光电门实验当中的一些思考
影响光电门测速精确性的三个因素分析——以一道原创实验题误差反思为例
2021年3月1日理科考试研究•综合版• 41 •D.在相等时间内，C卫星与地心连线扫过的面积 是M卫星的f倍解析C卫星相对地球静止，为地球同步卫星，轨道平面位于赤道平面.卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力，即= 解得线速r厂度为i= 卫星轨道半径为C卫星的I，则C y v3卫星的线速度是M卫星的根据开普勒定律可知，同一卫星与地心连线在相等的时间内扫过相等的面 积，不同的卫星不适合此规律.根据几何关系可知，时间《内，卫星与地心连线扫过的面积已知M 卫星轨道半径为C卫星的卫星的线速度是M卫 星的则在相等时间内，C卫星与地心连线扫过的面积是M卫星的f倍.综上可知D选项正确.命题意图本题以北斗导航系统为情境，考查学 生对万有引力定律的应用，主要考查理解能力、推理 论证能力、模型建构能力，体现了物理观念、科学思维 的学科素养，突出对应用性和创新性的考查.中国北 斗导航系统的投人使用，增强了学生的爱国主义，增 强了“四个自信练习6 2020年我国全面进入5G时代.所谓5G是指第五代通信技术，采用3300 ~ 5000M H z频段的无线电波.现行的第四代移动通信技术频段范围1880 ~2635M H z.未来5G网络的传输速率(指单位时间传送数据量大小)可达l〇Gbps(bp s即比特率、比特每秒），是4G网络的50倍至100倍.下列说法正确的是（）.A. 4G和5G信号都是纵波B.4G信号更容易发生衍射现象C. 4G信号和5G信号相遇时能产生稳定干涉现象D.5G信号比4G信号在真空中传播的速度快分析电磁波均为横波，故A项错误;因5G信号的频率高，则波长小，故4G信号更容易发生明显衍射现象，B正确；两种不同频率的波相遇，不会发生稳定干涉现象，C错误;任何电磁波在真空中传播都是光速，D错误.参考文献：[1] 顾建新.增强实践体验发展核心素养—以“近三 年浙江新高考试题”为例[■!].物理教学，2020,42 (12):56-60.[2] 于玉和，方友浩.指向发展学生核心素养的物理试题 编制策略——以“医用口罩题材”为例[J].中学物理,2020,38 (24) ：43 -45.[3] 杨磊.注重物理实验教学培养学生的物理核心素养[J].中学物理，2020,38(22):丨3 -15.(收稿日期：2020 -丨2-28)影响光电门测連精确性的三个因素分析—以一道原创实验题误差反思为例刘安巍(重庆第三十中学校重庆渝中4〇〇〇1〇)摘要：对一道原创实验题误差反思后发现，光电门所测得的瞬时速度为位移中点的瞬时速度，并非中间时刻‘的瞬 时速度.要减小实验误差，必须找到影响中间时刻瞬时速度和位移中点瞬时速度接近的因素.通过物理建模、数学推演，最终得出结论:物体到达光电门的初速度、物体在光电门所在平面运动的加速度、滑块（遮光条）自身的宽度等因素对 光电门测速的精确性影响较大.关键词：实验;误差；光电门测速；精确性光电门测速是研究匀变速直线运动规律中常用 常重要的作用，但该实验的误差分析具有较大争论.的一种方法，该实验在物理教学以及高考中都具有非 例如:用光电门测定匀变速直线运动实验u];用光电作者简介：刘安巍（1992 -),男，甘肃康县人，硕士研究生，中学二级教师，研究方向：中学物理学科教学..42 .理科考试研究•综合版2021年3月1日门测量“动能增加量”及“加速度”的实验[2];利用光 电门验证机械能守恒定律实验[3]等.某次考试中，笔 者命制的一道有关光电门测速的试题引发了学生的 思考，通过数学推理的方式进行了全面的分析，最终 得出了确切的结论.1题目呈现如图1所示，小明利用平面平滑连接F C 曲面 的装置探究滑块与地面间的摩擦因数.小明从高为A 的4点无初速度释放滑块，滑块运动到水平地面依次经过光电门1和光电门2,光电门之间的距离可用刻 度尺测得，电子计时器可以记录滑块通过光电门所用 的时间，当地重力加速度为g =10m A 2.(1) 实验前，小明用游标卡尺测出了滑块的宽，示数如图1所7K ，滑块宽d =______m .(2)小明要确保该实验顺利进行，下列操作符合事实的是（)•A. 游标卡尺测滑块宽度，要确保精确可采用分度 值较高的油标尺B. 小明计算小球经过光电门的速度实质是采用平均速度代替瞬时速度C . 滑块从曲面下滑的初始高度不会影响探究结果D. 滑块宽度会影响小明测量摩擦因数的大小(3) 滑块从曲面滑下，依次通过光电门1和光电 门2的时间分别为=0. 01s 和=0. 02s ，两光电门间的距离用图甲所示的刻度尺量出，则小明所计算出滑块与地面间的摩擦因数M =_____.(保留小数点后两位）答案:（1)〇.9 x lO -2 (2)ABD (3)0.34试题选材试题选材来源于人教版高中物理必修一第一章“科学漫步”栏目：气垫导轨和数字计时 器.聚焦物理课本.主要考点游标卡尺、特殊刻度尺的读法；瞬时速度的计算，实验误差的分析;运动学公式、滑动摩擦 力公式的应用.命题立意该题考查光电门的基础应用，内容简单，但聚焦能力.考查学生运用旧知识解决新问题;应用数学解决物理问题的能力；实验设计及误差分析以 及基本操作等能力.疑问点:本题第(2)小问C 选项小球下滑的初始高 度究竟会不会影响探究结果？有无证据？在本题作答 的时候产生了这样的疑问，随后进行了下述探讨.2光电门测量瞬时速度的实质光电门测量瞬时速度的实质是什么？