华中科技大学大学物理实验-电磁感应与磁悬浮
磁悬浮导轨上的力学实验误差分析
磁悬浮导轨上的力学实验误差分析作者：李爽周晓红胡永金毛书哲来源：《科技视界》2020年第18期摘要磁悬浮实验套装在一定程度上普及了磁悬浮技术的应用，但是由于仪器设计的自身限制，使得实验误差比较大，文章在分析了引起实验误差的基础上，既对实验指导提出了可行性意见，又在仪器研发的设计上给出了合理的建议。
关键词磁悬浮;DHSY-1型;误差分析;仪器改进中图分类号： P204 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码： ADOI：10.19694/ki.issn2095-2457 . 2020 . 18 . 12随着科技的发展，磁悬浮技术的应用越来越广泛，为了使学生在物理实验学习中了解并掌握磁悬浮技术，我校大学物理实验教学中心引入了磁悬浮实验仪器套装，开设相关的力学实验，取得了一定的教学效果。
但是在实验过程中，也发现该磁悬浮仪器套装在设计上有一定的局限性，在数据测量中存在一定的误差。
1 仪器介绍本实验室采用的磁悬浮仪器套装是DHSY-1型，实验装置如图1所示，有导轨、滑块、光电门、计数器等配件组成，导轨主体部分呈槽轨状。
此仪器套装采用的是最基本的永磁悬浮技术，即在槽轨底部的中心轴线嵌入一层永磁体（钕铁硼NdFeB磁钢），同时在滑块的底部安装同极性的磁钢，形成两组带状磁场，如下图2所示。
滑块与导轨是同极性磁铁，上下之间产生斥力，使滑块浮起来，避免相互接触，从而减少了运动的阻力此外，滑块在导轨槽内滑行，为了减小与两侧挡板摩擦，在滑块的两侧设计有滑轮。
2 误差分析与仪器设计2.1 滑轮与两侧挡板间的摩擦滑块在导轨内运行时，为了保证滑块在运行过程中不发生倾斜，处于稳定状态，必须使其与两侧挡板接触。
虽然在设计滑轮的设计时，它是可以内外伸缩的，滑轮与挡板的动摩擦因数也很小，但是有些同学在实验过程中，不调节滑轮的位置，致使滑轮与挡板密切接触，使得摩擦力增大，滑块上滑轮与导轨位置上方俯瞰图如下图3所示。
2.2 滑块在运行过程中上下浮动由于滑块运行过程中在竖直方向上受到的是重力和磁力的作用，其受力分析示意图如上图4所示。
华中科技大学传感器实验报告.
华中科技大学传感器实验报告系别:自动化学院专业与班级:物流 1104班实验时间:第 11周,星期四,上午学生姓名:吴雅娴学号:U201113759 同组人:龙贲璇实验名称:差动变压器的性能实验一、实验目的:了解差动变压器的工作原理和特性。
二、基本原理:差动变压器的工作原理电磁互感原理。
差动变压器的结构如图6-1所示,由一个一次绕组 1和二个二次绕组 2、 3及一个衔铁 4组成。
差动变压器一、二次绕组间的耦合能随衔铁的移动而变化, 即绕组间的互感随被测位移改变而变化。
由于把二个二次绕组反向串接(*同名端相接 ,以差动电势输出,所以把这种传感器称为差动变压器式电感传感器,通常简称差动变压器。
当差动变压器工作在理想情况下 (忽略涡流损耗、磁滞损耗和分布电容等影响 , 它的等效电路如图 6-2所示。
图中 U1为一次绕组激励电压; M1、 M2分别为一次绕组与两个二次绕组间的互感:L1、 R1分别为一次绕组的电感和有效电阻;L21、 L22分别为两个二次绕组的电感; R21、 R22分别为两个二次绕组的有效电阻。
对于差动变压器, 当衔铁处于中间位置时, 两个二次绕组互感相同, 因而由一次侧激励引起的感应电动势相同。
由于两个二次绕组反向串接, 所以差动输出电动势为零。
当衔铁移向二次绕组 L21,这时互感 M1大, M2小,图 6-1差动变压器的结构示意图图 6-2差动变压器的等效电路图因而二次绕组 L21内感应电动势大于二次绕组 L22内感应电动势, 这时差动输出电动势不为零。
在传感器的量程内,衔铁位移越大,差动输出电动势就越大。
同样道理, 当衔铁向二次绕组 L22一边移动差动输出电动势仍不为零, 但由于移动方向改变, 所以输出电动势反相。
因此通过差动变压器输出电动势的大小和相位可以知道衔铁位移量的大小和方向。
由图 6-2可以看出一次绕组的电流为: 二次绕组的感应动势为:由于二次绕组反向串接,所以输出总电动势为:其有效值为:差动变压器的输出特性曲线如图 6-3所示 . 图中 E21、 E22分别为两个二次绕组的输出感应电动势, E2为差动输出电动势, x 表示衔铁偏离中心位置的距离。
华中科技大学大学物理学课件电磁感应1
理论解释与实验结果（法拉第电磁感应定律）一致。
10
注意：
10 感生电动势不能用洛仑兹力解释 20 由
f e eE
f m e(v B )
Ek
得到启发： 有一个“非静电场”存在 “非静电场强”
Ek v B
11
电源电动势的定义： 动画 把单位正电荷从负极通过电源内部 移到正极，非静电力所做的功。
注意:
的变化。
N
S
H
5
它们产生的微观机理是不一样的!
