大学物理学实验指导书 (3)
大学物理学实验指导书
大学物理实验
力学部分
实验一长度与体积的测量
实验类型：验证
实验类别：专业主干课
实验学时：2
所属课程：大学物理
所涉及的课程和知识点：误差原理有效数字
一、实验目的
通过本实验的学习，使学生掌握测长度的几种常用仪器的使用，并会正确读数。练习作好记录和误差计算。
二、实验要求
（1）分别用游标卡尺、螺旋测微计测金属圆筒、小钢球的内外径及高度，并求体积。（2）练习多次等精度测量误差的处理方法。
三、实验仪器设备及材料
游标卡尺，螺旋测微计，金属圆柱体，小钢球，铜丝
四、实验方案
1、用游标卡尺测量并计算所给样品的体积。
2、分别用千分尺和读数显微镜测量所给金属丝的直径。
数据处理
注意：有效数字的读取和运用，自拟表格，按有关规则进行数据处理。
描述实验过程（步骤）以及安全注意事项等,设计性实验由学生自行设计实验方案。
五、考核形式
实际操作过程实验报告
六、实验报告
实验原理，实验步骤，实验数据处理，误差分析和处理。
对实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。
七、思考题
1、游标卡尺测量长度时如何读数？
游标本身有没有估读数？
2、千分尺以毫米为单位可估读到哪一位？初读数的正负如何判断？
待测长度如何确定？
实验二单摆
实验类型：设计
实验类别：专业主干课
实验学时：2
所属课程：大学物理
所涉及的课程和知识点：力学单摆周期公式
一、实验目的
通过本实验的学习，使学生掌握使用停表和米尺，测准单摆的周期和摆长。利用单摆周期公式求当地的重力加速度
二、实验要求
（1）测摆长为1m时的周期求g值。
（2）改变摆长，每次减少10cm，测相应周期T，作T—L图，验证单摆周期公式。
三、实验仪器设备及材料
单摆、米尺、游标卡尺、停表。
四、实验方案
利用试验台上所给的设备及材料，自己制作一个单摆，然后设计实验步骤测出单摆的周期，再根据单摆的周期公式计算当地的重力加速速。
改变摆长，讨论对实验结果的影响并分析误差产生的原因
五、考核形式
实际操作过程实验报告
六、实验报告
实验原理，实验步骤，实验数据处理，误差分析和处理。
对实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。
七、思考题
1、为什么测量周期不宜直接测量摆球往返一次摆动的周期？试从误差分析来说明。
2、在室内天棚上挂一单摆，摆长很长，你设法用简单的工具测出摆长？不许直接测量摆长。
实验三牛顿第二定律的验证
实验类型：验证
实验类别：专业主干课
实验学时：2
所属课程：大学物理
所涉及的课程和知识点：力学牛顿第二定律摩擦
一、实验目的
通过本实验的学习，使学生掌握气垫导轨的使用，使学生通过在气垫导轨上验证牛顿第二定律，更深刻的理解牛顿第二定律的物理本质。
二、实验要求
验证当m一定时，a∝F,当F一定时，a∝1／m。
三、实验仪器设备及材料
气垫导轨，数字毫秒计，光电门，气源
四、实验方案
1、调整气垫导轨水平。
在导轨的端部小心安装好滑轮，使其转动自如，细心调整好导轨的水平。
调整气垫导轨水平是实验前的重要准备工作，要细致耐心地反复调整，可按下列两种方法中的任一种方法调整：（1）静态调平法：导轨接通气源，滑行器置在导轨某处，用手轻轻地把滑行器压在导轨上，再轻轻地放开，观察滑行器的运动状态，连续做几次。如果滑行器在导轨上静止不动，或稍有左右移动，则导轨是水平的；如滑行器都向同一方向运动，表明导轨不平。仔细、认真调节水平螺钉，直到滑行器在导轨任意位置上基本保持静
止不动，或稍有左右移动。一般要在导轨上选取几个位置做这样的调节。
（2）动态调平法：将气轨与记时器配合进行调平，仪器接通电源，仪器功能选择在“S2”挡上，两个光电门间距不小于30cm 卡装在导轨上，导轨两端装上弹射器，滑行器装上挡光片（如1cm 一种），给气轨通气让滑行器以一定的速度从导轨的左端向右端滑行，先后通过两个光电门G1和G2，记时器就分别记下挡光片通过两个光电门的时间1t ?和2t ?。若1t ?>2t ? ，滑行器通过G2的光电门时间短，表明滑行器运动速度加快，导轨左高右低；若1t ?<2t ? ，表明滑行器做减速运动，导轨左低右高。仔细、认真调节水平螺钉，1t ? 与2t ? 的时间差值尽量小，时间相差在1毫秒内就可视为导轨基本调平。
2 、在滑行器上装上1cm 的挡光片，对应滑轮一端装上座架，将拴在砝码桶上的细线跨过滑轮并通过堵板上的方孔挂在滑行器的座架上。
3、将起始挡板固定在导轨适当位置上，并将两个光电门置于导轨的相应的位置上（如80cm 和130cm 处），注意当砝码桶着地前，滑行器要能通过靠近滑轮一侧的光电门。
4、记时器的功能选择在“a ”挡，将改变m1所需砝码预先置于滑行器上，在砝码桶内加上一定质量的砝码，导轨通气，让滑行器从起始挡板处开始运动，通过两个光电门，记时器会自动测出时间，计算出加速度a 。
5、逐次从滑行器上取下相等质量的砝码放入砝码桶内，重复步骤4，直到砝码全部移到桶内为止。
6、用天平准确称出滑行器的质量m2、砝码桶和砝码的质量m1。
7、利用测得数据做出a ～F 图象，若为直线，则F 和a 正比关系成立。 五、考核形式 实际操作过程 实验报告 六、实验报告
实验原理，实验步骤，实验数据处理，误差分析和处理。
对实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。 七、思考题
1、实验中滑行器是否都要从同一位置开始释放，位置不同对实验结果有何影响
2、气垫导轨如果没有调平衡或空气层厚度过小或过大，对实验结果有何影响
3、减小摩擦还有那些其它方法
热学部分
实验一 混合法测定固体比热容
实验类型：验证型 实验类别：基础课 实验学时：3 所属课程：大学物理
一、实验目的
1、掌握基本的量热方法——混合法。
2、测定金属的比热容。 二、实验要求
1、学会量热器的使用方法。
2、进一步熟悉物理天平、温度计等的使用。
3、掌握混合法测定固体比热容的原理。
4、学会对系统误差的修正方法——热量出入相互补偿法。
温度不同的物体混合之后，热量将由高温物体传给低温物体。如果在混合过程中和外界没有热交换，最后将达到均匀稳定的平衡温度，在这过程中，高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量，此称为热平衡原理。本实验即根据热平衡原理用混合法测定固体的比热。
将质量为m 、温度为t 2的金属块投入量热器内筒的水中。设量热器质量为m 1,比热容为c 1(包括搅拌器)，量热器内筒中水的质量为m 0，比热容为c 0，待测物投入水中之前的水温为t 1。在待测物投入水中以后，其混合温度为θ，则在不计量热器与外界的热交换的情况下，
将存在下列关系
))(9.1()(111002t V c m c m t mc -++=-θθ （1-1） 即 )
()
)(9.1(211100θθ--++=
t m t V c m c m c （1-2）
)(9.11-??C J V 为温度计插入水中部分的热容，
但V 的单位为cm 3。
上述讨论是在假定量热器与外界没有热交换时的结论。实际上只要由温度差异就必然会由热交换存在，因此，必须考虑如
何防止或进行修正热散
失的影响。热散失的途径主要有三：第一是加热后的物体在投入量热器水中之前散失的热量，这部分热量不易修正，应尽量缩短投放时间。第二是在投下待测物后，在混合过程中量热器由外部吸热和高于室温后向外散失的热量。在本实验中由于测量的是导热良好的金属，从投下物体到达混合温度所需时间较短，可以采用热量出入相互抵消的方法，消除散热的影响。即控制量热器的初温1t ，使1t 低于环境温度0t ，混合后的末温θ则高于0t ，并使)(10t t -=)(0t -θ。第三要注意量热器外部不要有水附着(可用干布擦干净)，以免由于水的蒸发损失较多的热量。
