀带电圆板，例题6 一均匀带电圆板，半径为R，已知面电荷密度为σ 。试求板轴线上电势和场强的分布。求板轴线上电势和场强的分布。建立坐标系坐标系，解建立坐标系，把圆板分成许多小圆环。取半径为y 宽为dy 许多小圆环。取半径为 , 宽为的圆环，带电量为：的圆环，带电量为：
1 dq yd y σ 点产生的电势为: 在P点产生的电势为 dU = 点产生的电势为 = 4πε0 r 2ε 0 x 2 + y 2 整个圆板产生的电势为 R R σ σ yd y σ 2 2 x +y = ( x 2 + R 2 − | x |) = U=∫ 0 2 0 2ε 0 ε0 x2 + y2 2ε 0

大物2内容总结

静电场复习
场强与电势——重点重点场强与电势
注意叠加原理注意典型场
一、场强概要 1、物理模型：、物理模型：（1）点电荷（2）试验电荷））（3）电偶极子： p = ql ）电偶极子：
M = p× E
2、定律、定理、概念：、定律、定理、概念： 1 q1q2 ˆ 库仑定律：（1）库仑定律：F = r 2 4πε0 r r r 场强: 场强 E = F / q0 点电荷q在外电场中受力：点电荷在外电场中受力： F = qE 在外电场中受力定理：（2） Gauss定理：定理 r r 电通量：电通量： Φe = ∫ dΦe = ∫ E ⋅ d S
（2）利用电势叠加原理）利用电势叠加原理点电荷场: 点电荷场 ϕ =
q 4πε0r
n i =1
(ϕ∞ = 0 )
点电荷系场: 点电荷系场 ϕ = ∑ϕi 连续带电体场: 连续带电体场 ϕ = ∫qdϕ = ∫q 3、典型场：、典型场：
q 4πε0 R (φ∞ =0) 均匀带电球面：均匀带电球面： ϕ = q ( r > R) 4πε0r ( r ≤ R)
dq 4πε0r (ϕ∞ = 0 )
导体与介质概要 1、静电平衡导体的特点：、静电平衡导体的特点：（1）场强与电势分布：）场强与电势分布：（2）电荷分布：）电荷分布：净电荷只能分布在表面。净电荷只能分布在表面。实心导体：实心导体：导体空腔（内无电荷）导体空腔（内无电荷）：导体空腔（内有电荷）：导体空腔（内有电荷）：
1
r E = −∇ϕ
4、典型场：、典型场：
∂ϕ ∂ϕ ∂ϕ , Ez = − . Ex = − , Ey = − ∂y ∂z ∂x
典型场无限长均匀带电直线无限大均匀带电平面无限大均匀带等量异号电荷平行板间均匀带电球面均匀带电球体无限长均匀带电圆柱面

大物实验原理(共19页)

实验(shíyàn)一静电场的描绘(miáohuì) 一．实验(shíyàn)目的 1．学习(xuéxí)用模拟法研究静电场。 2．描绘等势线，会画电场线。

二．仪器和用具 YJ—MJ—III模拟静电场描绘仪（包括电源、同轴柱面电极、长平行板电极、点电极、激光探针、连接线等）。

三．实验原理由电磁场理论知道，稳恒电流的电场和相应的静电场的空间形式是一致的。只要电极形状已定，电极电势不变，空间介质均匀，在任何一个参考

点，均有或。下面以同轴圆柱形电缆的“静电场”和相应的“稳恒电流场”来讨论这种等效性。如图1所示，圆柱导体A和圆柱壳导体B同轴放置，分别带等量异号的电荷。A和B间为真空。由高斯定理可知，其电场线沿经向由A向B辐射分布，其等势面为一簇同轴圆柱面。因此，只要研究任一垂直轴的横截面P上的电场分布即可。

如图1，半径为处的各点电场强度为式中，为A（或B）的电荷线密度。其电势为

（1）令时，，则有代入式（1）得

（2）或写成（3）距中心(zhōngxīn) 处的场强为

（4）若A和B之间不是真空(zhēnkōng)，而是充满不良导体（其电阻率为），且A和B分别与电池的正极和负极(fùjí)相连，如图2（a)所示，A与B之间形成径向电流，建立了一个稳恒电流场。同样地，我们可取厚度为的同轴圆柱片来研究(yánjiū)。半径为到之间的圆柱片的径向电阻为

