大学物理仿真实验

内容1-电压与励磁电流和频 率关系
频率调节旋钮
电流调节旋钮
电压表量程
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内容1-电压与励磁电流和频 率关系
电压V∝电 流I
电压V∝频 率f
电压V∝频 率f×电流I
本实验的公式
V =N 1S1ωB =N 1S12πfCP I
11
内容2-螺线管轴线上磁场
记录数据 移动探测线 圈测量电压 检验V(15)/ V(0)=1/2
2
大学物理仿真实验特点：
1、 在原版本基础上增强了实验环境的模拟，使未做过实验的学生通过软件可对 实验的体环境和所用仪器的结构建立起直观的认识。仪器的关键部位可拆卸 ~~~~~~~~~~~~~ 解剖，在调整过程中可实时观察仪器各种指标和内部结构的动作变化，增强 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 对仪器原理的理解，对功能和使用方法的训练。 2、 在实验中仪器实现了模块化，学生可对提供的仪器进行选择和组合，用不同 的方法完成同一实验目标，培养学生的设计思考能力和对不同实验方法的优 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 劣、误差大小的比较、判断能力。 3、 该软件通过深入解剖教学过程，设计上充分体现教学思想的指导，学生必须 在理解的基础上通过思考才能正确操作，克服了实际实验中出现的盲目操作 和走过场现象，大大提高了物理实验教学的质量和水平。 4、 对实验相关理论进行了演示和讲解，对实验的历史背景和意义，现代应用等 方面都作了介绍，使仿真实验成为连接理论教学与实验教学，培养学生理论 与实践相结合思维的一种崭新教学模式。 5、 实验中待测的物理量可以随机产生并对实验误差也进行了模拟，以适应同时 实验的不同学生和同一学生的不同次操作，评价实验质量的优劣。对学生的 实验报告进行数据库管理，可以存储、评阅、查看和打印。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 6、 为大规模学生开设设计性研究性实验提供了良好的教学平台和教学环境。学 生可以对实验结果进行自测。 7、 丰富的设计性、研究性、开放性实验教学资源和设计性仿真实验内容。 8、 具有多媒体配音解说和操作指导。 3
低频信号 发生器
交流毫安 表
晶体毫伏 表
5
实验原理1
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
6
复习-大学物理上册(§8.4)
1
x1
o p
2
x2
R 2 x12 x1
x1 R2 x12 cos 1
B(端面) =1/2B(中心)
7
++ + + + + + + + + + + + + +
励磁电流使V(0) 接近满量程
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内容2-螺线管轴线上磁场
• 参考
13
内容3-互感现象
~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
14
内容3-互感现象
原接线
读数相同？
F和F1互换
15
复习-大学物理上册(§10.3)
二.互感现象 互感系数
由一个回路中电流变化而在另一个回路中产生感 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 应电动势的现象，叫做互感现象，这种感应电动 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 势叫做互感电动势。
B1
I1
线圈1电流变化在线圈 2中产生感应电动势
B2
I2
线圈2电流变化在线圈 1中产生感应电动势
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复习-大学物理上册(§10.3)
电流 电流
I1 在2回路中所产生的全磁通
21 M 21I1
I 2在1回路中所产生的全磁通
12 M12I 2
可以证明 M 21 M12 M M称为互感系数，和两个回路的大小、形状、 匝数、相对位置以及周围磁介质的性质有关。 ~~~~~~~~ 在没有铁磁质时，M为常量。 dI1 dI 2 互感电动势 21 M 12 M dt dt 17
d N S dB(t ) 1 1 dt dt
N1S1B0 cost N1S1B0 sin(t ) 2

V N 1S1B
本实验的公式
8
复习-大学物理上册(§10.1)
二、电磁感应定律 1845年诺埃曼给出电磁感应定律的数学公式。 闭合导体回路中感应电动势的大小与穿过回 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 路的磁通量变化率成正比: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 其数学表示为： 式中的“-”可以理解为感电动势所产生的感生电流 的磁场总是反抗磁通量的变化，因此它包含了愣次 9 定律的物理内涵。
~~~~~~~~~~~~~~~~~
测螺线管磁场
实验目的 电磁感应原理 毫伏表短路接 线 实验内容
~~~~~~
1. 电压与励磁电流， ~~~~~~~~~~~~ 频率关系 2. 螺线管轴线上磁 ~~~ 场分布 ~~~~~~~~~~ 3. 互感现象
4
实验仪器
螺线管F及探 测线圈F1 单刀双掷 开关
B
因wenku.baidu.com
0 nI
x
2 R 2 x2 2
x2
x2 R x2
2 2
cos 2
B
0 nI
2
(cos 2 cos 1 )
实验原理2
B(t ) CP i(t ) CP I 0 sin t B0 sin t
N 1S1B(t )
e(t )
思考：互感对测量准确性的 影响？
~~~~ ~~~~
~~~~~~~~~~~~
B
0 nI
2 R 2 x L2
xL
2 2 R x L xL
（公式 1） （公式 2）
V =N 1S1ωB =N 1S12πfCP I
1
x1
o p
2
x2
18
++ + + + + + + + + + + + + +
x
物理与光电工程学院物理实验中心 朱子鹏
大学物理仿真实验
http://202.114.204.7:8015/Default.aspx/
简介
大学物理仿真实验是通过 数字建模设计虚拟仪器， 虚拟实验环境。学生可在 这个环境中自行设计实验 方案、拟定实验参数、操 作仪器，模拟真实的实验 过程。《大学物理仿真实 验》营造了学生自主学习 的环境，在大面积开设开 放性、设计性、研究性实 验教学中发挥着重要作用。 近年来我们开发出基于web 的大学物理仿真实验系统， 更方便地为学生提供了自 主学习环境和平台，而且 便于仿真实验动态更新、 动态发布和维护。