由于混合过程中量热器与环境有热交换，先是吸热，后是放热，至使由温度计读出的初温1t 和混合温度θ都与无热交换时的初温度和混合温度不同。因此，必须对1t 和θ进行校正。可用图解法进行，如图1-1所示。
实验时，从投物前5，6分钟开始测水温，每30s 测一次，记下投物的时刻与温度，记下达到室温0t 的时刻0
t τ作一竖直线MN ，过0t 作一水平线，二者交于O 点。然后描出投物前的吸热线AB ，与MN 交于B 点，混合后的放热线CD 与MN 交于C 点。混合过程中的温升线EF ，分别与AB 、CD 交于E 和F 。因水温达室温前，量热器一直在吸热，故混合过程的初温应是与B 点对应的1t ，此值高于投物时记下的温度。同理，水温高于室温后，量热器向环境散热，故混合后的最高温度是C 点对应的温度2t ，此值也高于温度计显示的最高温度。
在图1-1中，吸热用面积BOE 表示，散热用面积COF
表示，当两面积相等时，说明实验过程中，对环境的吸
图1-1
热与放热相消。否则，实验将受环境影响。实验中，力求两面积相等。 三、实验仪器设备及材料
量热器，温度计，物理天平，秒表，加热器，小量筒，待测物（金属块）。 四、实验方案
1、用物理天平称衡被测金属块的质量m ，然后将其吊在加热器当中的筒中加热 （直至水沸腾），并用温度计测出室温t 室。
2、将量热器内筒擦干净，用天平称出内筒和搅拌器的质量1m ，然后向量热器内注入适量(约为其容积的
2
1～3
2
)低于室温的冷水，称得其质量为0m +1m ，从而求出水的质量0m 。 开始测水温并记时间，每隔30s 测一次，连续测6次。
3、将加热的金属块迅速投放入量热器中，立刻盖好盖，记下物体放入量热器的时间和温度；进行搅拌并观察温度计示值，每10s 测一次水温，直到温度由最高均匀下降，再每隔30s 测一次水温，连续测6次为止。
4、用小量筒测出温度计没入水中的体积（实验中温度计一定要没入水中，但不能碰到金属块）。
5、测出大气压强，查附表得到水的沸点，该温度即为金属块加热后的温度t 2。
6、按图1-1绘制τ-t 图，求出混合前的初温1t 和混合温度θ。
7、将上述各测定值代入式(2)求出被测物的比热容及其标准偏差。比热容的单位为11--??C kg J 。 水的比热容0c 为11310187.4--???C kg J 。量热器(包括搅拌器)是铝制的，其比热容1c 为
1131088.0--???C kg J 。 【注意事项】
1、量热器中温度计位置要适中，不要使它靠近放入的高温物体，因为未混合好的局部温度可能很高。
2、1t 的数值不宜于比室温低的过多(控制在2～3℃左右即可)，因为温度过低可能使量热器附近的温度降到露点，致使量热器外侧出现凝结水，而在温度升高后这凝结水蒸发时将散失较多的热量。
3、搅拌时不要过快，以防止有水溅出。 五、考核形式
实验操作平均成绩占30%，实验报告平均成绩占30%，期末考试成绩占40％。 六、实验报告
1、实验预习：包括实验目的和要求；实验内容和原理；用到的实验器材；采用的实验方法，步骤和操作过程，并根据需要合理设计实验数据记录表格。
2、实验过程：实际实验中采用的实验方法，步骤和操作过程及注意事项，实验现象和原始数据的记录。
3、数据处理和实验结论：实验数据的计算处理，分析以及实验结论等。
4、结果分析和实验结论：根据相关理论知识对所得到的实验结果进行解释和分析，包括实验的结果是否与理论相吻合以及原因，实验后的心得体会和建议。 七、思考题
1、混合法的理论依据是什么？
2、量热器中所放水的多少对实验有何影响？
3、分析本实验中哪些因素会引起系统误差？测量时应怎样才能减小误差。
实验二 热功当量的测定
实验类型：验证型 实验类别：基础课 实验学时：3 所属课程：大学物理
一、实验目的
1．用电热法测量热功当量。
2．学会一种热量散失的修正方法—修正终止温度。 二、实验要求
1、进一步学习量热器的使用。
2、掌握电热法测量热功当量的实验原理。
3、进一步熟悉热量散失的修正法——修正终止温度。
4、会正确连接实验电路，弄清电表的正负极与电源正负极的接法。
仪器装置如图2-1所示，M 与B 分别为量热器的内外两个圆筒，C 为绝缘垫圈，D 为绝缘盖，J 为两个铜金属棒，用以引入加热电流，F 是绕在绝缘材料上的加热电阻丝，G 是搅拌器，H 为温度计，E 为稳压电源。
1．电热法测热功当量
强度为I 安培的电流在t 秒内通过电热丝，电热丝两端的电位差为U 伏特。则电场力做功为
W ＝IUt （2－1）
这些功全部转化为热量，此热量可以用量热器来测量。设m 1表示量热器内圆筒和搅拌器（一般质料相同，否则应分别考虑）的质量，C 1表示其比热。m 2表示电流引入铜金属棒和电阻丝的质量，C 2表示其比热。m 3表示量热器内圆筒中水的质量，C 3表示水的比热，V 表示温度计沉入水中的体积，T 0和T f 表示量热器内圆筒及圆筒中水的初始温度和终止温度，那么量热器内圆筒及圆筒中的水等由导体发热所得的热量Q 为
Q ＝（m 1C 1＋m 2C 2＋m 3C 3＋1.9V ）（T f －T 0） （2－2） 所以，热功当量
)
)(9.1(0332211T T V C m C m C m IUt Q
W J f -+++=
=焦耳/卡 （2－3）
J 的标准值J 0＝4.1868焦耳/卡。
2．散热修正
如果实验是在系统（量热器内筒及筒中的水等）的温度与环境的温度平衡时，对电阻通电，那么系统加热后的温度就高于室温θ。实验过程中将同时伴随散热作用，这样，由温度计读出的终止温度的数值T 2必须比真正的终止温度的数值T f 低。（即假设没有散热所应达到的终温为T f ）。为了修正这个温度的误差，实验时在相等的时间间隔内，记下相对应的温度，然后以时间为横坐标，温度为
纵坐标作图，如图2－2所示。图中AB 段表示通电以前系统与环境达到热平衡后的稳定阶段，其稳定温度（即室温）也就是系统的初温T 0，BC 段表示在通电时间t 内，系统温度的变化情况。由于温度的变化存在滞后的现象，因而断电后系统的温度还将略为上升，如CD 段所示， DE 段表示系统的自然冷却过程。
根据牛顿冷却定律，当系统的温度T 与环境的温度θ相差不大时，由于散热，系统的冷却速率 b FT T K dt
dT
-=-=)(θ （2－4）
即冷却速率dt
dT v =与系统的温度T 成线性关系。
当系统自T 0升温到T 2时，其冷却速率相应从0增大到2
t T v ?=。所以在BD 升温过程中，系统的平均冷却速率
2
2121t T v v ?==，在此过程中由于散热而使系统最终产生的误差
2
112t T t t v T ?==σ
（2－5）
系统的真正终温
2
1222t T t T T T T f ?+=+=σ （2－6）
数据处理时，还可用作图的方法求T f 值。如图(2—2)所示，将DE 线段往左外延，再通过P 点（t 1/2点）作横坐标轴的垂线与DE 的外延线交于F 点，则F 点对应的温度就是系统修正后的终止温度T f 。
如果系统起始加热的温度T 0不等于室温，则由于开始时的温度冷却速率不为零，系统的温度修正值不能用（2－5）式。从牛顿冷却定律知，当系统与环境的温度相差不大时（小于15℃），其温度冷却速率与温度差成正比。于是，可得开始加热时的冷却速率其中v T T v θ
θ--=200，v 为用温度计测得系统的终止温度T 2时的冷却速率，可从图2
－2求得（2
t T v ?=）。所以在BD 升温过程中系统的平均冷却速率
v T T T v v T T v v v )
(22)(21)(2
1220200θθθ
θ--+=+--=+=
系统的真正终温