1. 电磁感应现象： 2. 法拉第电磁感应定律
SI制 k=1 标量
（1） 感应电动势： 对一匝线圈： N 匝线圈：
dd i k dd tt
d( N ) d i N dt dt
N
（2）感应电流：
答疑安排： 时间：单周 1、3 晚 （晚7：30—9：30） 双周 2、4 晚 地点：西五楼116室(1、2晚) 东九楼A210室(3、4 晚)
第三篇 电磁学 1. 运动的电荷、电流周围存在磁场。 0 Idl r qv r B B 3 4 r 4 r
*右手定则 ——磁力线穿过手心，拇指指向导体运动方
向，四指的指向则为感应电流的方向。
动画
d * 法拉第电磁感应定律 i dt
负号表示感应电动势的方向 。
7
d i d t n n
B
n
B
n
i 0
d dt 0
0
d dt 0
i
第五篇 波动光学 第六篇 量子物理
主要参考书：
“大学物理学” 张三慧等 (清华大学) R.瑞斯尼克
电磁感应与电动机实验应用与原理解析
电磁感应与电动机实验应用与原理解析电磁感应与电动机实验是物理学中的重要实验之一，通过实验可以更加深入地理解电磁感应原理与电动机的工作原理。
本文将从实验应用与原理解析两个方面进行论述。
一、实验应用1. 电磁感应实验应用：电磁感应实验是研究电磁学的基础实验之一。
在日常生活中，电磁感应实验具有广泛应用。
例如，发电机的工作原理就是基于电磁感应实验建立的。
通过利用磁场穿过线圈时会诱发电压的原理，发电机将机械能转化为电能，实现了电力的发电与传输。
此外，电磁感应实验还应用于感应炉、磁悬浮列车等领域。
感应炉利用电磁感应产生的涡流来实现加热。
磁悬浮列车则是利用电磁感应原理产生的磁力来实现悬浮与运行。
2. 电动机实验应用：电动机是一种将电能转化为机械能的设备。
电动机实验主要用于研究电动机的特性与工作原理。
电动机实验具有广泛的应用领域，例如：家用电器、工业机械、交通工具等。
家用电器中，如洗衣机、空调、电扇等都采用了电动机来驱动。
电动机实验的研究可以帮助我们了解电动机的转动原理，从而提高其效率和使用寿命。
工业生产中，电动机是驱动各种机械设备的重要元件。
通过电动机实验，可以了解到电动机的额定功率、效率、负载特性等参数，为工业生产的合理选型提供依据。
交通工具中，电动汽车依靠电动机来实现驱动。
电动车辆的开发与改进需要通过电动机实验来研究电动机的性能，并提高转速、扭矩和能量转化效率等方面的指标。
二、原理解析1. 电磁感应原理：电磁感应是指导体磁场中发生变化时，会在导体中诱发感应电动势的现象。
根据法拉第电磁感应定律，当闭合电路中的磁通量发生变化时，电路两端会产生感应电动势和感应电流。
电磁感应原理的实验经典案例是用磁铁穿过线圈时，线圈内产生的感应电流可以点亮一个灯泡。
这是因为磁铁的运动改变了线圈中的磁通量，诱发了感应电流，从而推动了电路中的电子流动。
2. 电动机工作原理：电动机是将电能转化为机械能的设备，其工作原理基于电磁感应和洛伦兹力原理。
电磁感应与磁悬浮实验指导书
感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。
3
楞次定律
感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的变化。
磁悬浮技术原理
磁力排斥型
利用同极性磁铁的相互排斥力实现物体的悬浮。
磁力吸引型
利用异性磁铁的相互吸引力和稳定化机构实现物体的悬浮。
磁力混合型
结合排斥型和吸引型的优点，实现更高效和稳定的悬浮。
磁悬浮技术的应用场景
学习磁悬浮技术
总结词
了解磁悬浮技术的原理和实现方式，掌握磁悬浮列车和磁悬浮轴承的基本工作 原理。
详细描述
通过实验操作，了解磁悬浮技术的概念和分类，掌握磁悬浮列车的工作原理和 特点，以及磁悬浮轴承的基本原理和应用。通过实验操作，观察磁悬浮物体的 现象，深入理解磁悬浮技术的实现方式和应用前景。
掌握实验操作流程
实验结束后，清理实验现场，确 保实验室整洁。
06
实验报告撰写要求
实验目的与意义
实验目的
通过电磁感应与磁悬浮实验，探究磁 场变化与感应电流之间的关系，理解 磁悬浮现象的基本原理。
实验意义
本实验有助于加深学生对电磁感应和 磁悬浮理论知识的理解，培养其动手 实践能力和科学探究精神。
实验过程描述
• 实验准备：准备好实验器材，包括线圈、磁铁、电流表、 电源等。
设定实验参数
设定电源电压
根据实验需要，调整电源电压，以控制电磁场强度。
选择磁铁材料和尺寸
根据实验目的，选择适当的磁铁材料和尺寸，以确保磁悬浮效果。
设定实验温度
保持实验环境温度恒定，以减小温度对实验结果的影响。