图2是滑 块经过光电门的过程图.a 是滑块即将接触到光电门 (光电门用图中黑色点红外光代替），即将开始计时 是物块恰好到达光电门.c 是表示滑块通过了光电门， 位移恰好等于滑块宽度.滑块在整个过程中摩擦力恒 定，所以做匀减速直线运动，默认平均速度代替瞬时速度，即经过光电门的速度为在计算经过光电门1与光电门2的位移时，测量的是光电门之间的距离(光电门很小，可认为是光电门两点之间的距离），这就表明平常实验时,光电门的速度^其实是滑块通过单个光电门位移中点（遮光条中点）的瞬时速度如6所示.但我们应该清楚，位移中点的瞬时速度和中间 时刻的瞬时速度有区别，这是产生误差的根本原因，如果能够有效地让中间时刻的瞬时速度接近位移中点的瞬时速度，最终结果就会更准确.3推导影响中间时刻瞬时速度接近位移中点瞬时速度的因素建立如图3所示运动模型，研究通过一个光电 门，设宽为d 的滑块运动至水平面到达光电门的初速度为〃。
用光电门验证动量定理
用光电门验证动量定理
要使用光电门验证动量定理，可以按照以下步骤进行：
1. 准备材料和设备：光电门、光源、平台、小球等。
2. 将光电门放置在平台上，并确保其能够正常工作。
3. 选取一颗小球放在光电门的发光面前，确保小球与光电门之间有一段适当的距离。
4. 设置光源并将光源对准光电门的接收器，确保光能能够准确地被感应到。
5. 记录小球在被光能照射之前和照射之后通过光电门的时间。
6. 根据光电门的测量结果计算小球通过光电门时的速度和动量。
7. 使用动量定理，将小球在照射前后的动量进行比较，并验证动量定理是否成立。
在实验过程中，需要注意以下事项：
- 确保光电门的位置和实验环境的稳定性，以减少误差。
- 精确测量小球通过光电门的时间，并注意记录结果。
- 确保小球没有被其他力或因素干扰，以保持实验的准确性。
- 在进行实验前，可以先进行一些预实验，以确定实验方法和
参数的准确性。
2024年电路实验个人心得体会
2024年电路实验个人心得体会在2024年的电路实验课程中，我学到了许多关于电子元件和电路工作原理的知识。
通过上课听讲和实验操作，我对电子技术有了更深入的了解，同时也培养了我的实验能力和解决问题的能力。
以下是我在这门课程中的个人心得体会。
首先，在课程的前半部分，我们学习了电子元件的基本原理和特性。
我们通过讲课和实验的方式学习了各种常用的电子元件，如二极管、晶体管、场效应管等。
在实验中，我们学会了如何使用万用表和示波器来测试电子元件的参数，了解了这些元件在电路中的作用和应用。
通过这些实验，我对电子元件的特性和工作原理有了更清晰的认识，为后续的实验打下了坚实的基础。
其次，在课程的后半部分，我们进行了一系列的电路实验。
这些实验涉及到各种不同类型的电路，如放大电路、滤波电路、振荡电路等。
在这些实验中，我们需要设计和搭建电路，然后进行测试和分析。
通过这些实验，我学会了如何根据电路的要求选择合适的元件和搭建电路，同时也提高了我解决问题和调试电路的能力。
在实验中遇到问题时，我会积极思考并尝试不同的解决方法，最终找到合适的解决方案。
除了学术知识和实验能力之外，这门课程还培养了我团队合作和沟通能力。
在实验中，我们通常是以小组的形式进行合作，每个人分工合作，共同完成实验任务。
通过和同学们的合作，我学会了如何有效地分工合作、沟通和协调。
在实验过程中，我们会互相讨论和交流，共同解决问题，这不仅提高了实验效率，也增强了团队合作的能力。
最后，在这门课程的总结阶段，我深刻感受到电子技术的广阔应用和未来的发展潜力。
随着科技的不断发展，电子技术已经渗透到各个领域，成为现代社会不可或缺的一部分。
作为一名学习电子技术的学生，我应该不断学习和提升自己的技能，不断探索和创新，为未来的科技发展做出贡献。
总的来说，这门电路实验课程给我带来了很多收获和启发。
通过学习和实验，我对电子技术有了更深入的了解，提高了实验能力和解决问题的能力，培养了团队合作和沟通能力。
光电效应实验 体会和建议
光电效应实验体会和建议光电效应实验是一种重要的物理实验，通过实验可以观察到光的粒子性质和光电效应现象。
在进行光电效应实验时，我们可以从以下几个方面进行体会和建议：一、实验现象观察：1. 在实验中，可以观察到当光照射到金属表面时，电流表会显示出电流的流动，这一现象可以直观地展示光电效应的产生。
2. 实验中可以观察到当改变光的强度时，电流的大小也会相应改变。
光强的增大会使得电流增大，光强的减小则会使电流减小。
二、光电效应机制：3. 通过光电效应实验，可以进一步了解光电效应的机制。
实验结果表明，光电效应是由光子与金属表面的电子相互作用而产生的。
4. 当光照射到金属表面时，光子的能量被传递给金属中的电子，当电子获得的能量超过金属中电子的逸出功时，电子就会逸出金属表面，从而形成电流。
三、实验结果分析：5. 在光电效应实验中，观察到当改变光的频率时，电流的大小也会相应改变。
频率的增大会使得电流增大，频率的减小则会使电流减小。
6. 这一现象可以通过能量守恒原理解释，光子的能量与其频率有关，频率越高，光子的能量越大，电子获得的能量也越大，逸出金属表面的概率就越大，从而电流增大。
四、实验误差和改进：7. 光电效应实验中可能存在一些误差，如光源的不稳定性、电路接触不良等。
为了减小误差，可以使用稳定的光源，注意电路的连接质量。
8. 另外，实验中还可能存在光电管的非线性特性，可以通过选择合适的工作电压和测量电流的范围来减小这种误差。
五、实验应用和意义：9. 光电效应实验不仅是一种基础的物理实验，还具有重要的应用价值。
光电效应的研究为光电器件的发展提供了理论基础，如光电二极管、光电倍增管等。