1220212)
(22vt T T T T t v T T f θθ--++=+=
12
2202)(22t t T T T T T ?--++=θθ （2－7）
三、实验仪器设备及材料
量热器（附电热丝），温度计（0℃～50℃、0.1℃），电流表，电压表，
直流稳压电源，秒表，物理天平，可变电阻，开关，蒸馏水等。
四、实验方案
1．用物理天平分别称出量热器内圆筒和搅拌器m1,，电流引入金属棒和电阻丝的质量m3由实验室给出。测量环境温度θ，实验开始和结束时各测一次取平均值。
2．在量热器的内圆筒中装上二分之一到三分之二容积的水；
3．按图2－1接好电路，盖好量热器的盖子，插上温度计（浸入水中，又不可触及电热丝），打开电源并调节直流稳压电源的输出电压，用搅拌器缓慢搅动量热器的内圆筒中的水，使内圆筒中的水温每分钟升高1.5℃左右。记下电表测得的电流及电压（电流不可超过3A）；
4．断开电源，量热器的内圆筒中的温水替换为同量、温度为室温的蒸馏水。用物理天平称量量热器内圆筒中蒸馏水的质量m2；
5．待量热器内水的温度稳定后（略高于环境温度），记录下数值，此时的温度为初始温度T0。合上电源开关，使电路通电，同时，用秒表开始计时，每隔一分钟分别记一次温度计、安培表及伏特表的读数（亦可每隔20秒依次对上述三个量进行一次读数，然后周而复始）。实验过程中必须连续缓慢搅动量热器的内圆筒中的水，以使温度均匀，直到温度超过初始温度约12℃，再断开电源。记下实际通电的时间t，断电后系统温度还会略为升高，故必须仔细观察并记下系统的终止温度T2及其经历的时间t1。以后继续搅拌，并每隔一分钟记录一次读数，直到温度下降1o C左右，以获得自然冷却数据（至少记录6次）。
6．用小量筒估计温度计浸入水中的体积V；
【注意事项】
1．温度计要浸入水中，但又不能触及电热丝，注意搅拌器、凉热墙壁和电阻丝不要短路。
2．电路接好后，须经指导教师检查无误后，才能接通电源，注意电表的正负极性不要接反。
3．只有当电热丝浸入在水中才能通电，否则，铜棒和电热丝可能会被烧坏。
4．通电后每隔一定时间记下导体温度，断电后继续连续记温，到导体自然冷却一段时间后再停止。
五、考核形式
实验操作平均成绩占30%，实验报告平均成绩占30%，期末考试成绩占40％。
六、实验报告
1、实验预习：包括实验目的和要求；实验内容和原理；用到的实验器材；采用的实验方法，步骤和操作过程，并根据需要合理设计实验数据记录表格。
2、实验过程：实际实验中采用的实验方法，步骤和操作过程及注意事项，实验现象和原始数据的记录。
3、数据处理和实验结论：实验数据的计算处理，分析以及实验结论等。
4、结果分析和实验结论：根据相关理论知识对所得到的实验结果进行解释和分析，包括实验的结果是否与理论相吻合以及原因，实验后的心得体会和建议。
七、思考题
1．切断电源后，水温还会上升少许，然后才开始下降，记录T2、t1及用作图的方法求出T f时，如何处理为正确？
2．为什么要限制加热的温升速率？过大或过小的温升速率对实验结果有什么影响？
电磁学部分
实验一伏安法测电阻及二极管伏安特性曲线
实验类型：设计
实验类别：专业基础
实验学时：3
所属课程：电磁学
一、实验目的
通过本实验的学习，使学生了解或掌握元器件伏安特性的测量方法。
二、实验要求
实验要求：根据实验室中给出的仪器设备，自行设计测量电路，包括选用仪器，确定测量电路，测量条件，实验步骤等。要求尽量减小误差，测量中不要使电表过载。
三、实验仪器设备及材料
电阻元件,伏安特性测试仪,电流表,电压表,滑线变阻器.
四、实验方案
由学生自行设计实验方案。
五、考核形式
1．平时成绩占60%：包括：对实验原理、方法、步骤、实验技能、实验设计等的掌握，实验报告的书写，实验前后的预习及总结等，综合评定。
2．期末操作考试+笔试占40%：单人单桌，随机抽题。
二项成绩之和为总成绩。
六、实验报告
主要内容包括，对实验步骤，实验数据、实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。
七、思考题
试分析本实验中引起测量误差的各主要因素,并比较各因素引起误差的大小?
实验二静电场的描绘
实验类型：综合
实验类别：专业基础
实验学时：3
所属课程：电磁学
所涉及的课程和知识点：电磁学课程中静电场和稳恒电流的内容
一、实验目的
1.了解用电流场模拟静电场的基本原理
2.加深对静电场性质的理解
3.学习用回归法处理数据
二、实验要求
1．预习《普通物理实验》（朱俊孔等编）中“静电场描绘”实验，回顾《电磁学》课程中的静电场与稳恒电流场的内容。根据实验原理来比较静电场与稳恒电流场的异同，理解模拟场与被模拟场之间要满足的条件，根据内容要求确定实验方案。
2．预习思考题：
（1）为什么要用模拟法测量静电场的结构？用电流场模拟静电场要满足什么条件？
（2）能否模拟点电荷所激发的电场？
三、实验仪器设备及材料
静电场描绘器直流稳压电源滑动变阻器万用欧姆表等
四、实验方案
1．无线长共轴电缆之间的静电场模拟描绘；
2．填写实验报告。
五、考核形式
1．平时成绩占60%：包括：对实验原理、方法、步骤、实验技能、实验设计等的掌握，实验报告的书写，实验前后的预习及总结等，综合评定。
3．期末操作考试+笔试占40%：单人单桌，随机抽题。
二项成绩之和为总成绩。
六、实验报告
学生实验报告的主要内容包括，对实验步骤，实验数据、实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。
七、思考题
1.从实验结果看，能否说明电极与导电膜间的接触是否良好？如果某处接触不良，会出现什么现象？
2.能否在导电膜上模拟带任意电量的两个平行圆柱间的电场分布？
实验三惠斯登电桥测电阻
实验类型：综合
实验类别：专业基础
实验学时：3
所属课程：电磁学
所涉及的课程和知识点：电磁学课程中稳恒电流和电路的内容
一、实验目的
通过本实验的学习，掌握用惠斯登电桥测电阻的原理，学会用惠斯登通电桥测电阻的方法，初步了解电桥的灵敏度概念。
二、实验要求
1．预习《普通物理实验》（朱俊孔等编）中“单臂电桥”实验，根据内容要求确定实验方案；
2．预习思考题：
（1）电桥平衡的条件是什么？
（2）电桥灵敏度与那些因素有关？电桥灵敏度是否越高越好？
三、实验仪器设备及材料
标准电阻箱4个,待测电阻若干个,直流稳压电源,指针式检流计,开关,导线等。
四、实验方案
1．用自组电桥测电阻。
1)开启检流计锁扣，调节检流计使之指针为零；
2)用三个电阻箱，检流计和Rx组成电桥,根据实验步骤进行测量。
注意测量之前用万用表粗测Rx，比例臂不宜取的太小，用逐次逼近法调节平衡。
2．测量电桥灵敏度。
3．测量标称值不同的中值商品电阻，数值不少于10个，求平均值。
4．填写实验报告。
五、考核形式
1．平时成绩占60%：包括：对实验原理、方法、步骤、实验技能、实验设计等的掌握，实验报告的书写，实验前后的预习及总结等，综合评定。
4．期末操作考试+笔试占40%：单人单桌，随机抽题。
二项成绩之和为总成绩。
六、实验报告
学生实验报告的主要内容包括，对实验步骤，实验数据、实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。
七、思考题
1．在调节电桥平衡的过程中，检流计开关为什么采用“跃接法”？你如何根据检流计偏转的方向来调节Rs，很快找到“平衡点”？
2．在调节电桥平衡的过程中，如果检流计始终不偏转，可能的原因是什么？如果无论怎样改变Rs的值，检流计始终偏向一边，其原因是什么？
光学部分
实验一薄透镜焦距的测定
实验类型：验证型
实验类别：专业基础
实验学时： 3
所属课程：光学
一、实验目的
1、掌握会聚透镜和发散透镜焦距的测量方法。