开始实验并记录数据
启动实验
接通电源，启动实验装置。
观察实验现象
观察磁悬浮现象，记录悬浮高度、电流等数据。
华中科技大学物理实验
2 m
2 m
y 的相对标准不确定度传递公式：
ln f ur ( y ) j 1 x j 2 u (x j )
24
2 u (x j )
2
2
f x i
和
ln f x i
16
二、不确定度(uncertainty)的计算 1、不确定度基本概念 测量不确定度：
与测量结果相关联的参数，表征合理地赋予 被测量值的分散性。反映了由于测量误差的 存在而对被测量值不能肯定的程度，是对被 测量真值所处的量值范围的评定。
标准不确定度u ：
用标准偏差表示的测量不确定度。
17
标准偏差 x 测量列 x1 ， x2 ， x3 ， x4 ，……， xn
• 有效数位 有效数字的位数（决定于仪器精 度及被测量量的大小）
0.0034（二位有效数字）
0.00340（三位有效数字） 实验测量中记录的数据必须是有效数字，有 效数位直接反映测量的准确度，不能随意取 舍。
29
• 有效数字与小数点的位置和单位无关，改 变单位时有效数位不变
0.000350 mm 3.50 107 m 3.50 102 nm
tp 大于1，与测量次数 n 有关,也与 P 有关。
tp 与 n 及 P 的关系 p
tp
0.95
n
3 4.30
4 3.18
5 2.78
6 2.57
7 2.45
8 2.37
9 2.31
∞ 1.96
21
B 类标准不确定度分量
分量，由不同于A类分量的其他方法确定。又称 非统计不确定度。
B类标准不确定度可表示为：
磁悬浮实验讲义
实验6-5 电磁感应与磁悬浮力实验目的、意义和要求电磁学之所以迅速发展为物理学中的一个重要学科，在于它的强大生命力，在于它在经济生活中有丰富的回报率。
电磁感应原理不但在传统的电机工程、变压器效应、无线通讯等领域中独领风骚，在现代医学、现代交通、信息产业等领域中也有许多应用。
本实验就是要通过一些电磁感应现象的揭示，悟出其中的原理和奥妙，并研究它的现象和磁力对各种材料的影响，探讨其在现实生活中的应用和发展，这对电磁感应从理论到实际的联系，对电磁感应的成因，性质、效应和规律的理解，都有很大的收益。
黄铜的电导率和磁导率分别为σ = 1.5 ⨯ 107 (S/m) 和 μ0 = 4π ⨯ 10-7 (H/m)趋腹深度(穿透深度)为(cm) 1072.21041029.22105.122579700--⨯=⨯π⨯⨯⨯π⨯⨯==μσωδ实验前应回答的问题1.什么是电磁感应？其产生的电流、电动势和电磁场如何定义？解答通过闭合回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中产生电流的现象叫电磁感应。
由电磁感应产生的电动势称感生电动势，由电磁感应产生的电流称感生电流。
电磁场是一种物理场，是相互依存的电场和磁场的总称。
电流随时间变化而引起磁场，磁场随时间变化产生电场，二者互为因果，形成电磁场。
2.楞次定律说明了什么？此实验中电能可能转化为何种能量？解答是确定感生电流方向的定律，即感生电流的方向，总是使其产生的磁场阻碍原来磁场的变化。
在此实验中电能有可能转化为热能和机械能等。
3.什么叫磁力？它和安培定律有什么关系？解答磁力也称为安培力它表述通电导线在磁场中受力的情况，其公式为F ＝BIL sin a 。
a 为磁场方向与电流方向的夹角B 为磁感应强度，I 为导线中的电流，L 为导线长度。
作用力F 的方向可用左手定则确定。
此公式也可称为安培定律。
4.说明磁场强度及其对电流的关系？解答磁场强度是描写磁介质中磁场的一个辅助量。
磁介质中的磁场不仅与磁介质中的磁化电流有关，更和场源的电流有关，磁场强度定义为。
磁悬浮球系统中光电传感器的研究与设计
文章编号:1671-637Ⅹ(2005)0420065203磁悬浮球系统中光电传感器的研究与设计杨锋力, 李群明, 黄明辉, 杨安全(中南大学机电工程学院,湖南长沙 410083)摘 要: 主要针对磁悬浮球系统中非接触式位移检测,依据感光器件的光伏效应原理,阐述了非接触式光电传感器的研究与设计,实现了光电信号测量微位移。
通过磁悬浮球实验研究表明该传感器的精度(0.01mm)和响应速度(<0.1ms)均达到预期要求,从而给出了一种方便、低成本的位移检测方法。