半径(bànjìng)由到之间的圆柱(yuánzhù)片电阻为

（5）

半径(bànjìng)由到之间的圆柱(yuánzhù)片电阻为

（6）

若设，则径向电流为

（7）距中心处的电势为

（8）可见式（8）和式（2）具有相同的形式，说明稳恒电流场与静电场的电势分布是相同的。显而易见，稳恒电流的电场与静电场的分布也是相同的，因为由于稳恒电流的电场和静电场具有这种等效(děnɡ xiào)性，因此，欲测绘静电场的分布，只要测绘相应的稳恒电流的电场就行了。

西安理工大学大物实验(二)总结及核心内容提示

2.牛顿环干涉实验调节方法：（方法同上）
三、霍尔效应
电位差计校准： 1，“断“ 表头机械调零； 2，倍率档 ‘×1‘ 调零旋钮调零 3，双刀开关打到标准，右上方调零旋钮调零（标定电流）注意前后顺序不能颠倒，前两部双刀开关在竖直位置测量：双刀开关打到“未知”，调节转盘至检流计指针指零注意电位差计补偿法测量原理，比较电路和待测电动势之间不能形成串联关系换向开关的工作理论

熟练掌握电路连接：（回路法）电路特点：滑线变阻器分压接法，四点共势
(1.连线时需注意滑动变阻器的分压接法（电源电动势加在滑动变阻器的两固定段，由滑动端和任意固定端向负载输出电压），通电前将 R 至于安全位置；(2.（电压表电压开关为“外侧” ）通电后利用电压调节或者滑动变阻器调节，使负载输出电压为 8V；（考试中按题目要求）(3.首先分别找到“0V 点”和“8V 点” ，，若找不到，从新检查接线，直至找到；(4.最后根据要求在两极之间描绘出等势线。标记等势线时，充分利用其对称性，打点标准（曲率大的等势线，记录点“密” ，曲率小的等势线，记录点可相应的“疏” ）
“吞噬”
cos “产生”
*能画出光路图
二、等厚干涉
1.劈尖干涉实验调节方法：（先找到劈尖干涉条纹，这个比较容易找到，然后再找牛顿环干涉条纹）首先，读数显微镜自带的反光镜转向不反光一面调整读数显微镜探头 M，使其对准光源方向，这时显微镜视场中较明亮，然后调节读数显微镜焦距，直至观察到清晰的平行直条纹然后调节目镜十字叉丝与干涉条纹平行，然后采用逐差法求 l ,每隔四个条纹读一次数，直到第 36 条需注意的地方：牛顿环装置的螺钉调节适度，过松条纹易跑动，过紧两镜接触处产生形变，条纹不是圆形牛顿环读数方法：先找到牛顿环中心暗斑，然后在中心圆斑左侧选定某一牛顿环为第 7 级，顺次向左数到第 17 级，然后倒回来使十字叉丝对准第 16 级暗环，开始逐条读取位置读数，直到第 7 级，继续向右移动经过中心圆斑后，直至右侧对称的第 7 级开始读数，测到第 16 级为止。 3.有效读书：(包括一位估读数) 主标尺（mm）+小轮读数（0.01mm）测量过程中鼓轮不能倒转

大学物理实验理论课程课件

大学物理实验
主讲教师：高英俊
科学实验是科学理论的源泉，是自然科学的根本，也
是工程技术的基础。
实验课程体系

一. 绪论（误差理论与数据处理）二. 实验项目内容（基础与综合实验）
1. 电表改装与校准 2. 电位差计测电动势 3. 示波器实验 4. 惠斯登电桥测电阻 5. 固体比热测定 6. 杨氏模量测量 7. 液体粘滞系数测定 8. 金属弦振动实验 9. 偏光旋光实验 10. 光的干涉现象实验 11. 简谐振动研究实验 12. 集成霍尔传感器测磁场 13. 夫兰克—赫兹实验 14. 金属电子逸出功的测定 15. 磁化曲线和磁滞回线测量 16. 非线性电路混沌实验
被测量仪器、方法