2、验证透镜成像公式，学会光学系统的共轴调节。
二、实验要求：
1、预习会聚透镜焦距的测量方法。方法1：利用高斯公式求焦距。方法2：利用贝塞尔法求焦距。
2、预习发散透镜焦距的测量方法：辅助透镜成像法求焦距。
三、实验仪器设备
光具座；会聚透镜；发散透镜；光源；像屏；物屏
四、实验方案
1、光具座上各光学元件的共轴调节
因物距、像距都是沿光轴计算长度的，而长度是靠光具座上的标尺刻度来读数。为准确测量，透镜光轴应与光具座的导轨平行。并且各透镜应调节到共同的光轴上，且光轴与导轨平行。这些步骤称共轴调节，调
节方法如下：
① 粗调 把透镜、物、屏等用光具夹夹好后，先将它们靠拢，调节高低适中。使光源、“1”字中心、透
镜中心、光屏中央大致在一条和导轨平行的直线上。并使透镜、屏的平面等互相平行且垂直于导轨。这一步骤靠眼睛观察判断。
② 细调 靠成像规律来判断。若“1”字的中心偏离透镜的光轴，那么在移动透镜的过程中，像的中心位
置会改变，即大像和小像的中心不重合。此时可根据偏移方向判断“1”字中心究竟是偏左还是偏右，偏上还是偏下，然后加以调整。
2、测量薄凸透镜的焦距
注意使L>4f ，固定“1”字屏与像屏的位置。反复多次判断成放大像和缩小像时透镜的位置（光具凳红线指示为准，读到0.1mm ），记下“1”字屏、凸透镜、像屏的位置，将数据填表。
次数 “1”字与像屏间距L 放大像时透镜位置X1 缩小像时透镜位置X2 d
f '
f '
1 2 3 4 5
3、测量凹透镜的焦距
先用凸透镜成缩小像，记下像的位置。然后放上凹透镜，注意透镜的光轴要共轴。移动凹透镜和像屏，反复多次判断成像的位置，记录数据并填表。
次数 凸透镜成
像位置 凹透镜位置 最后成像位置 S S '
f '
f '
1 2 3 4 5
五、实验报告要求
1、实验报告要规范整洁，数据记录真实，数据处理按实验误差理论进行。
测量误差计算公式为：)
1()(1
2
-'-'=
∑=n n f f n
i i N σ （n 为测量次数）
测量结果表示为：N f f σ±'='
六、思考题
共轴调节的目的是实现哪些要求，不满足这些要求对测量会有什么影响？
实验二 等厚干涉法测球面的曲率半径
实验类型：验证
实验类别：专业基础课 实验学时： 3 所属课程：光学
牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸玻璃透镜，以其凸面放在一块光学玻璃平板（平晶）上构成的，如图1所示。平凸透镜的凸面与玻璃平板之间的空气层厚度从中心到边缘逐渐增加，若以平行单色光垂直照射到牛顿环上，则经空气层上、下表面反射的二光束存在光程差，它们在平凸透镜的凸面相遇后，将发生干涉。从透镜上看到的干涉花样是以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的圆环，称为牛顿环。由于同一干涉环上各处的空
气层厚度是相同的，因此它属于等厚干涉。
由图１可见，如设透镜的曲率半径为Ｒ，与接触点Ｏ相距为ｒ处空气层的厚度为ｄ，其几何关系式为：
()22
2r d R R +-=
2222r d Rd R ++-=
由于Ｒ>>ｄ，可以略去d 2得
R
r d 22
= (1) ?? 光线应是垂直入射的，计算光程差时还要考虑光波在平玻璃板上反射会有半波损失，从而带来λ/2的附加程差，所以总程差为
?? 2
2λ
+=?
d (2)
产生暗环的条件是：
?? ()
2
12λ
+=?
k
(3)
图2牛顿环
图1装置图
其中ｋ＝0，1，2，3，...为干涉暗条纹的级数。综合上述式子可得第ｋ级暗环的半径为： ?? λkR r k =2 (4)
由(4)式可知，如果单色光源的波长λ已知，测出第ｍ级的暗环半径ｒm ，即可得出平凸透镜的曲率半径Ｒ；反之，如果Ｒ已知，测出ｒm 后，就可计算出入射单色光波的波长λ。但是用此测量关系式往往误差很大，原因在于凸面和平面不可能是理想的点接触；接触压力会引起局部形变，使接触处成为一个圆形平面，干涉环中心为一暗斑。或者空气间隙层中有了尘埃，附加了光程差，干涉环中心为一亮（或暗）斑，均无法确定环的几何中心。实际测量时，我们可以通过测量距中心较远的两个暗环的半径ｒm 和ｒn 的平方差来计算曲率半径Ｒ。因为 ?? ｒm 2＝ｍλＲ ｒn 2＝ｎλＲ 两式相减可得
?? ()λn m R r r n m -=-22
所以?? ()λ
n m r r R n
m --=2
2 (5)
?? 由上式可知,只要测出Ｄm 与Ｄn （分别为第m 与第n 条暗环的直径）的值，就能算出Ｒ或λ。这样就可避免
实验中条纹级数难于确定的困难，利用后一计算式还可克服确定条纹中心位置的困难。 一、实验目的
1．进一步熟悉移测显微镜使用，观察牛顿环的条纹特征。 2．利用等厚干涉测量平凸透镜曲率半径。 ? 3. 学习用逐差法处理实验数据的方法。 二、实验要求
1. 课前必须认真阅读教材和有关资料，掌握等厚干涉的原理。并到实验室看一下实验设备，基本了解有关的测
量仪器的使用方法，明确哪些物理量是间接测量，哪些是直接测量，用什么方法和测量仪器来测定等。 2. 写出预习报告。内容包括：实验的目的要求、实验内容和原理的或设计的知识点、实验条件、实验方法、步
骤、操作过程或实验设计方案、记录数据的表格。预习报告中最重要的是拟定出主要实验步骤和指明作好实验的关键，不可照抄教材，在预习中要对做好本次实验的几个关键步骤作到心中有数，绝不可应付了事。
3. 写出实验方案。包括安排实验步骤、记录数据的表格、数据处理及问题分析 三、实验仪器设备及材料 牛顿环仪，移测显微镜，低压钠灯 四、实验方案
1. 调整显微镜的十字叉丝与牛顿环中心大致重合。
2. 转动测微鼓轮,使叉丝的交点移近某暗环,当竖直叉丝与条纹相切时（观察时要注意视差），从测微鼓轮及主
尺上读下其位置x 。为了熟练操作和正确读数，在正式读数前应反复练习几次，直到同一个方向每次移到该环时的读数都很接近为止。
3. 在测量各干涉环的直经时，只可沿同一个方向旋转鼓轮，不能进进退退，以避免测微螺距间隙引起的回程误
差。在测量某一条纹的直径时，如果在左侧测的是条纹的外侧位置，而在右侧测的是条纹的内侧位置，此条纹的直径可认为就等于这两个位置之间的距离。因为实验时主要测量间隔为ｋ个干涉环的两个暗环的直经平方差。为了减少读数误差，应将ｋ值取得大一些。如取ｋ＝10，则干涉条纹的相对误差就可减小近10倍。只要依次测出从ｋ＝3～22的每一暗环的直经，利用逐差法分组求取条纹的直经平方差，则可获得较好的Ｒ的实验值。 4. 数据处理
根据计算式()λn m r r R n
m --=2
2，对，m r 、n r 分别测量n 次，因而可得n 个R i 值，于是有∑==n
i i R R 1
，我们要得到的
测量结果是R R R σ±=。下面将简要介绍一下R σ的计算。
2222
2m n D D D D D σ=-=±=
21
410R D R R σσλσ=
=?±=
5.注意事项：
?? １．牛顿环仪、透镜和显微镜的光学表面不清洁，要用专门的擦镜纸轻轻揩拭。 ?? ２．测量显微镜的测微鼓轮在每一次测量过程中只能向一个方向旋转，中途不能反转。
?? ３．当用镜筒对待测物聚焦时，为防止损坏显微镜物镜，正确的调节方法是使镜筒移离待测物（即提升镜筒）。
五、实验报告
1. 实验名称、实验者姓名、实验日期
2. 实验目的
3. 实验原理和方法。简要叙述，不要照抄教材。
4. 实验仪器（型号、编号、规格）及装置
5. 实验步骤
6.实验数据和处理，这是报告的核心，要认真计算和处理。
7.小结。对实验中感到最深刻、最有收获的地方，可以作一小结。包括回答思考题，提出实验结论或提出自
己的看法等。小结全文不要超过200字。原始记录随同实验报告在实验完后的第三天必须交上，由任课教师批改.