关 键 词: 光电传感器; 硅光电池; 非接触测量; 磁悬浮中图分类号: TP212.13 文献标识码: AOn photoelectric sensor in magneticlevitation ball systemY ANG Feng-li,LI Qun-ming,H UANG Ming-hui,Y ANG An-quan(College o f Mechanicl&Electrical Engineering,Central South Univer sity,Changsha,410083,China)Abstract: The auth ors describe their research and design of ph otoelectric sens or according to a ph otoemission principle of the ph otocell,with which micro2distance measurement is realized in the magnetic levitation ball sys2 tem.The ex periment results sh ow that the precision(0.01mm)and quick response(<0.1ms)of this kind of sens or can meet the preset requirements.Thus a low-cost and convenient way for measuring displacement with2 out contact is provided.K ey Words: photoelectric sens or; photocell; non-contact measurement; magnetic levitation0 前言传感器技术作为控制实现的必要手段,是其他技术所难以替代的。
《大学物理实验》教学大纲
《大学物理实验》教学大纲课程1、大学物理实验I（大一下，工科类必修28学时，物理类必修32学时）绪论（物理实验的基本程序、基础知识和方法、不确定度评估与数据处理等内容），共4学时（课堂讲授）实验项目共7个，每单元4学时，工科做6个物理实验，物理类做7个物理实验，鼓励所有学生选做综合实验或初级设计性实验，多选自主实验或扩展实验内容。
开设的实验项目名称：（备注：每年选做的实验有5％至20％的更新或内容扩充）1.密立根油滴4学时2.用共振法测量物体的杨氏模量4学时3.居里温度测量4学时4.交流电桥4学时5.光的干涉实验4学时6.激光全息照相4学时7.转动惯量的测定4学时课程2、大学物理实验II（大二上，工科类必修28学时，物理类必修32学时）实验项目共8个，每单元4学时，工科做7个物理实验，物理类做8个物理实验。
开设的实验项目名称：（备注：每年选做的实验有5％至20％的更新或内容扩充）1.音叉的受迫振动与共振实验4学时2.电磁感应与磁悬浮4学时3.稳态法测固体的导热系数4学时4.RLC电路的暂态过程4学时5.液体表面张力系数测量4学时6.组合光学4学时7.偏振光与双折射4学时8.光电效应和普朗克常数的测量4学时课程3、大学物理实验III（大二下，物理类必修56学时，工科选修32学时）开设的实验项目名称：（备注：每年选做的实验有5％至20％的更新或内容扩充）1.核磁共振8学时2.热辐射与红外扫描成像8学时3.单相室温多铁材料的制备8学时4.双频外差激光干涉仪8学时5.电光调制及光纤通信8学时6.RLC电路和滤波器8学时7.微波波导与电子自旋共振8学时。
华中科技大学【大学物理复习(下学期)】
∴ x = f kλ / a
π d sin θ sin α 2 Iθ = I 0 ) cos β , ( β = λ α
sin Nβ 2 Iθ = I 0 ( ) ( ) sin β α2,±3 ⋅ ⋅⋅)
π a sinθ π d sinθ α= β= λ λ
↑
膜厚变化时,条纹的移动：k一定 , d ↑ 膜厚变化时,条纹的移动： 对于靠近中心的条纹： 对于靠近中心的条纹： γ
→ γ , i ↑ → rk
膜厚增大，条纹向外扩张；膜厚减小，条纹向内收缩。 膜厚增大，条纹向外扩张；膜厚减小，条纹向内收缩。
∆d = ∆k
λ
≈0
一个波长光程的变化对应一个干涉条纹的移动。 一个波长光程的变化对应一个干涉条纹的移动。 波长对条纹的影响: 波长对条纹的影响: k , d 一定, λ↑ → γ , i ↓→ rk ↓ 波长越长，形成的干涉圆环半径越小。 波长越长，形成的干涉圆环半径越小。
用惠更斯原理作o、 光在晶体内的传播图 光在晶体内的传播图。 用惠更斯原理作 、e光在晶体内的传播图。 椭圆偏振光、圆偏振光的获得与检验 获得与检验。 波晶片、 波片： 椭圆偏振光、圆偏振光的获得与检验。 波晶片、λ/4 波片： 量子物理 一 光的波粒二象性
