物理实验报告
文学网整理的物理实验报告(精选6篇),供大家参考,希望能给您提供帮助。
物理实验报告 篇1
用验电器演示导体和绝缘体
【器材】
验电器(或自制验电器),有机玻璃或橡胶棒,丝绸或毛皮,被检验的物体:铁丝、铜丝等金属丝,陶瓷、松香、玻璃、橡胶等。
【操作】
(1)将丝绸摩擦过的有机玻璃棒(或用毛皮摩擦过的橡胶棒)与验电器接触,使验电器带电,金箔张开一定的角度,然后用手接触一下验电器上的小球,金箔马上合拢。这表明手碰了小球后,验电器上的电荷通过手和人体传给大地了,这证明人体是导体。
(2)用上述方法使验电器重新带电。手拿铁丝和铜丝等金属丝用它们去跟带电的验电器小球接触,可以看到金箔也会合拢,表明验电器上的电荷通过金属丝和人体传到地球上去了,金属丝是导体。当手拿陶瓷、玻璃、松香等用它们去跟带电的验电器小球接触,金箔仍张开并不合拢,表明验电器上的电荷没有通过陶瓷、玻璃、松香等传到地球上,说明陶瓷、玻璃松香等是绝缘体。
【注意事项】
被检验的绝缘体的表面要清洁干燥,以免表面漏电。
实验目的:观察水的沸腾。
实验步骤:
①在烧杯里放入适量水,将烧杯放在石棉网上,然后把温度计插入水里。
②把酒精灯点着,给烧杯加热。
③边观察边记录。
④做好实验后,把器材整理好。
观察记录:
①水温在 60℃以下时,随着水温不断升高,杯底上气泡越来越多,有少量气泡上升。
②水温在60℃~90℃之间时,杯底气泡逐渐减少,气泡上升逐渐加快。
③在90℃~100℃之间时,小气泡上升越来越快。
④水在沸腾时,大量气泡迅速上升,温度在98℃不变。
⑤移走酒精灯,沸腾停止。
实验结论:
①沸腾是在液体表面和内部同时进行的汽化现象。
②水在沸腾时,温度不变。
XXX
20xx年X月XX日
物理实验报告 篇2
以天平、量筒、烧杯等实验仪器测定牛奶的密度为例。
一(实验名称)用天平、量筒、烧杯等实验仪器测定牛奶的密度
二(实验目的)用天平和量筒测量牛奶的密度。
三(实验材料和器材)牛奶、天平、砝码、量筒、烧杯。
四(实验原理)ρ=m/V 。
五(实验方法(步骤))
1. 将天平放在水平台面上,按天平使用规则调节天平平衡;
2. 将适量的液体加入到烧杯中,用天平称量出液体和烧杯的总质量m1,记录于预先设计好的表格中;
3. 将量筒放在水平台面上,把烧杯中的液体倒入量筒中一部分,读出示数并记下量筒内液体的体积V;
4. 称出烧杯和杯中剩下的液体的质量m2,记录于表格中;
5. 根据ρ=(m1-m2)/V ,计算出牛奶的密度;
6. 为确保测量准确,可进行多次测量(一般不少于3次),取ρ的平均值,作为测定结果。
(注意的问题)倒入、倒出液体时应小心,不能溢出。否则造成测量误差。
六(数据处理、数据分析(表格、图象、计算))略。
物理实验报告 篇3
实验目的:
通过演示来了解弧光放电的原理。
实验原理:
给存在一定距离的两电极之间加上高压,若两电极间的电场达到空气的击穿电场时,两电极间的空气将被击穿,并产生大规模的放电,形成气体的弧光放电。
雅格布天梯的两极构成一梯形,下端间距小,因而场强大(因)。其下端的空气最先被击穿而放电。由于电弧加热(空气的温度升高,空气就越易被电离,击穿场强就下降),使其上部的空气也被击穿,形成不断放电。结果弧光区逐渐上移,犹如爬梯子一般的壮观。当升至一定的高度时,由于两电极间距过大,使极间场强太小不足以击穿空气,弧光因而熄灭。
简单操作:
打开电源,观察弧光产生。并观察现象。(注意弧光的产生、移动、消失)。
实验现象:
两根电极之间的高电压使极间最狭窄处的电场极度强。巨大的电场力使空气电离而形成气体离子导电,同时产生光和热。热空气带着电弧一起上升,就象圣经中的雅各布(yacob以色列人的祖先)梦中见到的天梯。
注意事项:
演示器工作一段时间后,进入保护状态,自动断电,稍等一段时间,仪器恢复后可继续演示。
实验拓展:
举例说明电弧放电的应用。
物理实验报告 篇4
一,实验目的:
1、学会用BET法测定活性碳的比表面的方法、
2、了解BET多分子层吸附理论的基本假设和BET法测定固体比表面积的基本原理
3、掌握BET法固体比表面的测定方法及掌握比表面测定仪的工作原理和相关测定软件的操作、
二,实验原理
气相色谱法是建立在BET多分子层吸附理论基础上的一种测定多孔物质比表面的方式,常用BET公式为:)-1 + P (C-1)/ P0 VmC
上式表述恒温条件下,吸附量与吸附质相对压力之间的关系、
式中V是平衡压力为P时的吸附量,P0为实验温度时的气体饱和蒸汽压,Vm是第一层盖满时的吸附量,C为常数、因此式包含Vm和C两个常数,也称BET二常数方程、它将欲求量Vm与可测量的参数C,P联系起来、