六、思考题
１．牛顿环干涉条纹形成在哪一个面上？产生的条件是什么？
２．牛顿环干涉条纹的中心在什么情况下是暗的？什么情况下是亮的
３．分析牛顿环相邻暗（或亮）环之间的距离（靠近中心的与靠近边缘的大小）。
４．为什么说测量显微镜测量的是牛顿环的直经，而不是显微镜内被放大了的直经？若改变显微镜的放大倍率，是否影响测量的结果。
５．如何用等厚干涉原理检验光学平面的表面质量？
实验-3-资源管理-实验指导书
大连东软信息学院 《项目时间与进度管理》 实验指导书 编写者：陈倩 信息技术与商务管理系
实验三：资源管理 1学时 2学时 2实验目的与要求 【目的】 了解项目资源管理的内容；掌握使用项目管理软件管理项目资源。包括建立项目资源库、分配资源、识别和解决资源分配中的冲突；了解资源管理中资源调配的主要方法； 【交付成果】实验报告（截图） 【交付时间】下次上课 3实验环境 WINDOWS操作系统，项目管理软件Project 4准备工作 预先安装软件Project，做好项目计划。 5实验内容 （一）资源管理基本操作 1.建立项目资源库 2.为任务分配资源 （二）资源调配 1.延迟任务，解决过度分配 2.让Project自动调配资源 3.控制整个项目周期中的资源可用性 6实验步骤 （一）资源管理基本操作 1．在上一实验的综合案例“征求项目建议书”基础上（文件名为“05_test.mpp”），为项目建立和分配资源，然后分析资源使用状况并加以改进。请按照要求和步骤逐一进行，并将项目文件保存为“06_test.mpp”。 2．按照表1建立项目资源库。 表1
【提交截图】-资源工作表 3．分配资源前确定工时 在分配资源之前，最好先将所有详细任务的工时设定好，这样第一次为任务分配资源时，不会出现因资源单位改变导致工时变化的情况。这步工作在甘特图的工时表中进行，摘要任务无需填写工时，系统会自动计算。 提示：在甘特图编辑区的灰色标题栏上点击右键【插入列】，【域名称】选择“工时”，即可看到“工时”列，按下图输入每项任务的工时： 按照表2，给每个详细任务确定工时。 表2 4．调整任务的类型 任务2.6“最终确定RFP”和3.3“确定具有竞争力的投标商”计划都要在1个工作日内完成，多个部门需要参与讨论工作，但参与讨论的人数多少不能改变工期，所以要将任务类型改为“固定工期”型，如图1。 提示：在任务窗体或任务信息对话框中进行（双击该任务），将任务设为“固定工期”型和“非投入比导向”属性（即工期不会因为资源数量的改变而变化）。
测试技术实验指导书及实验报告2006级用汇总
矿压测试技术实验指导书 学号： 班级： 姓名： 安徽理工大学 能源与安全学院采矿工程实验室
实验一常用矿山压力仪器原理及使用方法 第一部分观测岩层移动的部分仪器 ☆深基点钻孔多点位移计 一、结构简介 深基点钻孔多点位移计是监测巷道在掘进和受采动影响的整个服务期间，围岩内部变形随时间变化情况的一种仪器。 深基点钻孔多点位移包括孔内固定装置、孔中连接钢丝绳、孔口测读装置组成。每套位移计内有5~6个测点。其结构及其安装如图1所示。 二、安装方法 1.在巷道两帮及顶板各钻出φ32的钻孔。 2.将带有连接钢丝绳的孔内固定装置，由远及近分别用安装圆管将其推至所要求的深度。(每个钻孔布置5~6个测点，分别为；6m、5m、4m、3m、2m、lm或12m、10m、8m、6m、4m、2m)。 3.将孔口测读装置，用水泥药圈或木条固定在孔口。 4。拉紧每个测点的钢丝绳，将孔口测读装置上的测尺推至l00mm左右的位置后，由螺丝将钢丝绳与测尺固定在一起。 三、测试方法 安装后先读出每个测点的初读数，以后每次读得的数值与初读数之差，即为测点的位移值。当读数将到零刻度时，松开螺丝，使测尺再回到l00mm左右的位置，重新读出初读数。 ☆顶板离层指示仪 一、结构简介： 顶板离层指示仪是监测顶板锚杆范围内及锚固范围外离层值大小的一种监测仪器，在顶板钻孔中布置两个测点，一个在围岩深部稳定处，一个在锚杆端部围岩中。离层值就是围岩中两测点之间以及锚杆端部围岩与巷道顶板表面间的相对位移值。顶板离层指示仪由孔内固定装置、测量钢丝绳及孔口显示装置组成如图1所示。
二、安装方法： 1.在巷道顶板钻出φ32的钻孔，孔深由要求而定。 2.将带有长钢丝绳的孔内固定装置用安装杆推到所要求的位置；抽出安装杆后再将带有短钢丝绳的孔内固定装置推到所要求的位置。 3.将孔口显示装置用木条固定在孔口(在显示装置与钻孔间要留有钢丝绳运动的间隙)。 4.将钢丝绳拉紧后，用螺丝将其分别与孔口显示装置中的圆管相连接，且使其显示读数超过零刻度线。 三、测读方法： 孔口测读装置上所显示的颜色，反映出顶板离层的范围及所处状态，显示数值表示顶板的离层量。☆DY—82型顶板动态仪 一、用途 DY-82型顶板动态仪是一种机械式高灵敏位移计。用于监测顶底板移近量、移近速度，进行采场“初次来压”和“周期来压”的预报，探测超前支撑压力高 峰位置，监测顶板活动及其它相对位移的测量。 二、技术特征 (1)灵敏度(mm) 0.01 (2)精度(％) 粗读±1,微读±2.5 (3)量程(mm) 0～200 (4)使用高度(mm) 1000～3000 三、原理、结构 其结构和安装见图。仪器的核心部件是齿条6、指针8 以及与指针相连的齿轮、微读数刻线盘9、齿条下端带有读 数横刻线的游标和粗读数刻度管11。 当动态仪安装在顶底板之间时，依靠压力弹簧7产生的 弹力而站立。安好后记下读数(初读数)并由手表读出时间。 粗读数由游标10的横刻线在刻度管11上的位置读出，每小 格2毫米，每大格(标有“1”、“22'’等)为10毫米，微读数 由指针8在刻线盘9的位置读出，每小格为0.01毫米(共200 小格，对应2毫米)。粗读数加微读数即为此时刻的读数。当 顶底板移近时，通过压杆3压缩压力弹簧7，推动齿条6下 移，带动齿轮，齿轮带动指针8顺时针方向旋转，顶底板每 移近0.01毫米，指针转过1小格；同时齿条下端游标随齿条 下移，读数增大。后次读数减去前次读数，即为这段时间内的顶底板移近量。除以经过的时间，即得
3模拟飞行实验指导书
飞机观察及模拟实践实验指导书 空中交通管理学院 中国民航大学 2006.12.30
试验一：直线平飞 本实验是在学习掌握飞行原理知识的基础上，了解直线平飞的操作要领及如何控制飞行姿态、保持高度和速度，通过模拟飞行，使学生掌握如何实现直线平飞、在飞机姿态不变的情况下匀速飞行。 实验目的： 1 了解掌握在直线匀速水平飞行时驾驶员的动作要领及操作； 2 能在飞行操作中进一步了解、掌握运用飞行操纵的技能； 3 了解掌握平飞中油门（转速）和速度的关系并能准确运用； 4 通过飞行了解飞机配平的作用； 5 通过飞行了解飞行仪表的判读； 实验条件： 安装有模拟飞行软件的计算机，每台计算机均配有操纵杆，飞行所选机型为塞斯纳轻型飞机。 所需理论知识： 1 飞机空中四力的平衡 2 副翼、方向舵及升降舵的作用 3 飞行仪表的显示及判读 4 调整片的作用 5 油门及转速与飞行速度的关系 实验步骤： 1 首先温习所需基本理论知识，对本科目将用到的知识能灵活掌握； 2 进入模拟飞行软件，点击进入STUDENT PILOT中的Lesson 1内容，教 师进行演示飞行； 3 学生点击本科目界面最下方的按钮进入实际模拟飞行演练； 4 演练过程中记录相关姿态、仪表数据变化； 5 飞行时间结束后观看飞行过程分析，分析、总结心得； 6 课后填写实验报告； 实验报告要求： 1 实验地点、人员、时间，所用软件名称、科目；