2
光的衍射
中央明纹(零级衍射亮斑 中央明纹 零级衍射亮斑): θ = 0 零级衍射亮斑 k = ±1,±2,⋯⋯ 暗纹: 暗纹 a sinθ = kλ 次极大（高级衍射亮斑）大约在暗纹中间。 次极大（高级衍射亮斑）大约在暗纹中间。 暗纹位置： 暗纹位置：x / f = sinθ ≈ tanθ = kλ / a 双缝衍射光强分布： 二 双缝衍射光强分布： 2 明纹条件： 明纹条件：d sinθ 多缝—光柵衍射 三 多缝—光柵衍射
大学物理华科大版磁相互作用1
U
～
①、若振荡电源的周期能够随粒子的加速过程同步 变化，使粒子在D形盒之间的空隙中被加速。 ——同步回旋加速器 v , R . 若在 v 时，使B同步增加，则可 ②、从上， 使R不变，这样，磁极可作成环形，而减少原材料。 加速的粒子能量，每十年提高一个数量级。能量范 围在0.08Mev—5×105Mev. 能量的每次提高都带来 对粒子的新发现。如1983年发现W—、W＋、Z0粒子。
设此轨道半径为R，F向心=qvB，
F
q
vo
B
a向心=v2/R
F向心= ma向心
的时间： 2 r
2 m T —— 周期 v qB qB 1 ——回旋共振频率 频率： T 2 m
4
2）普遍情形下 v , B （任意角）
即： 静止电荷只受电场力作用； 运动电荷，既受电场力，又受磁场力作用。 2.运动方程及其解
F Fe Fm qE qv B ——也称为洛仑兹力
(1) 一般情形： E , B 同时存在 v 0, m mo
设带电粒子q
v 0, m mo
1 v c
任一时刻，其满足的方程为：
磁场 B 对q粒子的作用力: F qv B v
故v的大小不变 v vo mo m 1 v c 2 P Po const 不变。
qv B dP dt
F
q
vo
B
3
下面分两种情况讨论：
1) q 以 vo B 进入磁场： 动画
v 可分解
若 v // 0, v v ，就是上述情况；
若 v 0, v // v 则: F qv B 0 若 v 0, v // 0 上述两个运动合成 q
华科物理实验——电磁感应与磁悬浮
1.电磁感应的条件是什么？产生磁悬浮现象的机理是什么？
答：电磁感应的条件概括为：①变化的电流；②变化的磁场；③运动的稳恒电流；④运动的磁铁；⑤在磁场中运动的导体。磁悬浮的机理为，根据磁场同性相斥，异性相吸的原理，用磁场排斥力克服物体的重力，使其悬在空中，好像水中漂浮的物体（浮力与重力平衡），这种现象是因磁场力引起的，故称磁悬浮。现在有磁悬浮列车，磁悬浮轴承等。
3用数学公式进行拟合铝盘不同转速对轴承转速的依赖关系确定其y0016x0025r2099906070809111380004300048000530005800063000牵引力n转速wrads铝盘转速与磁牵引力关系图y0003x0080r209960050006000700080009001000110012001300140380004300048000530005800063000悬浮力n转速wrads铝盘转速与磁悬浮力关系图函数形式和相关系数计算其传动比
2.产生磁悬浮的主要方式有那几种？各有什么特点？
答：能产生磁力并具有代表性的磁铁有3种：永久磁铁，常导电磁铁，超导磁铁。电流或磁力线很容易通过的典型物体有超导体，强磁体和金属导体3种。以上6种物体通过不同的组合，可以产生不同的磁悬浮方式。
3.本实验中利用的是稳恒磁场还是交变磁场？是均匀磁场还是非均匀磁场？
6.转速与磁悬浮和磁牵引力有什么关系？
答：经拟合磁悬浮力与转速的关系为y=0.034x-0.0808
经拟合磁牵引力与转速的关系为y=0.0167x+0.0259
相关系数:R2=0.9999
据图得拟合曲线为：y=0.0002x5-0.0042x4+0.0198x3+0.0423x2-0.5999+1.506
大学磁悬浮动力学实验
20XX年复习资料大学复习资料专业：班级：科目老师：日期：D H S Y -1型磁悬浮动力学实验仪实验一 动力学基础实验随着科技的发展，磁悬浮技术的应用成为技术进步的热点，例如磁悬浮列车。
永磁悬浮技术作为一种低耗能的磁悬浮技术，也受到了广泛关注。
本实验使用的永磁悬浮技术，是在磁悬导轨与滑块两组带状磁场的相互作斥力之下，使磁悬滑块浮起来，从而减少了运动的阻力，来进行多种力学实验。
通过实验，学生可以接触到磁悬浮的物理思想和技术，拓宽知识面，加深牛顿定律等动力学方面的感性知识。
本实验仪可构成不同倾斜角的斜面，通过滑块的运动可研究匀变速运动直线规律，加速度测量的误差消除，物体所受外力与加速度的关系等。