上式是一个一般的直线方程,如果服从这一方程,
则以P/[V(P0-P)]对P/ P0作图应得一条直线,而由直线得斜率(C-1)/VmC和直线在纵轴上得截据1/VmC就可求得Vm、
则待测样品得比表面积为:
S= VmNAσA/ (22400m)
其中NA为阿伏加德罗常数;m为样品质量(单位:g); σm为每一个被吸附分子在吸附剂表面上所占有得面积,σm的值可以从在液态是的密堆积(每1分子有12个紧邻分子)计算得到、计算时假定在表面上被吸附的分子以六方密堆积的方式排列,对整个吸附层空间来说,其重复单位为正六面体,据此计算出常用的吸附质N2的σm=0、162nm2、
现在在液氮温度下测定氮气的吸附量的方法是最普遍的方法,国际公认的σm的值是0、162nm2、
本实验通过计算机控制色谱法测出待测样品所具有的表面积、
三,实验试剂和仪器
比表面测定仪,液氮,高纯氮,氢气、皂膜流量计,保温杯、
四:实验步骤
(一)准备工作
1,按逆时针方向将比表面测定仪面板上氮气稳压阀和氢气稳压阀旋至放松位置(此时气路处于关闭状态)、
2,将氮气钢瓶上的减压阀按逆时针方向旋至放松位置(此时处于关闭状态),打开钢瓶主阀,然后按顺时针方向缓慢打开减压阀至减压表压力为0、2MPa,同法打开氢气钢瓶(注意钢瓶表头的正面不许站人,以免万一表盘冲出伤人)、
3,按顺时针方向缓慢打开比表面仪面板上氮气稳压阀和氢气稳压阀至气体压力为0、1MPa、
4,将皂膜流量计与仪器面板上放空1口连接,将氮气阻力阀下方的1号拉杆拉出,测量氮气的流速,用氮气阻力阀调节氮气的流速为9ml/min,然后将1号拉杆推入、
5,将皂膜流量计与仪器面板上放空2口连接,将氢气阻力阀下方的2号拉杆拉出,测量氢气的流速,用氢气阻力阀调节氢气的流速为36ml/min,然后将2号拉杆推入、
6,打开比表面测定仪主机面板上的电源开关,调节电流调节旋钮至桥路电流为120mA,启电脑,双击桌面上Pioneer图标启动软件、观察基线、
(二)测量工作
1,将液氮从液氮钢瓶中到入保温杯中(液面距杯口约2cm,并严格注意安全),待样品管冷却后,用装有液氮的保温杯套上样品管,并将保温杯固定好、观察基线走势,当出现吸附峰,然后记录曲线返回基线后,击调零按钮和测量按钮,然后将保温杯从样品管上取下,观察脱附曲线、当桌面弹出报告时,选择与之比较的标准参数,然后记录(打印)结果(若不能自动弹出报告,则击手切按钮,在然后在谱图上选取积分区间,得到报告结果)、重复该步骤平行测量三次,取平均值为样品的比表面积、
2、实验完成后,按顺序(1)关闭测量软件,(2)电脑,(3)将比表面仪面板上电流调节旋钮调节至电流为80mA后,关闭电源开关,(4)关闭氢气钢瓶和氮气钢瓶上的主阀门(注意勿将各减压阀和稳压阀关闭)、(5)将插线板电源关闭、
操作注意事项
1、比表面测定仪主机板上的粗调,细调和调池旋钮已固定,不要再动;
2、打开钢瓶时,表头正面不要站人,以免气体将表盘冲出伤人;
3、使用液氮时要十分小心,不可剧烈震荡保温杯,也不要将保温杯盖子盖紧;
4、将保温杯放入样品管或者取下时动作要缓慢,以免温度变化太快使样品管炸裂;
5、关闭钢瓶主阀时,不可将各减压阀关闭;
五:数据记录及处理:
样品序号
重量(mg)
表面积(m2/g)
峰面积(m2/g)
标准样品
70
200
1660630
样品1
70
199、241
1626622
样品2
70
198、646
1621763
样品均值
70
198、944
1624192、5
样品表面积的平均值为(199、241+198、646)/2= 198、944m2/g
相对误差为: (198、944-200、00)/200、00=-0、0078)
六,误差分析
(1)调零时出现问题,出峰时,基线没有从零开始,然后处理不当;
(2)取出装有液氮的保温杯时,基线还未开始扫描、
(3)脱附时温度较低,出现拖尾、通常认为滞后现象是由多孔结构造成,而且大多数情况下脱附的热力学平衡更完全、
七,注意事项
1,打开钢瓶时钢瓶表头的正面不许站人,以免表盘冲出伤人;
2,液氮时要十分小心,切不可剧烈震荡保温杯也不可将保温杯盖子盖紧;
2,注意开关阀门,旋纽的转动方向;
3,钢瓶主阀时,注意勿将各减压阀和稳压阀关闭;
4,测量时注意计算机操作:在吸附时不点测量按纽,当吸附完毕拿下液氮准备脱附时再点调零,测量,进入测量吸附量的阶段;
5,严格按照顺序关闭仪器、
6,BET公式只适用于比压约在所不惜、0、05-0、35之间,这是因为在推导公式时,假定是多层的物理吸附,当比压小于0、05时,压力太小,建立不起多层物理吸附,甚至连单分子层吸附也未形成,表面的不均匀性就显得突出;在比压大于0、35时,由于毛细凝聚变得显著起来,因而破坏了多层物理吸附平衡、