2 实验内容及过程，按照飞行过程做好各项数据记录及其变化，主要涉及以 下： 1)飞行高度及偏离； 2)飞行速度及偏离； 3)航向保持及偏离； 4)发动机转速； 5)飞机姿态及配平； 6)其他； 3 飞行结束后分析自己的操作及飞行结果，是否按照要求达到科目要求 4 实验心得体会； 附件： 实验报告 实验科目名称：直线平飞 日期： 内容：
混凝土结构实验指导书及实验报告(学生用)
土木工程学院 《混凝土结构设计基本原理》实验指导书 及实验报告 适用专业：土木工程周淼 编 班级：：学 号： 理工大学 2018 年9 月
实验一钢筋混凝土梁受弯性能试验 一、实验目的 1.了解适筋梁的受力过程和破坏特征； 2.验证钢筋混凝土受弯构件正截面强度理论和计算公式； 3.掌握钢筋混凝土受弯构件的实验方法及荷载、应变、挠度、裂缝宽度等数据的测试技术 和有关仪器的使用方法； 4.培养学生对钢筋混凝土基本构件的初步实验分析能力。 二、基本原理当梁中纵向受力钢筋的配筋率适中时，梁正截面受弯破坏过程表现为典型的三个阶段：第一阶段——弹性阶段（I阶段）：当荷载较小时，混凝土梁如同两种弹性材料组成的组合梁，梁截面的应力呈线性分布，卸载后几乎无残余变形。当梁受拉区混凝土的最大拉应力达到混凝土的抗拉强度，且最大的混凝土拉应变超过混凝土的极限受拉应变时，在纯弯段某一薄弱截面出现首条垂直裂缝。梁开裂标志着第一阶段的结束。此时，梁纯弯段截面承担的弯矩M cr称为开裂弯矩。第二阶段——带裂缝工作阶段（II阶段）：梁开裂后，裂缝处混凝土退出工作，钢筋应力急增，且通过粘结力向未开裂的混凝土传递拉应力，使得梁中继续出现拉裂缝。压区混凝土中压应力也由线性分布转化为非线性分布。当受拉钢筋屈服时标志着第二阶段的结束。此时梁纯弯段截面承担的弯矩M y称为屈服弯矩。第三阶段——破坏阶段（III阶段）：钢筋屈服后，在很小的荷载增量下，梁会产生很大的变形。裂缝的高度和宽度进一步发展，中和轴不断上移，压区混凝土应力分布曲线渐趋丰满。当受压区混凝土的最大压应变达到混凝土的极限压应变时，压区混凝土压碎，梁正截面受弯破坏。此时，梁承担的弯矩M u 称为极限弯矩。适筋梁的破坏始于纵筋屈服，终于混凝土压碎。整个过程要经历相当大的变形，破坏前有明显的预兆。这种破坏称为适筋破坏，属于延性破坏。 三、试验装置
单片机实验3指导书
实验3 LED数码管显示实验 一、实验目的： 1、巩固Proteus软件和Keil软件的使用方法； 2、学习端口输入输出的高级应用； 3、掌握7段数码管的连接方式和显示原理 4、掌握查表程序和延时等子程序的设计 二、实验内容 1、仿真部分： 用51单片机驱动一个八位一体LED数码管和两个按钮开关，实现：按钮1按下实现八个LED数码管同时循环显示“0，1，2……E，F”的十六进制数。按钮2按下实现八个LED 数码管显示数字“12345678”不变。 2、真机部分： 利用实验箱上的BANK3，在真机上观察到仿真部分的实验现象。BANK3的相关电路图见后（五）。 三、实验原理 1、LED数码管显示原理 LED数码管：“8”字型，7段（不包括小数点）或8段（包括小数点），每段对应一个发光二极管，有共阳极和共阴极两种，见下图1。共阳极数码管的阳极连接在一起，接+5V；共阴极数码管阴极连在一起接地。 图1 8段LED数码管结构及外形 对于共阴极数码管，当某发光二极管阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应段被显示。同样，对于共阳极数码管，当某个发光二极管阴极接低电平时，该发光二极管被点亮，相应段被显示。 为使LED数码管显示不同字符，要把某些段点亮，就要为数码管各段提供一字节的二进制码，即字型码（也称段码）。习惯上以“a”段对应字型码字节的最低位。各字符段码见下表所示：
2、LED数码管的静态显示与动态显示 LED数码管有两种显示方式：静态显示和动态显示。 （1）静态显示方式：无论多少位LED数码管，都同时处于显示状态。 多位LED数码管工作于静态显示方式时，各位共阴极（或共阳极）连接在一起并接地（或接+5V）；每位数码管段码线（a～dp）分别与一个8位I/O口锁存器输出相连。如果送往各个LED数码管所显示字符的段码一经确定，则相应I/O口锁存器锁存的段码输出将维持不变，直到送入下一个显示字符段码。静态显示方式显示无闪烁，亮度较高，软件控制较易。例如，下图2为4位LED数码管静态显示电路，各数码管可独立显示，只要向控制各位I/O口锁存器送相应显示段码，该位就能保持相应的显示字符。 图2 4位LED静态显示的示意图 这样在同一时间，每一位显示的字符可各不相同。静态显示方式占用I/O口端口线较多。如图2所示电路，要占用4个8位I/O口（或锁存器）。如数码管数目增多，则需增加I/O 口数目。 （2）动态显示方式：实质是以执行程序时间来换取I/O端口减少。 当显示位数较多时，静态显示所占的I/O口多，这时常采用动态显示。为节省I/O口，通常将所有显示器段码线相应段并联在一起，由一个8位I/O口控制，各显示位公共端分别由另一单独I/O口线控制，如下图3所示。其中单片机发出的段码占用1个8位I/O（1）端口，而位选控制使用I/O（2）端口中4位口线。
实验指导书
Matlab实验指导书 河北大学电子信息工程学院 2004年1月
目录 MATLAB实验教学计划 (2) 实验一MATLAB基本操作 (3) 实验二MATLAB图形系统......................................................... . (5) 实验三 MATLAB程序设计 (6) 实验四 MATLAB基本应用领域 (7) 实验五设计性综合实验1---数字信道编译码 (14) 实验六设计性综合实验2---fir滤波器设计................................. . (16) 2
MATLAB实验教学计划 指导教师：郑晓昆薛文玲王竹毅学时数：12学时周4学时2次实验，共3周6次实验，第7—9教学周，每次实验2学时 所用仪器设备：MATLAB7.0实验软件系统 实验指导书：Matlab实验指导书 自编 实验参考书：
土工实验指导书及实验报告
土工实验指导书及实验报告编写毕守一 安徽水利水电职业技术学院 二OO九年五月
目录 实验一试样制备 实验二含水率试验 实验三密度试验 实验四液限和塑限试验 实验五颗粒分析试验 实验六固结试验 实验七直接剪切试验 实验八击实试验 土工试验复习题
实验一试样制备 一、概述 试样的制备是获得正确的试验成果的前提，为保证试验成果的可靠性以及试验数据的可比性，应具备一个统一的试样制备方法和程序。 试样的制备可分为原状土的试样制备和扰动土的试样制备。对于原状土的试样制备主要包括土样的开启、描述、切取等程序；而扰动土的制备程序则主要包括风干、碾散、过筛、分样和贮存等预备程序以及击实等制备程序，这些程序步骤的正确与否，都会直接影响到试验成果的可靠性，因此，试样的制备是土工试验工作的首要质量要素。 二、仪器设备 试样制备所需的主要仪器设备，包括： （1）孔径0.5mm、2mm和5mm的细筛； （2）孔径0.075mm的洗筛； （3）称量10kg、最小分度值5g的台秤； （4）称量5000g、最小分度值1g和称量200g、最小分度值0.01g的天平；