【一】 实验目的1． 学习导轨的水平调整，熟悉磁悬导轨和智能速度加速度测试仪的调整和使用； 2． 学习矢量分解；3． 学习作图法处理实验数据，掌握匀变速直线运动规律； 4． 测量重力加速度g ，并学习消减系统误差的方法；5． 探索牛顿第二定律，加深物体运动时所受外力与加速度的关系； 6． 探索动摩擦力与速度的关系。
【二】实验原理 1．瞬时速度的测量一个作直线运动的物体，在△t 时间内，物体经过的位移为△s ，则该物体在△t 时间内的平均速度为 tsv ∆∆=为了精确地描述物体在某点的实际速度，应该把时间△t 取得越小越好， △t 越小，所求得的平均速度越接近实际速度。
当△t →0时，平均速度趋近于一个极限，即v t sv t t lim lim0→∆→∆=∆∆= (1) 这就是物体在该点的瞬时速度。
但在实验时，直接用上式来测量某点的瞬时速度是极其困难的，因此，一般在一定误差范围内，且适当修正时间间隔（见图5、6），可以用历时极短的△t 内的平均速度近似地代替瞬时速度。
2. 匀变速直线运动如图1所示，沿光滑斜面下滑的物体，在忽略空气阻力的情况下，可视作匀变速直线运动。
匀变速直线运动的速度公式、位移公式、速度和位移的关系分别为：at v v t +=0 (2) 2021at t v s += (3) as v v 222+= (4) 如图2所示，在斜面上物体从同一位置P 处(置第一光电门)静止开始下滑，测得在不同位置0P ，1P ，2P ……处(置第二光电门)， 用智能速度加速度测试仪测量0t ，1t ，2t ……和速度为0v ，1v ，2v ……。
大学物理课外实践项目 磁浮陀螺
磁浮陀螺姓名：寇明林班级：材料成型及控制工程一班二O一一年十月一十八日磁浮陀螺一前言记得小的时候我发现了一个很奇特的现象，就是一个有缺口的磁铁在铁上面会自动向前走，我就在想如果我能把火车的轮子换成是磁铁的，然后把磁铁的一部分扇形拿其他材料来填充的话是不是火车就可以不用其他的动力了呢？当然随着我知识水平的慢慢提高，我知道这是不可能的，完全的违背了能量守恒定律，尽管是空欢喜了一场，但从此以后，我对磁学产生了浓厚的兴趣。
近几年磁浮列车的发展很迅速，上海就建了世界第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车，从浦东龙阳路站到浦东国际机场，三十多公里只需8分钟。
磁悬浮列车具有快速、低耗、环保、安全等优点，因此前景十分广阔。
常导磁悬浮列车可达400至500公里／小时，超导磁悬浮列车可达500至600公里／小时。
它的高速度使其在1000至1500公里之间的旅行距离中比乘坐飞机更优越。
由于没有轮子、无摩擦等因素，它比目前最先进的高速火车省电30%。
在500公里/小时速度下，每座位／公里的能耗仅为飞机的1／3至1／2，比汽车也少耗能30%。
因无轮轨接触，震动小、舒适性好，对车辆和路轨的维修费用也大大减少。
磁悬浮列车在运行时不与轨道发生摩擦，发出的噪音很低。
它的磁场强度非常低，与地球磁场相当，远低于家用电器。
由于采用电力驱动，避免了烧煤烧油给沿途带来的污染。
磁悬浮列车一般以4.5米以上的高架通过平地或翻越山丘，从而避免了开山挖沟对生态环境造成的破坏。
磁悬浮列车在路轨上运行，按飞机的防火标准实行配置。
它的车厢下端像伸出了两排弯曲的胳膊，将路轨紧紧搂住，绝对不可能出轨。
列车运行的动力来自固定在路轨两侧的电磁流，同一区域内的电磁流强度相同，不可能出现几辆列车速度不同或相向而动的现象，从而排除了列车追尾或相撞的可能。
目前存在的技术问题尽管磁悬浮列车技术有上述的许多优点，但仍然存在一些不足：当然因为处于一个发展阶段，也有很多问题，1.磁悬浮有一大缺点，它的车厢不能变轨，不像轨道列车可以从一条铁轨借助道岔进入另一铁轨。
电磁感应与磁悬浮实验研究
电磁感应与磁悬浮实验研究
王玉清;任新成
【期刊名称】《延安大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2018(037)001
【摘要】基于对导体在磁场中运动而导致的磁悬浮力、磁牵引力等磁悬浮现象规律性的进一步认识,研究了电磁感应与磁悬浮实验.具体研究了磁悬浮力、磁牵引力与铝盘转速的关系,磁铁与铝盘间纵向距离变化对磁悬浮力、磁牵引力的影响,磁铁与铝盘间横向位置变化对磁悬浮力、磁牵引力的影响,铝盘转速与轴承转速之间的关系.结果表明,磁悬浮力、磁牵引力、轴承转速与铝盘转速满足线性关系;随着磁铁与铝盘间纵向距离的增大,磁悬浮力、磁牵引力减小;随着磁铁与铝盘间横向位置的改变,磁悬浮力、磁牵引力先增大,后减小,存在最大值.