10. 光电效应的研究还在光谱分析、光电能转换等领域有广泛的应用，为科学研究和工程技术的发展提供了支持。
总结起来，光电效应实验通过观察现象、分析机制和探讨应用，可以更好地理解光的粒子性质和光电效应现象。
在实验过程中，我们可以注意实验误差和改进方法，提高实验结果的准确性。
光电门实验误差分析及对策 (自动保存的)
光电门实验误差分析与对策光电门常与气垫导轨配合使用，能较好地完成中学物理多个实验。
常见光电门由发光管与光敏管组成，光电管与光敏管正面相对，它发出的光使光敏管感光。
当滑块经过时，其上面的遮光条把光档住，与光敏管相连的数字计时器就记录了遮光时间的长短，从而可以算出滑块经过时的平均速度。
其时间测量可以精确到0.001秒，又叫数字毫秒计，有效地消除了人工计时时反应时间的影响，是现代物理实验的基础。
怎样才能发挥它的优势，更好地完成相关的实验呢？下面以《碰撞中动量守恒》为例，如图1示，分析光电门的误差。
图1一、碰撞实验在气垫导轨上，让m1去碰撞静止的m2，取滑块m1=m2=223.1g,以尼龙扣为粘结体，碰后粘在一起运动。
若动量守恒，则mv=2m*v1，即mL/t=2m*L/t1，t1=2t。
当L=0.8cm时，测量数据如下：次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9t/ms17.0 22.5 14.4 12.8 17.2 17.6 18.4 23.1 17.7t1/ms40.1 51.5 36.1 32.3 39.9 43.5 46.1 57.4 42.6t1/t 2.36 2.89 2.50 2.52 2.32 2.47 2.51 2.48 2.41 可见，实验测得的数据（平均2.50倍）和理论值（2倍）的较大的误差。
将挡光条的宽度调到L=3.6cm，重新进行实验，测量数据如下：次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9t/ms202.6 137.2 126.0 154.0 123.6 118.2 123.3 108.4 113.2t1/ms427.6 284.0 264.2 316.4 266.9 252.5 262.8 230.0 235.5t1/t 2.11 2.07 2.10 2.05 2.16 2.14 2.13 2.12 2.08 实验测得的数据（平均2.11倍）和理论值（2倍）的误差缩小了。
顺着这个思路，将挡光条的宽度调到L=12.9cm，如图2示，重新进行实验，测量数据如下：图2次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9t/ms355.5 432.8 454.8 419.4 667.0 613.8 572.0 412.4 436.4t1/ms724.5 897.3 940.4 877.3 1318 1233 1194 817.7 883.9t1/t 2.04 2.07 2.07 2.09 1.97 2.01 2.09 1.98 2.03实验测得的数据（平均2.04倍）和理论值（2倍）的又误差缩小了！图1。
用光电门测量加速度实验的系统误差分析
光 电门（ 包 括数 字 计 时 器 ） 是 间接 测 量 速 度
和 加速 度 的常用 仪器 。 光 电门测 出 的是 遮光 片通
通 过第 二个 光 电 门的平均 速度
＝ ｃ ｎ ｄｓ ＝ ２ ７． ３ｃ ｎ ｇｓ，
过 光 电门 的平 均 速 度 ， 在 计 算 加 速度 时 ， 我 们通 常 将 遮 光 片通 过 光 电 门的平 均速 度 用 作 遮 光 片 前沿 （ 或 中点 ） 通 过 光 电 门 的 瞬 时速 度 来 计算 加 速度时， 这 会 产生 系统 误差 。用 光 电 门测量 加 速
取 了不 同的 运动 过 程 ： 分子 速 度 的 变 化 Ａ ｖ （ Ａ ｖ ：
Ｖ ２ 。 ） 选 取 了 图 ２中 ｔ ｌ － ｔ ４ 的过程 ， 分母时间 △ ￡ 选
取 了图 ２中 ０ ～ ｔ ， 的过 程 ， 并且 分子 所选 取 运动 过 程的时间 Ａ ｔ （ ， － ｔ 一 ｔ １ ） 与 分 母 所 选 取 运 动 过 程
１ ． １ 加速度 的 测量值
个 光 电 门到开 始遮 住 第二 个光 电门 的时 间 ． 即图 ２中 ０ － ｔ 内 的时 间 ， Ａ ｔ ＝ ｔ 。 一 ０ 。 ， 和 分 别等 于 图
２中 ｔ 和ｔ 时刻 （ 遮光 板通 过 光 电 门过 程 的时 间
中点 ） 的 瞬时速 度 ， 并不 是 ０和 ｔ ， 两时刻（ 遮 光板
成 员， 主 要 从 事初 高 中 物理 教 学 与ｋ ｆ ￣ ， １ 研 究。
Ｖｏ１ ． ３ ３ Ｎ ０ ． ４８ ０ ６ ． ２ ０１ ５． ５８ ．
光学实验思考题答案
40
50
伏安特性曲线照度与光电
流曲线
(3)零电压下的光电流及截止电压与照度的关系
20.0
1.96
30.0 1.06 0.65
35.0 0.85 0.66
40.0 0.64 0.62
50.0 0.61 0.64
60.0 0.58 0.65
70.0 0.55 0.63
答：临界截止
u/v
s0.64
25.0 1.85 0.63
2．在杨氏实验装置中,光源波长为640nm,两狭缝间距为0.4mm,光屏离狭缝的距离为50cm.试求：(1)光屏上第1亮条纹和中央亮条纹之间的距离；（2）若p点离中央亮条纹为0.1mm，问两束光在p点的相位差是多少？（3）求p点的光强度和中央点的强度之比.
