大物实验报告

1 / 13大物实验报告大物实验报告姓名：任文浩 学号：2141601049第二十四次实验成绩_实验日期 教师签字 _同组者 许林松审批日期 _实验名称：太阳能电池性能的研究 一. 实验目的1. 了解太阳能电池的原理及性能。2. 学习太阳能电池的性能测量与研究方法。二. 实验所给仪器及用法实验仪器：LB-SC 太阳能电池研究仪，太阳能电池板，连线若干，60W 白炽灯，挡板。用法：1在光照状态下太阳能电池的短路电流 Isc、开路电压 Uoc、最大输出功率 Pm，最佳负载及填充因子 FF 的测量打开电机箱电源，将控制白炽灯电源的“开灯/关灯”开关置于“开灯” ，并把“亮度调节”旋钮调到最小；将太阳能电池的插头用线连接到电机箱的相同颜色2 / 13插头上，将“明暗状态开关”拨到“明状态” ，加载电压调到 0v， “负载调节”旋钮逆时针调到最小，此时电流表上有电流显示，这是外界光产生的本底光电流；(3) 将灯源亮度调到最强，逆时针调节负载电阻旋钮到最小，测出太阳能电池的短路电流 Isc，顺时针调节负载电阻旋钮到最大，测出太阳能电池的开路电压 Uoc;(4) 将灯源亮度调到最强，调节负载电阻，由最小逐渐调到最大，可以看见光电流及负载电压的变化，负载电压每隔左右测量负载的电压和电流值。2. 太阳能电池的短路电流 Isc、开路电压 Uoc 与相对光强关系的测量分别将“负载调节”旋钮调到最小和最大，改变白炽灯光强度(旋转“亮度调节”旋钮)，分别记录下短路电流和开路电压。白炽灯光强度刻度分有、和挡，相对光强分别对应 20%、40%、60%、80%和 100%。 3. 不同角度光照下的太阳能电池板输出功率的测量将灯源亮度调到最亮，将“负载调节”旋钮固定，测量太阳能电池板在不同俯仰角时的电流和电压值。比较不同照射角度对太阳能电池板输出的影响。 4. 太阳能电池板的串联并联特性的研究串联将两个太阳能电池对应的红黑插座用插线串联起来，3 / 13此时重复光照状态下的测试实验，观察在最大照明状态下单个太阳能电池板的开路电压、短路电流与串联时的区别。并思考实际开路电压与理论上的不同之处。注意串联光电池应该是同一种类的。 并联将每个太阳能电池对应的红黑插座用插线并联起来，此时重复光照状态下的测试实验，观察在最大照明状态下单个太阳能电池板的开路电压、短路电流与并联时的区别。并思考实际短路电流与理论上的不同之处。注意并联光电池应该是同一种类的。5. 太阳能电池的伏安特性曲线的研究在没有光照的情况下，测量在正向偏压的情况下，太阳能电池的伏安特性曲线。 关闭白炽灯，用遮光板将太阳能电池完全盖住，将“明暗状态开关”拨到“暗状态” ，太阳能电池处于全暗状态，把可调电阻调到最大，此时负载电压 u2 是负载电阻两端电压，太阳能电池两端电压 u 等于加载电压 U1 减去负载电压 U2。将加载电压 U1 从 0 开始逐渐增大，观察负载电压u2 和电流值，当负载电压 u2 或电流值不为零时开始测量，加载电压每隔左右测量负载电压 u2 和电流值，要求不少于10 个测量点。此时太阳能电池如同一个二极管的工作三. 测量内容及数据处理表 1 不同负载电阻时的负载电压和光电流的测量 4 / 13本底光电流 I0 =短路电流 Isc= ( mA )开路电压 Uoc= ( V )：光强比与开路电压/短路电流的测量两端电压与通过电流 两端电压 0 10 0 物理仿真实验报告测量刚体的转动惯量装备 02 班molZn一、 实验简介在研究摆的重心升降问题时，惠更斯发现了物体系的重心与后来欧勒称之为转动惯量的量。转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量，它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。本实验将学习测量刚体转动惯量的基本方法，目的如下：1用实验方法验证刚体转动定律，并求其转动惯量；2观察刚体的转动惯量与质量分布的关系3学习作图的曲线改直法，并由作图法处理实验数据。二、 实验原理5 / 131刚体的转动定律具有确定转轴的刚体，在外力矩的作用下，将获得角加速度 ，其值与外力矩成正比，与刚体的转动惯量成反比，即有刚体的转动定律：M = I(1)利用转动定律，通过实验的方法，可求得难以用计算方法得到的转动惯量。2应用转动定律求转动惯量待测刚体由塔轮，伸杆及杆上的配重物组成。刚体将在砝码的拖动下绕竖直轴转动。设细线不可伸长，砝码受到重力和细线的张力作用，从静止开始以加速度 a 下落，其运动方程为 mg t=ma，在 t 时间内下落的高度为 h=at2/2。刚体受到张力的力矩为Tr 和轴摩擦力力矩 Mf。由转动定律可得到刚体的转动运动方程：Tr - Mf = I。绳与塔轮间无相对滑动时有 a = r，上述四个方程得到：m(g - a)r - Mf = 2hI/rt2 (2)Mf 与张力矩相比可以忽略，砝码质量 m 比刚体的质量小的多时有a 所以可得到近似表达式：mgr = 2hI/ rt2 (3)6 / 13式中 r、h、t 可直接测量到，m 是试验中任意选定的。