物理实验报告 篇5
一、实验目的
①参与实验操作过程,熟悉相关实验仪器的使用,探究实验操作和数据处理中的误差问题,领会实验中的设计思想,并对相关问题进行深入思考。
②深入理解实验原理,与高中物理知识相联系,探讨学生分组探究实验的教学方法,提高师范技能。
③在与他人的交流讨论中培养分析、解决问题的能力和交流、合作的能力。
二、实验器材
干电池的电动势和内阻的测定:电压表、电流表、电阻箱、1.5V干电池、开关、导线若干条。
油膜法测分子直径:油酸—水溶液、注射器、带方格的塑料水盆、痱子粉。
三、实验原理
(1)干电池的电动势和内阻的测定1.安阻法
如图1所示连接好电路,改变电阻箱R的阻值,测出不同阻值时对应的电流表的示数,并记录数据。设被测电源的电动势和内阻分别为E、r,设电流表的内阻RA可忽略,则由闭合电路欧姆定律可得:E=I(R+r)。处理数据时的方法有两种:①计算法
在实验过程中测得一组电流的值Ii和接入的电阻箱的阻值Ri。设其中两组分别为R1、I1和R2、I2。由闭合电路欧姆定律可得:
E=I1(R1+r)(1)E=I2(R2+r)(2)联立(1)、(2)可得EI1I2(R1R2)I1R1I2R2r,I2I1I2I1将实验得到的数据进行两两比较,取平均值。
由闭合电路欧姆定律可得:E=I(R+r),将其转化为1REr(3)I1根据实验所得数据作出R曲线,如图2所示,此直线的斜率为电源电动势E,I对应纵轴截距的绝对值为电源的内阻r。
2.伏阻法
如图3所示连接好电路,改变电阻箱R的阻值,测出不同阻值时对应的电压表的示数,并记录实验数据。设被测电源的电动势和内阻分别为E、r,电压表U
的内阻RV可忽略,则由闭合电路欧姆定律可得:E(Rr)R处理数据时的方法有两种:①计算法在实验过程中测得一组电压的值Ui和接入的电阻箱的阻值Ri。设其中两组分别为R1、U1和R2、U2。由闭合电路欧姆定律可得:3
(2)油膜法测分子直径
对于物质分子大小的测量,利用现代技术,像离子显微镜或扫描隧道显微镜已经能观察到物质表面的分子。但是,这毕竟离中学物理太远,用油膜法估测分子的大小这一学生实验,不仅可以让学生形成一定的微观物质模型,而且更重要的是让学生学习一种方法,即用宏观手段来研究微观问题,因此指导学生做好这个实验是十分有意义的。
油酸分子式为C17H33COOH。是一种结构较为复杂的高分子。由两部分组成,一部分是C17H33是不饱和烃具有憎水性。另一部分是COOH对水有很强的亲和力。被酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸溶液会在水面上很快散开,其中酒精先溶于水,并很快挥发,最后在水面上形成一块纯油酸薄膜。
要做好油膜法测分子直径这个实验,在实验操作的过程中,需注意以下两个个主要问题。一、粉的厚度
粉的厚度实验中痱子粉的作用是界定油膜大小的边界,痱子粉过厚,油膜不易扩散,使水面的痱子粉开裂,痱子粉太少,油膜边界不清。因此如何将痱子粉均匀地撒在水面上是关键,在实验的过程中轻敲装有痱子粉的塑料瓶,在水盆里撒上均匀的、很薄的一层痱子粉,具体撒多薄的痱子粉才能成功要经过反复的试验。
二、点的滴法
实验时,拿到配好浓度的油酸溶液用注射器抽取一定的体积,然后一滴一滴地滴回瓶子中,训练准确、均匀地滴点,并记下滴完这部分油酸溶液的滴数。接下来把一滴油酸溶液滴入撒好痱子粉的水面中央,因张力作用油酸立即向四面八方散开,在水中形成一个近似圆形的薄膜油膜,边缘与痱子粉形成一个分界线。首先,在滴的过程中手的力道要与之前数滴数时相同,另外油滴下落点不能离液面太近也不能太远,下滴点距水面约2至3cm左右为宜。
四、实验过程
干电池的电动势和内阻的测定:
1、选用一只电阻箱、一只电流表按照安阻法原理图连接好电路,电流表的量程选择0.6A。闭合开关,改变电阻箱的阻值,记录下不同阻值R对应的电流表的示数I。
2、选用一只电阻箱、一只电压表按照伏阻法原理图连接好电路,电压表的量程选择3V。闭合开关,改变电阻箱的阻值,记录下不同阻值R对应的电压表的示数U。
3、选用一只滑动变阻器、一只电压表、一只电流表按照伏安法,分别采用内接法和外接法连接好电路,电流表的量程选择0.6A,电压表的量程选择3V。闭合开关,滑动滑动变阻器改变接入电路中电阻的阻值,记录下不同阻值对应的电压表的示数U和电流表的示数I。
油膜法测分子直径:
1、用注射器吸取0.5ml1:1000的油酸酒精溶液,随后一滴滴地滴回瓶中。数出0.5ml约108滴左右。每滴含油酸体积V为0.5ml/108×1/1000≈4.63×10-6ml