?y?
解：（1）由公式
r0
?d
?y?
得
r050??6.4?10?5?8.0?10?2cmd =0.4
③为了使十字丝对准光谱线，可以使用望远镜微调螺钉12来对准。
④测量时，可将望远镜置最右端，从-l级到+1级依次测量，以免漏测数据。
数据处理
左1级右1级
(k=-1) (k=+1)
(2)计算出紫色谱线波长的不确定度
2
?
其中
? ? +
(a b)sin ?
u ? ? = a + ?
cos15 60 180 092
（2）由课本第20页图1-2的几何关系可知
r2?r1?dsin??dtan??d
y0.01
?0.04?0.8?10?5cmr050
???
2?
?
(r2?r1)?
2???5?0.8?10?
利用光电门验证机械能守恒定律实验中的误差分析
实轚研究学参考第49卷第3期2020年3月利用光电门验证机械能守恒定律实验中的误差分析林世友(山东省青岛市即墨区教育和体育局教研室山东青岛266000)文章编号：1002-218X(2020)03-0028-01中图分类号：G632.42 文献标识码：B某同学利用光电门验证机械能守恒定律，实验装 置如图1所示，在铁架台上的两处固定光电门。
质量为w的小钢球自由下落过程中，计时装置测出小钢球先后通过光电门A、B的时间分别为f a，小钢球的直径为A两光电门之间的距离为M当地重力加速度为g。
时的中间时刻的速度，通过光电门B中间位移的速度利用中间时刻的速度计算从A到B的动能增加量为A ^_ 1 ，巧+%、2 1 +v2 n2△Ek l=y»i(—-——2—y= ^-(v32 +v42 +2v3v4 —Vj2 ~v22 — 2v,v2 )本实验中，我们利用平均速度计算出小球通过A、B两点的速度，从而计算出小球通过A、B两点时 的动能。
测量出两光电门中点间的距离从而计算出小球重力势能的减少量，通过比较二者的数值来验证机械能守恒定律。
但实验的过程中误差总是存在的，动能的增加量不一定完全等于重力势能的减少量，下 面我们来寻找影响本实验误差的因素有哪些？_、空气阻力的影响小球下落的过程中，由于存在空气阻力，下落的 过程中产生热量，故重力势能的减少量要大于动能的增加量，即厶E k<A£P。
二、平均速度不等于中间位置的速度造成计算误差从A到B的过程中，重力势能的减少量为mg/j，其中是光电门中点间的距离。
小球通过A、B的速度的计算公式为w=叫=#，这个速度是通过光IA I B电门的平均速度，等于中间时刻的瞬时速度。
用中间 时刻的速度代替中间位置的速度是本实验中另外一个不可忽略的因素。
设小球通过光电门A的初末速度分别为Vl、W2,通过光电门B的初末速度分别为％、％，则通过光电门A中间时刻的速度^4=1^，通过光电门A时利用中间位置的速度计算从A到B的动能增加量为△E k:= -^-(2v32 -\-2v a2—2v\2一2v22)〇两种情况下动能变化的差值为AEkl—AEk2=-g-[(w1—w2)2—(t>3—u4)2]=f[(叫)2— (叫)2]由 <A〉^B 可以得出 A£|d〉AJ?k2。
气垫导轨验证动量守恒定律--两光电门之间距离的讨论
气垫导轨验证动量守恒定律--两光电门之间距离的讨论
动量守恒定律 (Momentum Conservation Law) 是物理学的一项基本原理，它宣称物体的动量一样会在空间移动，而不被摧毁。
针对此原理，科学家通过实验验证和讨论，对动量守
恒在气垫导轨中的特性进行了探究。
其中，科学家们最重要的实验之一是在气垫导轨中通过两个相互平行的光电门来检测物体
的动量守恒。
实验发现，当物体通过第一个光电门时，他们得出的结论是：如果物体速度
不变，那么第二个光电门与第一个光电门之间的距离应该保持一致。
然而，如果物体的速
度很快地改变，那么这两个光电门之间的距离也会发生变化。
体现出动量守恒定律的本质，科学家按照物体的质量和动量计算出此距离，并进一步验证
了动量守恒定律是成立的。
综上所述，科学家通过在气垫导轨中建立两个光电门来验证动量守恒定律，验证结果表明：当物体的质量和动量不变的时候，物体过两个光电门之间的距离是固定的；而当物体速度发生变化时，两个光电门之间的距离也会发生变化，为动量守恒定律的有效性提供了重要的证据。
光电门加速度误差
光电门加速度是一个重要的物理量，它反映了物体在受到外力作用下的速度变化快慢。
在实际应用中，光电门加速度的测量误差是一个重要的问题，因为它会影响到实验的准确性和可靠性。
本文将探讨光电门加速度误差的原因和影响，并提出一些可能的解决方案。
首先，我们需要了解光电门加速度误差的定义和来源。
误差是指测量结果与真实值之间的差异，光电门加速度误差则是指测量得到的加速度值与真实加速度值之间的偏差。
误差的产生可能来自于多个因素，包括设备误差、环境因素、实验操作不当等。
其中，设备误差是最主要的原因之一。
设备误差包括光电门测量设备的精度问题、测量设备的安装误差、测量过程中光线折射和反射的影响等。
这些误差可能会导致测量结果的不准确，从而产生光电门加速度误差。
此外，环境因素也会对光电门加速度的测量产生影响，例如环境温度、湿度、光照强度等。
这些因素可能会干扰光线的传播，从而影响光电门的测量结果。
实验操作不当也可能导致误差，例如实验过程中光线的遮挡、测量时间的不准确等。
光电门加速度误差会对实验结果产生重要的影响。