标准量
测量结果应包括数值、单位和对测量结果精确程度的评价
以电阻测量为例
R＝910 .3 0.4
测量对象数值不确定度单位
• 函义： R 的真值有相当大（例如95%）的可能（概率）位于区
间（909.9，910.7）Ω之内。
表达式：
R=(910.3 0.4)Ω
测量分为直接测量和间接测量

精密度：表示对同一被测量作多次测量时，各次测量值之间彼此接近的程度。精密度高，说明重复性好，即随机误差小。正（准）确度：表示测量值与真值接近的程度。正确度高，说明测量值接近真值的程度高，系统误差小。精确度：精确度高，说明精密度和正确度都高，它反映随机误差和系统误差的综合效果。
(4)合成不确定度
A B 0.0022 2 0.004 2 0.0045 0.005 mm
2 2
Er
0.005 100% 0.06% 8.348

大物实验_精品文档

大物实验引言大物实验是大学物理实验课程中的一门重要实践环节，旨在通过实际操作探究物理原理和现象，加深对物理知识的理解和应用能力的培养。

本文将介绍大物实验的基本概念、实验内容和实验步骤，并分享一些实验注意事项和技巧。

实验目的大物实验的主要目的是通过实际操作，加深学生对于物理原理和现象的认识，并培养学生的实验技能和科学精神。

通过大物实验，学生能够掌握物理实验方法、观察、测量和数据处理等实验技巧，提高实验设计与实施的能力，同时培养学生的动手能力和合作精神。

实验内容大物实验的内容非常丰富多样，主要包括力学、热学、光学、电磁学等方面的实验。

以下是一些常见的大物实验内容：1.动力学实验：如弹簧振子实验、万有引力实验等，用于研究物体的运动和相互作用力的关系。

2.热学实验：如热传导实验、热容实验等，用于研究物体的热性质和热传递现象。

3.光学实验：如干涉实验、衍射实验等，用于研究光的性质和光的传播规律。

4.电磁学实验：如静电实验、电磁感应实验等，用于研究电磁现象和电磁场的特性。

实验内容的选择应根据教学大纲和课程目标进行安排，既要符合基础知识的教学要求，又要具有一定的实际应用性和科学性。

实验步骤大物实验的步骤通常包括实验前准备、实验过程和实验结果分析三个部分。

1.实验前准备：包括实验仪器的检查与调试，实验装置的搭建，实验数据的记录表的准备等。

在实验前，一定要先理解实验的目的和原理，掌握实验所需仪器和装置的基本使用方法。

2.实验过程：按照实验的步骤和操作要求进行实验。

注意安全操作，保持实验室的整洁和安全，严格按照实验要求进行测量和观察。

在实验过程中要记录所观察到的现象、测量到的数据等，确保数据的准确性和可靠性。

3.实验结果分析：将实验数据进行整理和分析，通过表格、图形等形式展示实验结果，对实验数据进行处理和计算，并结合理论知识进行分析和讨论。

在分析实验结果时，要注意合理解释和推理。

实验注意事项和技巧在进行大物实验时，需要注意以下几点事项和技巧：1.实验安全：实验过程中要注意个人安全和实验室的安全，穿戴实验室安全服，遵守实验操作规范，注意使用化学品的安全性。

大物实验报告2(完整版)

报告编号：YT-FS-3282-22大物实验报告2(完整版)After Completing The T ask According To The Original Plan, A Report Will Be Formed T o Reflect The Basic Situation Encountered, Reveal The Existing Problems And Put Forward Future Ideas.互惠互利共同繁荣Mutual Benefit And Common Prosperity大物实验报告2(完整版)备注：该报告书文本主要按照原定计划完成任务后形成报告，并反映遇到的基本情况、实际取得的成功和过程中取得的经验教训、揭露存在的问题以及提出今后设想。