2、在塑料水盆中倒入适量的水,约为容器的1/3,水面完全稳定后均匀的撒上痱子粉。
3、等粉完全静止后开始滴油酸溶液。下滴点距水面约2至3cm左右为宜。过几分钟后油酸薄膜的形状趋于稳定。
4、把玻璃板盖在塑料盆上。用彩笔把油酸薄膜的形状勾勒在玻璃板上。
5、以超过半格算一格,没超过半格舍去的方法,数出油酸薄膜所占的格数,根据每格面积为1cm2,进而算出油酸薄膜的面积S。
6、根据每一滴油酸的体积V,和薄膜的面积S即可算出油酸薄膜的厚度d=V/S,即油酸分子直径的大小。
五、实验数据记录及分析
干电池的电动势和内阻的测定实验数据记录:①安阻法
物理实验报告 篇6
摘要:热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。
关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性
1、引言
热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此,热敏电阻一般可以分为:
Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTC)的热敏电阻元件
常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。
Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTC)的热敏电阻元件
常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越校应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。
2、实验装置及原理
【实验装置】
FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥,FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器),连接线若干。
【实验原理】
根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为
(1—1)
式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为
(1—2)
式中 为两电极间距离, 为热敏电阻的横截面, 。
对某一特定电阻而言, 与b均为常数,用实验方法可以测定。为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有
(1—3)
上式表明 与 呈线性关系,在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值,
以 为横坐标, 为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。
热敏电阻的电阻温度系数 下式给出
(1—4)
从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4),就可以算出室温时的电阻温度系数。
热敏电阻 在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示,B、D之间为一负载电阻 ,只要测出 ,就可以得到 值。
当负载电阻 → ,即电桥输出处于开
路状态时, =0,仅有电压输出,用 表示,当 时,电桥输出 =0,即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。
若R1、R2、R3固定,R4为待测电阻,R4 = RX,则当R4→R4+△R时,因电桥不平衡而产生的电压输出为:
(1—5)
在测量MF51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 , ,且 ,则
(1—6)
式中R和 均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1—6)运算可得△R,从而求的 =R4+△R。
3、热敏电阻的电阻温度特性研究
根据表一中MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻~温度特性研究桥式电路,并设计各臂电阻R和 的值,以确保电压输出不会溢出(本实验 =1000.0Ω, =4323.0Ω)。