首先，它会影响实验的准确性。
如果加速度的测量值不准确，那么根据加速度计算出来的速度、位移等物理量也会存在误差。
这可能会导致实验结果的偏差，无法准确地反映实际情况。
其次，光电门加速度误差也会影响实验的可重复性和可靠性。
如果同一个实验在不同的条件下产生的加速度误差不同，那么这个实验的结果就无法作为可靠的参考。
为了减小光电门加速度误差，我们可以采取一些措施。
首先，我们需要选择精度更高的光电门测量设备，并确保设备的安装正确，以减少设备误差的影响。
其次，我们需要注意环境因素的影响，例如控制环境温度、湿度、光照强度等，以减少环境因素对测量结果的影响。
此外，我们还需要规范实验操作，确保测量过程中光线不被遮挡，测量时间准确等。
总之，光电门加速度误差是一个重要的问题，它会影响到实验的准确性和可靠性。
通过选择精度更高的光电门测量设备、控制环境因素、规范实验操作等措施，我们可以减小光电门加速度误差，提高实验结果的准确性、可靠性和重复性。
光电门中动能增加量大于重力势能减小量的原因
光电门中动能增加量大于重力势能减小量的原因光电门是一种基于光电效应原理的装置，它依靠光的能量来产生电子，从而实现门的开关功能。
在光电门中，动能增加量大于重力势能减小量的原因可以归结为以下几个方面。
首先，光电门的工作原理是当光照射到光电元件上时，能量会被光电元件吸收，并激发出电子。
这些激发出的电子将具有较高的动能，因为光的能量是非常高的。
相比之下，重力势能在光电门的运行过程中减小量较小，因为门的悬挂方式通常是轻松向上开启，并且重力对门的作用力相对于光电效应的能量远远小得多。
其次，光的能量是高频的电磁波能量，而重力势能只取决于物体的质量和高度，与频率无关。
因为光的频率非常高，所以相对应的能量也非常高，这使得光电门中产生的电子具有高动能。
相比之下，重力势能只取决于物体的质量和高度，与物体的频率无关。
所以，光电门的动能增加量大于重力势能减小量。
此外，光电门通常使用的光电效应材料（如硅、硒化镉等）具有较高的光电效应效率。
这些材料能够高效地吸收入射的光能，并将其转化为电子能量。
相比之下，物体的重力势能与材料无关，因此光电门中光电效应的效率较高，而重力势能的转化效率较低。
最后，光电门通常会通过相应的电路将光电效应产生的电子动能转化为其他形式的能量，如电能或热能。
这些转化过程中可能会有一些能量损失，使得光电门中的动能增加量大于重力势能减小量。
综上所述，光电门中动能增加量大于重力势能减小量的原因主要是光的能量高、光电效应高效、频率相关和能量转化等因素的共同作用。
这也是光电门作为一种高效能、节能的自动门装置的基本原理之一。
光电门中动能增加量大于重力势能减小量的原因
光电门中动能增加量大于重力势能减小量的原因光电门是一种利用光辐射能将光能转化为电能的装置。
在光电门中，光能被光敏材料吸收后，会激发电子，使其从低能级跃迁到高能级。
而当这些激发的电子回复到低能级时，会释放出电子动能，并产生电流。
在这个过程中，动能增加的量大于重力势能减小的量，主要有以下几个原因：首先，光的能量极大地超过了物体的重力势能。
光是由众多的光子组成的，每个光子都具有一定的能量。
而光的能量量级通常是微观粒子的能量量级，远远超过了中等质量物体所具备的重力势能。
因此，当光子被吸收并激发电子时，其能量远远大于电子在电场中获取的能量。
其次，光能转化的效率比重力能转化的效率高。
在光电门中，光能转化为电能的效率可以达到80%以上，而在重力势能转化为动能的过程中，通常只能达到不到100%的效率。
这是因为在光电门中，通过设计材料的能带结构和光源的选择，可以使得光能被高效地传递给电子，激发更多的电子跃迁到高能级。
而在重力能转化的过程中，通常还会存在能量损耗，如空气阻力和摩擦力等。
因此，光电门中动能增加的效率比重力势能减小的效率高。
此外，光电门中电子的动能增加并不受质量的限制。
在重力势能转化为动能的过程中，物体的质量是一个重要的因素。
质量越大，重力势能的减小量越大，因此动能增加的量也越大。
而在光电门中，电子的动能增加并不受物体质量的影响。
电子在光场中的能级跃迁只与光子的能量有关，与电子自身的质量无关。
这就意味着，即使是质量非常小的电子，也可以从光场中获取足够的能量，产生较大的动能增加。
综上所述，光电门中动能增加量大于重力势能减小量的原因主要有光的能量远大于物体的重力势能，光能转化的效率高，电子的动能增加不受质量限制等。
这些因素使得光电门成为一种能够高效转化光能为电能的装置。
在实际应用中，光电门被广泛运用于太阳能电池、光电传感器等领域，为我们提供了可持续的清洁能源和便捷的光电检测技术。
光电门中动能增加量大于重力势能减小量的原因
光电门中动能增加量大于重力势能减小量的原因光电门是一种利用光电效应的装置，它通过光线照射物体，将光能转化为电能，从而实现门的开启和关闭。
在光电门的工作过程中，动能增加量大于重力势能减小量的原因可以从以下几个方面进行解释。
首先，光电门的工作原理决定了其在工作过程中能实现动能的增加。
光电门利用光电效应来将光能转化为电能。
在光电效应中，当光子照射到金属或其他半导体的表面时，光子的能量会使得金属中的电子被激发，从而跃迁到导带中形成自由电子。
这些自由电子可以被收集和导向到电路中，形成电流。