文档可根据实际情况进行修改和使用。

【实验原理】辉光球发光是低压气体(惰性气体)在高频电场中的放电现象。

辉光球外表为高强度玻璃球壳，球内充有稀薄的惰性气体(如氩气等)，中央有一个黑色球状电极。

球的底部有一块振荡电路板，通过电源变换器，将低压直流电转变为高压高频电流加在电极上。

通电后，振荡电路产生高频电场，球内稀薄气体由于受到高频电场的电离作用而光芒四射。

辉光球工作时，在球中央的电极周围形成一个类似于点电荷的场。

当用手(人与大地相连)触及球时，球周围的电场、电势分布再均匀对称，故辉光球在手指的周围处变得更为明亮，产生的弧线顺着手的触摸移动而游动扭曲，随手指移动起舞。

这其实是分子的激发，碰撞、电离、复合的物理过程。

人体为另一电极，气体在极间电场中电离、复合而发生辉光。

【实验现象】辉光球通电后呈静止样。

当人手触摸时中间电极出现放电致球壳触摸处。

五颜六色的闪电会随着手的移动而移动，球内出现放电现象。

一旦手离开，闪电消失。

【实际运用】霓虹灯，把直径为12-15毫米的玻璃管弯成各种形状，管内充以数毫米汞柱压力的氖气或其他气体，每1米加约1000伏的电压时，依管内的充气种类，或管壁所涂的荧光物质而发出各种颜色的光，多用此作为夜间的广告等。

