电磁学第一轮预习.doc

本学期由我和你们一起研究学习电磁学实验，电磁学实验的主要特点是连接实验电路比较麻烦，而且电路非常容易出故障，有时电路连接正确也不一定能正常实验，因为往往会出电路接触不良的意外情况，如果实验电路连接正确且电路接触良好，电磁学实验测量数据是比力学实验容易，因为电磁学实验大部分是单次测量，测量的数据比力学实验少，处理数据实验也简单多了，所以实验前请同学们预习好实验原理，掌握电路的连接方法，研究实验电路出现故障的检查方法。因为电路的连接错误往往会造成比较严重的后果，如：电路短路会使实验仪器烧坏而无法使用，因此在实验时注意电路连接正确后自己先自行检查一遍，再找老师检查正确才能通电测量，否则损坏仪器要赔偿。上课时只有一个实验指导教师，要检查完十几个同学的实验电路，花的时间很多，因此请同学们到实验室要把一切的准备工作都做好，到实验室后第一时间就是连接电路，然后在等老师来检查电路的时候才开始记录实验仪器的型号、规格以及做其他的准备工作。实验名称：制流电路与分压电路简要原理：预习时要求根据电磁学知识按下面公式算出下表数据a. 制流电路特性的研究计算公式，I总=IZ，E=I总R总下表数据。K值RZ大小()RZ容许电流IZ (mA)最大总电流I总max(mA)电源电压E(V)0.11b. 分压电路特性的研究计算公式R总，I总IZ+ I0，EI总R总，以下数值，电路中最小总电阻R总，最大总电流I总。K值RZ大小()RZ容许电流Iz(mA)RZ容许端电压Uz(V)最大电流Imax(mA)电源电压E(V)20.1以两表是按理论计算的数据，实际实验测量时为了方便在同一计算纸上作出两条制流电路特性曲线进行比较，应把两种情况最大电流值都取成300mA。实际实验测量时为了方便在同一计算纸上作出两条分压电路特性曲线进行比较，应把两种情况最大电压值都取成1V。实验记录：1. 实验仪器1. 仔细观察电表和万用表的度盘，记录下度盘下侧的符号及数字，说明其意义？说明所用电表的最大引用误差是多少？型号量程准确度等级内阻电流表电压表稳压电源滑线变阻器电阻箱 其它仪器：测量记录1、制流电路特性的研究，移动变阻器滑动头C，在电流从最小到最大过程中，测量11次电流值及C在标尺上的位置l，并记下变阻器绕线部分的长度l0，以l/l0为横坐标，电流I的纵坐标作图。记录l0=K值l13012011010090807060504030201000.1I(mA)12、分压电路特性的研究，移动变阻器滑动头C，在电压从最小到最大过程中，测量11次电压值及C在标尺上的位置l，并记下变阻器绕线部分的长度l0，以l/l0为横坐标，电压U的纵坐标作图。记录l0=K值l01020304050607080901001101201302U(V)0.13、使用万用表检查电路故障，在实验结束时把拆除负载电阻RZ，变成以下电路，找一个同学帮忙设置故障，让电压表没有指示，自己用万用表检查出故障原因。实验名称：静电场的描绘简要原理：预习问答：1、怎样求等势线的平均半径值？2、根据lnUr/U0直线的截距和斜率，怎样算出A和B的半径？实验记录：1. 实验仪器型号量程准确度等级或灵敏度静电场描迹仪滑线变阻器滑线变阻器检流计 其它仪器：测量记录1. 用游标卡尺测出圆柱形电极板各等势线的半径及算出lnr和Ur/U0。极间电压12345678平均lnrUr/U02伏4伏6伏8伏2. 直接用游标卡尺测两电极的直径极a直径为极b直径为实验名称：用惠斯通电桥测电阻简要原理：预习问答：1、电桥平衡的条件是什么？2、箱式电桥中比例臂的倍率选取的原则是什么？3、为什么要测量电桥的灵敏度？实验记录：1. 实验仪器电阻箱型号量程准确度等级1000010001001010.10.01R2R3R4 稳压电源滑线变阻器1滑线变阻器2箱式电桥检流计型号量程 其它仪器：测量记录一、用电阻箱 检流计组成惠斯通电桥测量电阻及其相对灵敏度。