由于光能转化为电能，所以在光电门的工作过程中，光能的增加会导致电能的增加，从而使得门的动能增加。
其次，光电效应的转化效率较高，能够使得光能转化为电能的效率达到几十甚至百分之几百。
光电效应的转化效率受到许多因素影响，例如光照强度、光子能量、材料的性质等等。
在实际应用中，我们通常会选择合适的光源和材料，以保证光电门的转化效率较高。
由于光电效应的高转化效率，使得光能能够有效地转化为电能，从而使得动能增加。
此外，光电门中的电路设计也可以影响动能的增加。
光电门通常包含一个电源、一个光敏电阻和一个开关。
当光线照射到光敏电阻的表面时，光敏电阻的电阻值发生变化，从而影响电路中的电流。
通常情况下，光敏电阻的电阻值与光照强度成反比，当光照强度增大时，电阻值减小，电流增大。
因此，增加光照强度，能够使得光电门的电流增大，从而使得动能增加。
最后，光电门的结构设计也会对动能的增加产生影响。
光电门通常采用一个可移动的机械结构，当光敏电阻感受到光线时，会通过控制电路，使得机械结构发生运动。
运动的机械结构可以驱动门的开启和关闭。
由于机械结构的运动具有一定的质量，所以机械结构运动时就具有一定的动能。
当机械结构受到光敏电阻发出的电流作用时，其动能会随之增加。
总的来说，光电门中动能增加量大于重力势能减小量的原因主要是因为光电效应的转化效率较高，光能能够有效地转化为电能，并且光电门的电路设计和结构设计能够使得动能的增加得到较好的实现。
光电门机械能守恒定律
光电门机械能守恒定律
光电门是一种利用光电传感器工作原理的门控制系统，它可以
通过检测光线的存在或缺失来控制门的开关。
而机械能守恒定律是
物理学中的一个重要定律，它表明在没有外力做功的情况下，一个
物体的机械能（动能和势能之和）保持不变。
现在让我们来探讨一
下光电门和机械能守恒定律之间的关系。
首先，光电门的工作原理是利用光电传感器来检测光线的存在
或缺失，当有物体遮挡光线时，传感器就会发出信号，从而控制门
的开关。
这个过程涉及到光的能量转换和传感器的工作原理，但并
不涉及机械能守恒定律。
然而，如果我们考虑光电门所控制的门的运动，我们可以将机
械能守恒定律引入讨论。
假设门处于静止状态，当有物体遮挡光线
导致门被打开时，门的动能会增加，而势能会减少。
根据机械能守
恒定律，这两者之和保持不变。
同样地，当物体离开光电门，门关
闭时，动能减小，势能增加，但它们之和仍然保持不变。
因此，可以说光电门的运作过程可以用机械能守恒定律来解释。
当门的动能和势能发生变化时，它们之和保持不变，这符合机械能
守恒定律的原理。
总的来说，光电门和机械能守恒定律之间的关系在于光电门控制的门在运动过程中涉及到了机械能的转化，而机械能守恒定律可以用来解释门在运动过程中能量的守恒情况。
这就是光电门和机械能守恒定律之间的关系。
解密光电门测速度公式：原理、应用与优势
解密光电门测速度公式：原理、应用与优势导言：光电门测速技术作为一种常用的非接触式测速方法，其应用广泛，被广泛应用于交通管理、工业自动化、体育竞技等领域。
本文将针对光电门测速的原理、应用以及其在测速领域的优势进行深入探讨，希望能够为读者解答光电门测速度公式的疑惑。
一、光电门测速的原理光电门测速是利用光电传感器的原理来实现的。
其基本原理可简单概括为：当物体通过光电门（通常由发光二极管和光敏传感器组成）时，物体会遮挡光束，从而导致光敏传感器产生信号。
通过计算信号的频率和时间，便可以得到物体通过光电门的速度。
二、光电门测速的应用1. 交通管理领域：光电门测速被广泛应用于交通监管和交通信号控制。
例如，在公路上设置光电门测速装置，可以监测车辆的速度，并及时检测超速行为，从而保障交通安全。
2. 工业自动化领域：光电门测速技术可以用于自动生产线上物体的检测、计数和分拣。
例如，在电子产品的生产过程中，光电门可以实时检测产品的运动速度，确保生产过程的顺利进行。
3. 体育竞技领域：在田径、赛车等竞技项目中，光电门测速可以精确测量选手或车辆的速度，为比赛结果的判定提供依据。
三、光电门测速的公式推导与计算方法1. 光电门测速度公式的推导光电门测速的公式可以通过如下方法推导得到：设光电门的宽度为D，物体通过光电门所需的时间为t。
则物体通过的速度v可以表示为：v=D/t2. 光电门测速的计算方法根据公式 v = D / t 进行计算时，需先准确测量光电门的宽度D，并记录物体通过光电门所需的时间t，然后代入公式即可得到速度的数值。
四、光电门测速的优势光电门测速技术有以下几点优势：1. 非接触式测速：光电门测速不需要与被测物体接触，可以在不干扰物体运动的情况下进行测量，保证了测量结果的准确性和可靠性。
2. 高精度测量：由于光电门测速技术基于光电传感器，其测量精度较高，能够实时、准确地测量物体的速度。
3. 实时监测：光电门测速可以实时监测物体通过的速度，从而及时掌握物体的运动状态，具有及时性和灵活性。
光电门实验当中的一些思考
光电门实验当中的一些思考摘要：光电门是现在高中物理的一个流行的，与先进科学实验仪器相关的一个词语，在高中物理当中有着很重要的作用，特别在一些探究性实验中，光电门都会经常被用到。
但是笔者在一次实验当中，无意间发现光电门也有它的不足的地方。
关键词：光电门遮光片光电门是一个象门样的装置，一边安装发光装置，一边安装接收装置并与计时装置连接。
当物体通过光电门时光被挡住，计时器开始计时，当物体离开时停止计时。