大物实验知识点总结

大物实验知识点总结一、引言大物实验是大学物理必修课程的一部分，通过实验，可以帮助学生更好地理解和掌握物理理论知识，培养学生动手能力和实际操作能力。

本文将对大物实验中常见的知识点进行总结和归纳，以便于学生更好地复习和巩固相关知识。

二、实验仪器和常用设备1. 光学实验常用仪器：干涉仪、衍射仪、光栅、棱镜、透镜等。

2. 电学实验常用仪器：电源、示波器、电压表、电流表、电磁铁等。

3. 力学实验常用仪器：弹簧测力计、滑轮组、光电门、摆锤等。

4. 热学实验常用仪器：热力学实验仪、热电偶、温度计等。

三、光学实验知识点总结1. 光的干涉和衍射实验（1）. 干涉实验：干涉是指两个或多个波的波峰和波谷相遇形成明暗相间的干涉条纹。

常见的干涉实验有双缝干涉、单缝干涉、菲涅尔双镜干涉等。

（2）. 衍射实验：衍射是波在穿过狭缝或障碍物时发生弯曲和扩散的现象。

衍射实验常见的有单缝衍射、双缝衍射和光栅衍射等。

2. 光的偏振实验偏振是指光在某些介质中只沿一个方向传播的现象，常见的偏振器有偏光片、偏振镜、偏振棱镜等。

偏振实验主要是通过观察偏振光的性质来研究光的偏振规律。

3. 光的衍射光栅实验光栅是一种具有等间距狭缝的透明平面，通过光栅衍射实验可以研究光的波动性质，测量光的波长和频率等。

四、电学实验知识点总结1. 电流和电压的测量电流的测量常用电流表，电压的测量常用电压表，实验中需要注意电路的连接和电流、电压的测量范围。

2. 电阻和电路的实验电阻是指导体对电流的阻碍程度，可以通过串联、并联电路实验来研究电阻的串并联规律，掌握欧姆定律和基尔霍夫定律等。

3. 电磁感应实验电磁感应实验是通过研究导体在磁场中受到感应电流的现象来探究电磁感应规律，实验中常用的设备有电磁铁、导线圈、磁通量计等。

4. 电容和电量实验电容是指导体存储电荷能力的大小，可以通过平行板电容器实验来研究电容的大小和电场分布规律，实验中常用电容器、电荷计等设备。

五、力学实验知识点总结1. 牛顿第二定律实验通过设置一定质量的物体和测力计，可以测量物体所受的力和加速度，验证牛顿第二定律。

大物理论课4新2节不确定度

(4).未注明、无法获得仪器误差时连续可读仪器
塑料直尺:最小分度=1mm
仪 0.5mm
非连续可读仪器
数字秒表:最小分度=0.01s Δ 仪 0.01s
分光计:最小分度=1′
Δ 仪 1'
数显电表:最小分度=0.001A、0.1V、1Hz
仪 0.001A、 0.1V、 1Hz
C.未给出仪器误差时
连续可读仪器
查移轴显微镜的说明书得到仪器误差也是
米尺：最小分度为1mm
仪 0.5mm
读数显微镜：最小分度为0.01mm
查迈克尔逊干涉仪的说明书得到反射镜M1位置的仪器误差就是最小刻度 0.0001mm
(4).仪器上未注明，又无法得知仪器误差
a.连续可读仪器
估计为最小分度的一半
（钢直尺 0.15mm 钢卷尺 0.2 L 0.3）mm
b.仪器说明书中注明了仪器误差及计算公式
DT920万用表说明书规格表如下：
功能直流电压 VDC 交流电压 VAC 直流电流 ADC …… 量程 200mV 2000mV 20V 200V 600V 200V 600V 2000uA …… 10A …… 分辨率 0.1mV 1mV 0.01V 0.1V 1V 0.1V 1V 1uA …… 10mA …… 精度（Δ仪）
(1).由仪器的准确度表示
②.仪器误差仪的确定：
A.由仪器的准确度表示
20分度游标卡尺：最小分度为0.05mm
仪 0.05mm
50分度游标卡尺：最小分度为0.02mm
仪 0.02mm
(2).由仪器的准确度级别来计算
电表的最大误差级别% 电表的满量程
B.由仪器的准确度等级计算

大物第二章课后习题答案

简答题2.1 什么是伽利略相对性原理？什么是狭义相对性原理？答：伽利略相对性原理又称力学相对性原理，是指一切彼此作匀速直线运动的惯性系，对于描述机械运动的力学规律来说完全等价。

狭义相对性原理包括狭义相对性原理和光速不变原理。

狭义相对性原理是指物理学定律在所有的惯性系中都具有相同的数学表达形式。

光速不变原理是指在所有惯性系中，真空中光沿各方向的传播速率都等于同一个恒量。

2.2同时的相对性是什么意思？如果光速是无限大，是否还会有同时的相对性？答：同时的相对性是：在某一惯性系中同时发生的两个事件，在相对于此惯性系运动的另一个惯性系中观察，并不一定同时。

如果光速是无限的，破坏了狭义相对论的基础，就不会再涉及同时的相对性。

2.3什么是钟慢效应? 什么是尺缩效应?答：在某一参考系中同一地点先后发生的两个事件之间的时间间隔叫固有时。

固有时最短。

固有时和在其它参考系中测得的时间的关系，如果用钟走的快慢来说明，就是运动的钟的一秒对应于这静止的同步的钟的好几秒。

这个效应叫运动的钟时间延缓。

尺子静止时测得的长度叫它的固有长度，固有长度是最长的。

在相对于其运动的参考系中测量其长度要收缩。

这个效应叫尺缩效应。

2.4 狭义相对论的时间和空间概念与牛顿力学的有何不同? 有何联系?答：牛顿力学的时间和空间概念即绝对时空观的基本出发点是：任何过程所经历的时间不因参考系而差异；任何物体的长度测量不因参考系而不同。

狭义相对论认为时间测量和空间测量都是相对的，并且二者的测量互相不能分离而成为一个整体。

牛顿力学的绝对时空观是相对论时间和空间概念在低速世界的特例，是狭义相对论在低速情况下忽略相对论效应的很好近似。

2.5 能把一个粒子加速到光速c吗？为什么?答：真空中光速C是一切物体运动的极限速度，不可能把一个粒子加速到光速C。

从质速关系可看到，当速度趋近光速C 时，质量趋近于无穷。

粒子的能量为2mc ，在实验室中不存在这无穷大的能量。

2.6 什么叫质量亏损? 它和原子能的释放有何关系?答：粒子反应中，反应前后如存在粒子总的静质量的减少0m ∆，则0m ∆叫质量亏损。

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