（5）不锈钢环刀（内径61.8mm、高20mm；内径79.8mm、高20mm或内径61.8mm、高40mm）； （6）击样器：包括活塞、导筒和环刀； （7）其他：切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿器、喷水设备、凡士林等。 三、试样制备 （一）原状土试样的制备步骤 1、将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取土样。 2、检查土样结构，若土样已扰动，则不应作为制备力学性质试验的试样。 3、根据试验要求确定环刀尺寸，并在环刀内壁涂一薄层凡士林，然后刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，同时用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削直至土样高出环刀，制样时不得扰动土样。 4、采用钢丝锯或切土刀平整环刀两端土样，然后擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 5、切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述。 6、从切削的余土中取代表性试样，供测定含水率以及颗粒分析、界限含水率等试验之用。
实验3：外部中断实验指导书
《—嵌入式系统原理与应用—》实验指导书 黄鹏程、谢勇编写 适用专业：计算机科学与技术 物联网工程 厦门理工学院计算机与信息工程院（系） 2016 年 3 月
实验3：外部中断实验 实验学时：2 实验类型：（演示、验证√、综合、设计研究） 实验要求：（必修√、选修） 一、实验目的 1. 理解中断的概念及其在嵌入式系统中的应用； 2. 熟悉LPC1700系列CortexM3 微控制器的NVIC的配置； 3. 熟悉LPC1700系列CortexM3 微控制器外部中断的控制。 二、实验内容 在EasyARM1768开发板的硬件平台上，基于流水灯显示实验，结合向量中断控制器NVIC和外部中断，设计并实现外部中断实验。要求实现三种方式的流水灯实现，并且通过三个按键利用通过外部中断实现三种不同方式的切换。 三、实验原理、方法和手段 中断对嵌入式系统来说是很重要的一个概念，利用中断，可以开发出很接近产品的嵌入式系统。市场上大部分的不带嵌入式操作系统的嵌入式系统都采用了“前后台系统”来实现产品功能，这其中的前台就是中断机制。故我们要理解中断的概念，并且能够应用中断到实际的嵌入式系统中来。 图1 前后台系统
图2 中断处理流程示意图 1、 中断向量控制器（NVIC ） 嵌套向量中断控制器（NVIC ）是 Cortex-M3 处理器的一个内部器件，它与 CPU 内核紧密耦合，共同完成对中断的响应，降低了中断延时，使得最新发生的中断可以得到高效处理。 它能够管理中断的各种事务，比如使能或禁止外设中断源的中断，设置外设中断源的优先级，挂起中断，查看外设中断源的中断触发状态等。然后把中断信号给ARM 内核。NVIC 的应用示意图如下所示： 图3 NVIC 的作用
新编实验指导书免费
新编实验指导书免费 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
实验一系统认识实验一、实验目的 掌握TDN86/51教学系统的基本操作 二、实验设备 TDN86/51教学实验系统一台 三、实验内容及步骤 1．系统认识实验（1） （1）程序的输入与修改 从3500H内存单元开始建立0-15共16个数据。 实验步骤 a.使用串行通讯电缆将实验系统与PC微机相连。 b.将位于线路板右下角的系统状态选择开关拨至86档，开启实验系统。 c.在系统软件所在目录下键入MD86↙，选择对应串口号，进入集成操作软件环 境，出现系统提示符“>”。按下F1功能键，进入全屏幕编辑界面，按ALT+F建立新文件（NEW），即可开始输入源程序。实验程序及流程如下： STACK SEGMENT STACK ;8088宏汇编 程序 DW 64 DUP(?) ;定义 堆栈段 STACK ENDS CODE SEGMENT ;定义 代码段 ASSUME CS:CODE START: MOV DI,3500H ；程 序开始设数据区首址 MOV CX,0010H ；字 节数送入CX中
MOV AX,0000H SAHF A1: MOV [DI],AL ；写 入一字节 INC DI ；修改地址指针 INC AX ；修改数据 DAA ；十 进制调整 LOOP A1 ；未填完转移 A2: JMP A2 CODE ENDS ；代 码段结束 END START ；程 序段结束 d.输入程序后，按F2保存程序（规定扩展名为*.asm），使用ALT+X返回集成软件 环境。 e.按F2，输入源程序名↙（省略扩展名，系统默认为.asm），对源程序进行汇编， 生成目标文件（*.obj）及错误信息文件（*.m）。若给出LST文件名则生成相应*.lst文件。 f.汇编无误后，按F3输入文件名↙对汇编生成的*.obj文件进行连接，连接信息显 示于屏幕上，生成相应*.exe可执行文件。 g.按F5，输入*.exe可执行文件名↙，填入程序段地址CS:0000↙及偏移地址IP： 2000↙，PC开始将程序从磁盘装入到教学系统内存，提示装载完毕后使用 U0000:2000↙命令进行反汇编，检查程序是否正确装入。
实验指导书
苯甲酸红外光谱的测绘—溴化钾压片法制样 一、实验目的 1、了解红外光谱仪的基本组成和工作原理。 2、熟悉红外光谱仪的主要应用领域。 3、掌握红外光谱分析时粉末样品的制备及红外透射光谱测试方法。 4、熟悉化合物不同基团的红外吸收频率范围．学会用标准数据库进行图谱检索 及化合物结构鉴定的基本方法。 二、实验原理 红外光谱分析是研究分子振动和转动信息的分子光谱。当化合物受到红外光照射，化合物中某个化学键的振动或转动频率与红外光频率相当时，就会吸收光能，并引起分子永久偶极矩的变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，使相应频率的透射光强度减弱。分子中不同的化学键振动频率不同，会吸收不同频率的红外光，检测并记录透过光强度与波数(1/cm)或波长的关系曲线，就可得到红外光谱。红外光谱反映了分子化学键的特征吸收频率，可用于化合物的结构分析和定量测定。 根据实验技术和应用的不同，我们将红外光划分为三个区域：近红外区(0.75~2.5μm；13158~40001/cm)，中红外区(2.5~25μm；4000~4001/cm)和远红外区(25~1000μm；400~101/cm)。分子振动伴随转动大多在中红外区，一般的红外光谱都在此波数区间进行检测。 傅立叶变换红外光谱仪主要由红外光源、迈克尔逊干涉仪、检测器、计算机和记录系统五部分组成。红外光经迈克尔逊干涉仪照射样品后，再经检测器将检测到的信号以干涉图的形式送往计算机，进行傅立叶变换的数学处理，最后得到红外光谱图。