光电门是由一个小的聚光灯泡和一个光敏管组成的，聚光灯泡对准光敏管，光敏管前面有一个小孔可以接收光的照射。
光敏门与计时仪是按以下方式联接的．即当两个光电门的任一个被挡住时，计时仪开始计时；当两个光电门中任一个被再次挡光时，计时终止。
计时仪显示的是两次挡光之间的时间间隔。
光电门已经成了高中物理实验教学过程当中很重要的一个环节，在物理实验当中，它主要用来测量时间，进而用来测量速度，其测速原理为，当一个小小的宽为△L遮光片经过光电门时，光电门会记录其经过光电门的时间△t，由于遮光片比较窄，所以可以近似地认为在这段时间之内遮光片做匀速直线运动，因此可以用平均速度来近似地认为是这个物体经过光电门时的瞬时速度。
从理论上来说，这样测量应该是比较准确的，但是在笔者的一次实验当中却发现了问题。
2011年4月，笔者为了上全校对外公开课，课题为《验证机械能守恒定律》，在笔者在实验室里准备的过程当中，查找了很多的资料，设计了如图所示的装置来验证机械能守恒定律。
并且用一根金属棒来做自由下落的物体，实验原理是利用金属棒的直径来充当遮光片的宽度△L，利用光电门记录下重物两次经过光电门的时间△t1，△t2，用前面所说的光电门测速原理来计算重物经过两个光电门的速度和，用刻度尺测量两个光电门之间的距离△h，比较重力势能的减少量mg△h 和动能的增加量的关系，从理论上来讲，空气阻力是无法避免的，所以最终得到的结果应该是重力势能的减少量会比动能的增加量要大，加速度也会比重力加速度要小，但是笔者在实验的过程当中，对于实验的结果，让笔者老是怀疑自己的实验有问题，因为无论经过多少次的测量，笔者得到的结果差不多都是出奇的一致，而且都是错误的，那就是得到的实验结果差不多都是重力加速度大于9.8m/s2，动能的增加量大于重力势能的减少量，这让笔者十分疑惑，于是笔者经过长时间的连续几天的摸索，终于找到了原因，就是光电门里面激光的宽度直接影响着实验的结果。
单光电门自由落体误差分析
单光电门自由落体误差分析
一、单光电门
通常LED发光管的直径为5 mm，有一定的发光面积，光敏管的受光面积与其相当，也有一定的受光面积。
挡光条自右向左通过光电门时，挡光有个过程，只有挡住大部分光线，使光敏管感受不到足量的光，即达到光敏管的闭光阈值，才开始计时。
同理，挡光条通过光电门时，只要有部分光线到达光敏管，使其感受到一定量的光，即达到光敏管的起光阈值，就结束计时。
这样，开始计时与结束计时不在光电门的同一个位置，这就是产生计时误差的原因。
二、自由落体
1.视差。
在测量的时候,由于视线并未保证严格水平，使读数与实际距离有一定的差别。
2.空气阻力。
在实验过程中,小球下落会有空气阻力,导致测出的值普遍偏小,最终使重力加速度的值小于理论值。
3.仪器自身的精准度。
仪器精准度的大小会通过影响读数间接影响实验结果。
4.小铁球的稳定性。
若释放时的小铁球处于摆动状态,则会影响到计时器的计时引起误差,可待小球较稳定后再释放。
红外光电器件特性研究实验感悟与建议
红外光电器件特性研究实验感悟与建议
一、实验感悟：
1、在传感器与反射平面之间距离不变的条件下，通过接收管的电流
I C随发射管I F的增强而增强。
2、在发射管I F不变的情况下，通过接收管的电流I C随传感器与反射平面之间距离的缩小而增强。
3、当反射平面为白色时，即反射红外光的作用强时，接收管的电流
I C较大；当反射平面为黑色时，即反射红外光的作用弱时，接收管的电流I C明显减小。
综合以上实验现象，得出感悟：传感器接收到的光越强，通过接收管的电流就越大。
二、建议：
1、实验前应参考元器件允许通过的最大电压以及电流，避免发生损毁。
2、提高动手能力，减少实验过程中因为自我操作造成的误差。
3、提前对实验流程进行熟悉与设计，避免实验过程中出现手忙脚乱的情况。
用光电门测小球速度验证机械能守恒实验中隐藏有容易被忽视的误差来源
用光电门测小球速度验证机械能守恒实验中隐藏有容易被忽视
的误差来源
1 引言
在高三物理实验复习备考中，常常看到用光电门测量小球下落过程中的挡光时间，继而验证小球在下落过程中的机械能守恒。
这种设计表面上看没有什么问题，但是如果亲自操作一遍，就会发现结果与预设的出入很大。
这个方案笔者曾经进行过验证，发现下落过程中小球的动能增量明显大于其重力势能的减小量。
2 试题与参考答案
参考答案
3 误差来源分析
分析发现，试题将实验的误差来源主要放在了空气阻力上，由于空气阻力的存在，导致小球重力势能的减少量略大于动能的增加量。
其实，本实验还有一个误差来源，不太容易发现，就是本实验成功的前提是小球的球心必须穿过光电门的激光束，从而用球的直径作为挡光距离计算小球下落速度。
在实验操作中，很难保证小球球心恰好经过激光束，而球心一旦偏离激光束，实际挡光距离就会变短，小球动能的测量值就会偏大。
4 试题优化设计
可以再追设一问：某同学在实验中发现有小球动能增量大于小球势能减少量的现象，试说明其原因。
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光电门实验当中的一些思考
摘要：光电门是现在高中物理的一个流行的，与先进科学实验仪器相关的一个词语，在高中物理当中有着很重要的作用，特别在一些探究性实验中，光电门都会经常被用到。
但是笔者在一次实验当中，无意间发现光电门也有它的不足的地方。