因此可根据用实验的方法求得转动惯量 I。3验证转动定律，求转动惯量从出发，考虑用以下两种方法：A作 m 1/t2 图法：伸杆上配重物位置不变，即选定一个刚体，取固定力臂 r 和砝码下落高度 h，式变为：M = K1/ t2 (4)式中 K1 = 2hI/ gr2 为常量。上式表明：所用砝码的质量与下落时间 t的平方成反比。实验中选用一系列的砝码质量，可测得一组 m 与 1/t2 的数据，将其在直角坐标系上作图，应是直线。即若所作的图是直线，便验证了转动定律。从 m 1/t2 图中测得斜率 K1，并用已知的h、r、g 值，由 K1 = 2hI/ gr2 求得刚体的 I。B作 r 1/t 图法：配重物的位置不变，即选定一个刚体，取砝码 m 和下落高度 h 为固定值。将式写为：r = K2/ t 式中 K2 = (2hI/ mg)1/2 是常量。上式表明 r 与1/t 成正比关系。实验中换用不同的塔轮半径 r，测得同一质量的砝码下落时间 t，用所得一组数据作 r1/t 图，应是直线。即若7 / 13所作图是直线，便验证了转动定律。从 r1/t 图上测得斜率，并用已知的 m、h、g 值，由 K2 = (2hI/ mg)1/2求出刚体的 I。三、 实验仪器刚体转动仪，滑轮，秒表，砝码刚体转动仪：包括：A.、塔轮，由五个不同半径的圆盘组成。上面绕有挂小砝码的细线，由它对刚体施加外力矩。B、对称形的细长伸杆，上有圆柱形配重物，调节其在杆上位置即可改变转动惯量。与 A 和配重物构成一个刚体。C.、底座调节螺钉，用于调节底座水平，使转动轴垂直于水平面。 此外还有转向定滑轮，起始点标志，滑轮高度调节螺钉等部分。四、 实验内容1.调节实验装置：调节转轴垂直于水平面调节滑轮高度，使拉线与塔轮轴垂直，并与滑轮面共面。选定砝码下落起点到地面的高度 h，并保持不变。2.观察刚体质量分布对转动惯量的影响取塔轮半径为，砝码质量为 20g，保持高度 h 不变，8 / 13将配重物逐次取三种不同的位置，分别测量砝码下落的时间，分析下落时间与转动惯量的关系。本项实验只作定性说明，不作数据计算。3.测量质量与下落时间关系：学 生 实 验 报 告学 院：软件与通信工程学院 课程名称：大学物理实验 专业班级：通信工程 111 班 姓 名：陈益迪 学 号：0113489学生实验报告一、实验综述1、实验目的及要求1了解游标卡尺、螺旋测微器的构造，掌握它们的原理，正确读数和使用方法。 2学会直接测量、间接测量的不确定度的计算与数据处理。 3学会物理天平的使用。 4掌握测定固体密度的方法。2 、实验仪器、设备或软件1 50 分度游标卡尺准确度 =最大误差限 仪= 2 螺旋测微器 准确度= 最大误差仪= 修正值=3 物理天平 t 天平感度 最大称量 500g 仪=估读到 二、实验过程1、实验内容与步骤9 / 131、用游标卡尺测量圆环体的内外径直径和高各 6次； 2、用螺旋测微器测钢线的直径 7 次； 3、用液体静力称衡法测石蜡的密度；2、实验数据记录表测圆环体体积测钢丝直径仪器名称：螺旋测微器(千分尺)准确度=估读到测石蜡的密度仪器名称：物理天平 TW天平感量： g 最大称量500 g3、数据处理、分析、计算圆环体的体积1 直接量外径 D 的 A 类不确定度 SD ,SD=SD=2 直接量外径 D 的 B 类不确定度 ud.ud,=Ud=3 直接量外径 D 的合成不确定度 D=4 直接量外径 D 科学测量结果 D=()mm10 / 13D=5 直接量内径 d 的 A 类不确定度 SSd=0.0045mm=d。dS=6 直接量内径 d 的 B 类不确定度 udud=ud=7 直接量内径 d 的合成不确定度 i d=8 直接量内径 d 的科学测量结果 d=()mm9 直接量高 h 的 A 类不确定度 SSh=d=h hS=10 直接量高 h 的 B 类不确定度 u11 / 13h duh=11 直接量高 h 的合成不确定度 h= 12 直接量高 h 的科学测量结果 h=()mmhh=13 间接量体积 V 的平均值：V=h(D-d)/4 22V =14 间接量体积 V 的全微分：3? (D2-d2)4dDh?dh?dD dd 22再用“方和根”的形式推导间接量 V 的不确定度传递公式(参考公式 1-2-16)222?v?(?(D2?d2)?h)?(?D)?(?d)12 / 13计算间接量体积 V 的不确定度 3V=V15 写出圆环体体积 V 的科学测量结果 V=() mm2、计算钢丝直径(1)7 次测量钢丝直径 d 的 A 类不确定度 Sd ，Sd=SdSd =3(2)钢丝直径 d 的 B 类不确定度 ud ，ud=udud=(3)钢丝直径 d 的合成不确定度 。d=dd=(4)写出钢丝直径 d 的科学测量结果 d=()mm3、计算石蜡的密度(1)以天平的感量为 仪，计算直接测量M1、M2、M3 的 B 类不确定度 uM uM=(2)写出直接测量 M1、M2、M3 的科学测量结果M1=()g M2=()g M3=()g(3)t 以为标准查表取值，计算石蜡密度平均值：?M113 / 13?tM2?