【总页数】5页(P37-40,67)
【作者】王玉清;任新成
【作者单位】延安大学物理与电子信息学院,陕西延安716000;延安大学物理与电子信息学院,陕西延安716000
【正文语种】中文
【中图分类】O441.3
【相关文献】
1.电磁感应与磁悬浮实验的教学研究 [J], 李莉君;倪凯;熊永红
2.电磁感应与磁悬浮力实验的设计 [J], 李贞融
3.电磁感应理论在磁悬浮列车中的应用 [J], 张继荣
4.电磁感应与磁悬浮实验研究 [J], 王玉清;任新成
5.变压器油电磁感应加热装置的设计与实验研究 [J], 张耘溢;刘博;施渺;张佳伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
华科物理实验报告
华科物理实验报告华科物理实验报告引言：物理实验是理论知识与实践相结合的重要环节，通过实验，我们可以验证理论的准确性，深化对物理规律的理解，并培养实验技能和科学精神。
本文将介绍华科物理实验的一次实验报告，以期展示实验的过程和结果，同时也希望能够激发读者对物理实验的兴趣。
实验目的：本次实验的目的是通过测量光的衍射现象来验证光的波动性质，并研究光的干涉和衍射规律。
实验装置与实验步骤：实验装置主要包括激光器、狭缝、衍射光屏和测量仪器。
首先，我们使用激光器产生一束单色光，然后通过狭缝使光线通过，形成一条狭缝光源。
接下来，将衍射光屏放置在光线传播的路径上，调整光屏与狭缝的距离和角度，观察衍射光的现象。
最后，使用测量仪器测量不同位置的衍射光强度，并记录下来。
实验结果与分析：在实验中，我们观察到了光的衍射现象。
当狭缝宽度较大时，衍射光呈现出较宽的衍射斑图案；而当狭缝宽度减小时，衍射光的斑图则变得更加集中和明亮。
这一结果与衍射现象的理论预测相符。
通过测量不同位置的衍射光强度，我们可以得到衍射光的强度分布曲线。
实验结果表明，衍射光的强度分布呈现出明显的周期性变化，即出现明暗相间的条纹。
这一现象可以通过光的干涉和衍射规律来解释。
进一步分析发现，衍射光的强度分布与狭缝宽度和光波长有关。
当狭缝宽度较大时，衍射光的强度分布较为均匀；而当狭缝宽度减小到光波长的数量级时，衍射光的强度分布则呈现出明显的周期性变化。
这一结果与光的波动性质相符，进一步验证了光的波动性。
结论：通过本次实验，我们成功验证了光的波动性质，并研究了光的干涉和衍射规律。
实验结果表明，光的波动性质在衍射现象中得到了充分体现。
这一实验不仅加深了我们对光学原理的理解，同时也培养了我们的实验技能和科学精神。
展望：物理实验作为理论学习的补充，对于培养学生的实践能力和创新思维具有重要意义。
希望在未来的学习中，能够有更多的机会参与物理实验，深入探索物理世界的奥秘，为科学研究和技术创新做出贡献。
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【实验背景及原理】 1831年，英国科学家法拉第从实验中发现， 当通过一闭合回路所包围的面积的磁通量（磁感应强 度B的通量）发生变化时，回路中就产生电流，这种 电流称之为感应电流 。法拉第在1831年11月24日向 英国皇家学院报告了《电磁学的实验研究》的结果， 他将电磁感应的条件概括为：①变化的电流；②变化 的磁场；③运动的稳恒电流；④运动的磁铁；⑤在磁 场中运动的导体。
量精度应如何改进？ 4.本实验采用什么方法测量轴承转速？若要提高测量转速的稳
定性应如何改进实验装置？
5.铝盘转速与磁悬浮和磁牵引力有什么关系？
【实验仪器】
本实验的基本装置由电磁感应与磁悬浮综合实验仪、力传感器，光电传感 器，步进电机、步进电机控制器、铝盘、磁悬浮测试底座和传感器支架、 带有小辐轮和永磁体的轴承等组成。
【注意事项】
1. 在安装力传感器和永磁体时，要注意检查磁 体与铝盘是否有摩擦，摩擦可能导致永磁体飞 出，造成伤人事故！
2. 传感器支持杆松动下滑，会导致永磁体飞出， 立柱上的固定螺丝一定要拧紧！
3、轴承附带的磁铁不要取下
【数据和结果分析】
1.用多项式拟合不同转速与磁牵引力的依赖关系，确定其函数 形式和相关系数。 2.用多项式拟合不同转速与磁悬浮力的依赖关系，确定其函数 形式和相关系数。 3.用多项式拟合拟合铝盘不同转速对轴承转速的依赖关系，确 定其函数形式和相关系数，计算其传动比。 4.拟合磁悬浮力,磁牵引力随距离改变的变化规律。