关键词：光电门遮光片
光电门是一个象门样的装置，一边安装发光装置，一边安装接收装置并与计时装置连接。
当物体通过光电门时光被挡住，计时器开始计时，当物体离开时停止计时。
光电门是由一个小的聚光灯泡和一个光敏管组成的，聚光灯泡对准光敏管，光敏管前面有一个小孔可以接收光的照射。
光敏门与计时仪是按以下方式联接的．即当两个光电门的任一个被挡住时，计时仪开始计时；当两个光电门中任一个被再次挡光时，计时终止。
计时仪显示的是两次挡光之间的时间间隔。
光电门已经成了高中物理实验教学过程当中很重要的一个环节，在物理实验当中，它主要用来测量时间，进而用来测量速度，其测速原理为，当一个小小的宽为△L遮光片经过光电门时，光电门会记录其经过光电门的时间△t，由于遮光片比较窄，所以可以近似地认为在这段时间之内遮光片做匀速直线运动，因此可以用平均速度来近似地认为是这个物体经过光电门时的瞬时速度。
从理论上来说，这样测量应该是比较准确的，但是在笔者的一次实验当中却发现了问题。
2011年4月，笔者为了上全校对外公开课，课题为《验证机械能
守恒定律》，在笔者在实验室里准备的过程当中，查找了很多的资料，
设计了如图所示的装置来验证机械能守恒定律。
并且用一根金属棒来做自由下落的物体，实验原理是利用金属棒
的直径来充当遮光片的宽度△L，利用光电门记录下重物两次经过光
电门的时间△t1，△t2，用前面所说的光电门测速原理来计算重物经
过两个光电门的速度和，用刻度尺测量两个光电门之
间的距离△h，比较重力势能的减少量mg△h 和动能的增加量
的关系，从理论上来讲，空气阻力是无法避免的，所以
最终得到的结果应该是重力势能的减少量会比动能的增加量要大，加
速度也会比重力加速度要小，但是笔者在实验的过程当中，对于实验
的结果，让笔者老是怀疑自己的实验有问题，因为无论经过多少次的
测量，笔者得到的结果差不多都是出奇的一致，而且都是错误的，那
就是得到的实验结果差不多都是重力加速度大于9.8m/s2，动能的增
加量大于重力势能的减少量，这让笔者十分疑惑，于是笔者经过长时
间的连续几天的摸索，终于找到了原因，就是光电门里面激光的宽度
直接影响着实验的结果。
在实验的过程当中，笔者做了如下的一个表格
验证机械能守恒定律实验数据处理表格
遮光片宽度（m）
下落高度h(m)
△t1(s)
v1(m/s)#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!
△t2(s)
v2(m/s)#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!
重力势能减少量0m
动能增加量#DIV/0!
重力加速度#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!
做好表格以后，只需要把实验测量的一些相关的长度和时间输入表格就可以得到实验的结果，为此，笔者做了大量的实验数据，得到的结果都基本相同，就是重力势能的减少量小于动能的增加量，在出现问题之后，笔者和同校的老师经过了反复的思考，得出了可能出现的很多原因，如：空气阻力的影响；棒没有水平……其中最有可能的就是棒没有水平，但是笔者所用的棒都是有差不多十五公分长，所以还是基本
上可以做到水平的，而且如果没有水平的话，会使△L增大，相应的棒经过光电门的时间就会增加，而测量的△L是棒的直径，这样就会使速度差减小，因此，这个原因也给否定了，最后，在一个晚上，笔者用了一根橡皮筋来拉过光电门，发现，在橡皮筋拉到一定的宽度以后，再经过光电门，笔者发现光电门就不计时了，也就是说，当遮光片经过光电门时，如果遮光片的宽度小于激光的宽度时，光电门就不能计时了，它只能记录遮光片完全遮住激光的时间，因此，光电门的激光的宽度对实验就会有影响的，因为在这个实验当中空气阻力是很小的，而且，如果铁棒下落的距离过大，那速度就会很大，由于验证机械能守恒定律还需要测量动能的增加量，而动能的增加量里面还要用到速度的平方，因此，速度越大，平方就更大，光电门的激光宽度就会影响到实验的准确性。
请看下面的一组数据：
这是机械能守恒定律经过两个位置时候的一组实验的数据:
2，而且重力势能的减少量比动能的增加量要小，而且是小很多，这就说明了实验存在一定的问题，可是，如果在这里我们除掉激光的宽度，按照笔者查询的光电门的测量精度是在0.2mm以上就可以，笔者就减掉这个0.2mm，对遮光片的宽度进行修正，大家再来看这个修正后的实验数据，就是另外一个完全不同的结果了:
这组数据当中我们还可以看出，修正后的重力势能的减少量会比动能的增加量大一点，但是这点差距已经很小了，重力加速度也会比真实值要小一点，但这也是可以认为是在空气阻力的影响下的结果。
因此，笔者得出一个结论，对于关于光电门来测量变速运动的实验当中，如果前后两个的速度差值比较大时，那么光电门的激光的宽度的影响将直接影响到我们最后实验结果的准确性，因此，笔者认为，在用光电门时，要注意以下两个方面，一是测量遮光片宽度要准确且遮光片一定要垂直经过光电门，不能倾斜，这样会使本身的△L增大，使测量的速度偏小，速度差也偏小，第二就是遮光片经过前后两个光电门的速度差不能太大，这样激光的宽度就会影响到实验结果的准确性，甚至使实验结果与预想的完全相反。
这对于做实验时候的我们要特别注意。