根据桥式,预调平衡,将“功能转换”开关旋至“电压“位置,按下G、B开关,打开实验加热装置升温,每隔2℃测1个值,并将测量数据列表(表二)。
表一 MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻~温度特性
温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
电阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
表二 非平衡电桥电压输出形式(立式)测量MF51型热敏电阻的数据
i 9 10
温度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4
热力学T K 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4
0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4
0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9
4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.692.9 2507.6 2345.1
根据表二所得的数据作出 ~ 图,如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ,即MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)的电阻~温度特性的数学表达式为 。
4、实验结果误差
通过实验所得的MF51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻~温度特性的测量值,与表一所给出的参考值有较好的一致性,如下表所示:
表三 实验结果比较
温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
参考值RT Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
测量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823
相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00
从上述结果来看,基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现,随着温度的升高,电阻值变小,但是相对误差却在变大,这主要是由内热效应而引起的。
5、内热效应的影响
在实验过程中,由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过,热敏电阻的电阻值大,体积小,热容量小,因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升,这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时,必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。
6、实验小结
通过实验,我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的,而且随着温度上升,其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器,可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出,特别适于高精度测量。又由于元件的体积小,形状和封装材料选择性广,特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器,可应用与各种生产作业,开发潜力非常大。
参考文献:
[1] 竺江峰,芦立娟,鲁晓东。 大学物理实验[M]
[2] 杨述武,杨介信,陈国英。普通物理实验(二、电磁学部分)[M] 北京:高等教育出版社
[3] 《大学物理实验》编写组。 大学物理实验[M] 厦门:厦门大学出版社
[4] 陆申龙,曹正东。 热敏电阻的电阻温度特性实验教与学[J]<
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