* 根据磁悬浮力的方向重新装配力传感器和永磁体
* 磁铁铝盘两层垫片的距离。 *频率从最小测到最大，每个频率测量三组数据。
3. 测量铝盘不同转速对轴承转速的影响。
如何使轴承转 速更稳定？
每个频率测量 六组数据
4、（选做）分析磁牵引力与悬浮力随距离的变化规律 *利用标准塑料垫片改变磁铁和铝盘的距离， *利用卡尺测量垫片厚度。
电磁感应与磁悬浮综合实验仪
单位为牛顿
测力前应使 读数回零
实验时避免两个磁铁相互影响
力传感器和永磁体应根 据实验内容进行装配
测力的方向
拧紧
三、实验内容
1.测量铝盘不同转速下磁牵引力的大小。
如何使牵 引力更大?
*磁铁铝盘两层垫片的距离。 *频率从最小测到最大，每个频率测量三组数据。
2.测量铝盘不同转速下磁悬浮力的大小。
d d ( N ) i N dt dt B E E dl B dS L t t S
磁悬浮是一系列技术的通称,它包括借助 磁力的方法 悬浮、导引、驱动和控制等。
磁悬浮的主要方式： 电磁吸引悬浮: Electro Magnetic Suspension
大学物理实验 电磁感应与磁悬浮
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【实验目的】 要求学生用电磁感应的基本定律，研究导 体在磁场中运动而导致的磁悬浮力、磁牵引力 等磁悬浮现象的规律性，通过数据拟合给出经 验公式，学会灵活运用电磁感应定律进行磁悬 浮的各种应用设计。
铝盘 步进电机控制器 永磁铁
力传感器
步进电机
磁力以及转速测量
对本实验装置，在金属铝盘与永磁体做相对运动时，测量产生的“磁悬浮 力”和“磁牵引力”。
步进电机控制器
步进电机可以将电脉冲转 化为角位移，当步进驱动 器接收到一个脉冲信号， 它就驱动步进电机按设定 的方向转动一个固定的角 度（即步进角）
f 1.8 2 f 16 360 1600
楞次定律：闭合回路中的感应电流方向，总是企图使感应电 流本身所产生的通过回路面积的磁通量，去反抗引起感应电 流的磁通量的改变，或者说感应电流产生的磁场总是阻碍原 来磁场的变化。
法拉第电磁感应定律：不论任何原因使通过回路面积的磁通 量发生变化时，回路中产生的感应电动势与磁通量对时间的 变化率成正比，即
铝盘转速与磁悬浮力的关系（永磁体与铝盘尽量接近）
角速度=频率 步进电机 频率（Hz） x1.8x2/(16x360)
20000 21005 22008 23004 24015 39.25 41.22231 43.1907 45.14535 47.12944
转速=角速度 x60/2 (转/分钟)
平均值（牛顿）
0.079667 0.086667 0.094333 0.101667 0.11
25034
26006 27006 28033 29026 30031
49.12923
51.03678 52.99928 55.01476 56.96353 58.93584
0.117
0.125 0.134 0.143 0.152 0.162
0.118
0.126 0.135 0.144 0.153 0.162
0.119
0.127 0.136 0.145 0.154 0.164
0.118
0.126 0.135 0.144 0.153 0.162667
506.36255
525.61873 544.23755 563.08127
磁悬浮力和磁牵引力随离铝盘高度的变关系（选做）375 393.84373 412.65 431.325 450.28127 469.38755 487.61255 0.078 0.086 0.093 0.1 0.109
磁悬浮力（牛顿）
0.080 0.087 0.095 0.102 0.11 0.081 0.087 0.095 0.103 0.111
永磁斥力悬浮: Permanent Repulsive Suspension
感应斥力悬浮: ElectroDynamics Suspension
【预备问题】
1.产生电磁感应的条件是什么？产生磁悬浮现象的机理是什么? 2.产生磁悬浮的主要方式有那几种？各有什么特点？
3.本实验采用什么方法测量磁悬浮力和牵引力的？若要提高测