(以下表格与文字在上课前做好，表格的数据不能写，到实验时才能记录，)假如待测电阻R标称值 换臂前换臂后R2()R3()R4()偏转格数n(格)R4 ()二、参照下列要求进行探索并记录结果：（1）RG和RE取最小和最大时的差别。（2）R2、R3取5000或50时的情况。（3）对调检流计和电源的位置时的情况四、用箱式电桥测量8个电阻，待测电阻Rx标称值为 序数12345678平均值平均值标准差U(A)倍率示数测量盘示数测得电阻实际值实验名称：磁场的研究简要原理：预习问答：1、感应法测磁场的基本原理是什么？2、如何测定磁场的方向？为什么不根据转动试探线圈使磁感应强度的最大值来确定磁场的方向？实验记录：1. 实验仪器一、测量载流圆线圈轴线上各点磁感应强度，验证毕奥-萨伐尔定律 OA x 测量电流 I=100mA时，单线圈a轴线上各点磁感应强度B(a)，每隔100cm测一个数据。实验中，随时观察毫特斯拉计探头是否沿线圈轴线移动。每测量一个数据，必须先在直流电源输出电路断开(I=0)调零后，才测量和记录数据；填写在下面数据表1中(注意：此时坐标原点在单个通电线圈的中心，如右图) 表1载流圆线圈轴线上各点磁感应强度的测量x/cm-1.000.001.002.003.004.005.00B(a)/mT实验值理论值实验值与理论值的相对偏差Z/cm6.007.008.009.0010.0011.0012.00B(a)/mT实验值理论值实验值与理论值的相对偏差二、测量亥姆霍兹线圈在间距d=R(R为线圈半径)，轴线上的磁场的分布证明磁场的叠加原理0Z电流值I=100mA，分别测量两线圈单独通电时，轴线上各点的磁感应强度值B(a)和B(b)，然后测亥姆霍兹线圈在通同样电流I=100mA，在轴线上的磁感应强度值B(a+b)，把实验数据记录在下表2中注意：此时不管是测单个通电线圈时的磁场或者测两个通电线圈时的叠加磁场坐标原点都是在两个通电线圈的中心，如右图表2 亥姆霍兹线圈轴线上各点磁感应强度的测量Z/cm-7.00-6.00-5.00-4.00-3.00-2.00-1.000.00B(a)/mTB(b)/mT(B(a)+B(b)/mTB(a+b)/mTB(a+b)-B(a)十B(b)相对偏差Z/cm1.002.003.004.005.006.007.00B(a)/mTB(b)/mT(B(a)+B(b)/mTB(a+b)/mT B(a+b)-B(a)十B(b)相对偏差实验名称：电学元件伏安特性的测定简要原理：预习问答： 1实验测点分布。当测定线性电阻的伏安特性时，测点宜 分布；当测定非线性电阻时，电流随电压变化较慢时测点宜 些。2用一只1.0级.量程为3伏的电压表测量大约2伏电压的仪器误差限 , 绝对误差 相对误差 。首先根据待测电阻的标称值(功率P=0.0625W和阻值R1=20，R2=200,R3=2000用50页式(2-1)计算出I，再用式(2-3)、(2-4)公式中的同ER=5%，计算出所用电表的等级。)选取合适的电表测量。待测电阻阻值额定电流I(mA)电流表应选电压表应选电源应取电压E(V)量程(mA)等级量程(V)等级R120R2200R32000实验记录：1. 实验仪器型号量程准确度等级内阻电流表电流表电压表电压表稳压电源滑线变阻器滑线变阻器滑线变阻器滑线变阻器电阻箱 其它仪器：测量记录测量时为了方便作出在同一计算纸上画出一个电阻用三种不同测量方法时得出的的伏安特性曲线进行比较，并算出各种测量方法所得出的实验结果，在实际测量时，用不同测量方法都要选取同样的电流值去测对应的电压值，这样画图就会非常方便。(1) 内接法、外接法、补偿法分别测R1， 待测电阻R1标称值 20 I (mA)5.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.00内接U (V)外接U (V)补偿U (V)(2) 内接法、外接法、补偿法分别测R2， 待测电阻R2标称值 200 I