傅立叶变换红外光谱法具有灵敏度高、波数准确、重复性好的优点，可以广泛应用于有机化学、金属有机化学、高分子化学、催化、材料科学、生物学、物理、环境科学、煤结构研究、橡胶工业、石油工业（石油勘探、润滑油、石油分析等）、矿物鉴定、商检、质检、海关、汽车、珠宝、国防科学、农业、食品、生物医学、生物化学、药学、无机和配位化学基础研究、半导体材料、法庭科学（司法鉴定、物证检验等）、气象科学、染织工业、日用化工、原子能科学技术、产品质量监控（远距离光信号光谱测量：实时监控、遥感监测等）等众多方面。 三、仪器和试剂 1、Nicolet 5700 FT-IR红外光谱仪（美国尼高力公司） 2、压片机（日本岛津公司） 3、压片模具（日本岛津公司） 4、玛瑙研钵（日本岛津公司） 5、KBr粉末（光谱纯，美国尼高力公司） 6、苯甲酸（分析纯） 四、实验步骤 1、样品的制备（溴化钾压片法）
CAD上机实验指导书及实验报告
北京邮电大学世纪学院 实验、实习、课程设计报告撰写格式与要求 （试行） 一、实验报告格式要求 1、有实验教学手册，按手册要求填写，若无则采用统一实验报告封面。 2、报告一律用钢笔书写或打印，打印要求用A4纸；页边距要求如下：页边距上下各为2.5厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。 3、统一采用国家标准所规定的单位与符号，要求文字书写工整，不得潦草；作图规范，不得随手勾画。 4、实验报告中的实验原始记录，须经实验指导教师签字或登记。 二、实习报告、课程设计报告格式要求 1、采用统一的封面。 2、根据教学大纲的要求手写或打印，手写一律用钢笔书写，统一采用国家标准所规定的单位与符号，要求文字书写工整，不得潦草；作图规范，不得随手勾画。打印要求用A4纸；页边距要求如下：页边距上下各为2.5厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。 三、报告内容要求 1、实验报告内容包括：实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验操作过程、原始数据、实验结果分析、实验心得等方面内容。 2、实习报告内容包括：实习题目、实习任务与要求、实习具体实施情况（附上图表、原始数据等）、实习个人总结等内容。 3、课程设计报告或说明书内容包括：课程设计任务与要求、总体方案、方案设计与分析、所需仪器设备与元器件、设计实现与调试、收获体会、参考资料等方面内容。 北京邮电大学世纪学院 教务处 2009-8
实验报告 课程名称计算机绘图（CAD） 实验项目AutoCAD二维绘图实验 专业班级 姓名学号 指导教师实验成绩 2016年11月日
电磁场实验3指导书
电磁场理论实验三 1、 利用Matlab 模拟亥姆霍兹线圈磁场分布； 2、 利用Matlab 模拟匝线圈产生的磁场； 3、 利用Matlab 模拟直流环等效磁偶极子。 以上实验在内容上相差不多，每位同学自选其中一个实验。三个实验的内容都是与毕奥-萨伐尔定律相关，这次实验只要是为了加深大家对毕奥-萨伐尔定律的认识。实验相关内容都可以在网上找得到。 一、 利用Matlab 模拟亥姆霍兹线圈磁场分布 1、 理论基础 亥姆霍兹线圈（如图1）是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈。两线圈内的电流方 向一致，大小相同。线圈之间距离d 正好等于圆形线圈的半径R 。亥姆霍兹线圈轴线附近的磁场大小分布十分均匀，而且都沿x 方向。基于Matlab 软件对亥姆霍兹线圈轴线磁场均匀分布的现象进行验证和动态仿真，以便于更形象地体现出来。 图1亥姆霍兹线圈结构 根据毕奥-萨伐尔定律，一个通电圆圈的磁场分布可以积分得到。在通过圆心而且垂直于线圈平面的轴线上，距离圆心X 处，磁场大小为2 /322 2 0) (2/X R NI R B +=μ。其 中I 为电流大小，R 为圆圈半径，0μ为一个常数。从上面已知亥姆霍兹线圈是两个彼此平行且连通的共轴圆形线圈，它的磁场分布是两个通电圆圈磁场的叠加。
假设两个线圈的半径为R ，各有N 匝，每匝中的电流均为I ，且流向相同（如图1）。两线圈在轴线上各点的场强方向均沿轴线向右，在圆心1O 、2O 处磁感应强度相等，大小都是： R NI R NI NIR R NI B 003/2 22 2 000667 .0)2 211(2) R (R 22μμμμ=+ = ++ = 两线圈间轴线上中点P 处，磁感应强度大小为： R NI R NI R NIR B p 002 /3222 0716 .0)2 211(558])2 ([22 μμμ=+ = += 此外，在P 点两侧各4R 处的1Q 、2Q 两点处磁感应强度都等于： R NI R NI R NIR R NIR B Q 033 3/2302 /3222 02 /3222 00.712)54174(2])4 3R ( [2])4 R ([2μμμμ=+=++ += 在图1假设左边线圈为A ，右边的线圈为B ，把观测区域聚在两线圈之间的小范围内。 B 生成的线圈左边的磁场就等于A 线圈的右边磁场，因此，A ，B 两线圈在中间部分合成磁场等于A 线圈的右磁场与左磁场平衡Rh 后的和。因此，只要观测A 线圈的左右区间x=[-Rh,Rh]内的磁场就可以。在建立了亥姆霍兹线圈产生的磁场数学模型后，依据上面的分析与所建立的数学模型可以在Matlab 环境下编制可仿真，可执行的仿真程序。 二、 利用Matlab 模拟匝线圈产生的磁场 基本原理 截流导线产生磁场的基本规律为：任一电流元→ dl I 在空间任一点P 处产生的磁感应强度 → B d 是下列向量叉乘积： 3 04r r l Id B d → →→ ?? =πμ（1） 式中→ r 为电流元到P 点的矢径，l d → 为导线元的长度矢量。P 点的总磁场可沿截流导体全长积分产生的磁场来求得。 若将→ B d 视为一小段电流l d → 在→ r 处产生的磁场，则上式可写为
实验指导书
实验一系统认识实验 一、实验目的 掌握TDN86/51教学系统的基本操作 二、实验设备 TDN86/51教学实验系统一台 三、实验内容及步骤 1．系统认识实验（1） （1）程序的输入与修改 从3500H内存单元开始建立0-15共16个数据。 实验步骤 a.使用串行通讯电缆将实验系统与PC微机相连。 b.将位于线路板右下角的系统状态选择开关拨至86档，开启实验系统。 c.在系统软件所在目录下键入MD86↙，选择对应串口号，进入集成操作软件环境，出现 系统提示符“>”。按下F1功能键，进入全屏幕编辑界面，按ALT+F建立新文件（NEW），即可开始输入源程序。实验程序及流程如下： STACK SEGMENT STACK ;8088宏汇编程序 DW 64 DUP() ;定义堆栈段 STACK ENDS CODE SEGMENT ;定义代码段 ASSUME CS:CODE START: MOV DI,3500H ；程序开始设数据区首址 MOV CX,0010H ；字节数送入CX中 MOV AX,0000H SAHF A1: MOV [DI],AL ；写入一字节 INC DI ；修改地址指针 INC AX ；修改数据 DAA ；十进制调整 LOOP A1 ；未填完转移 A2: JMP A2 CODE ENDS ；代码段结束 END START ；程序段结束 d.输入程序后，按F2保存程序（规定扩展名为*.asm），使用ALT+X返回集成软件环境。 e.按F2，输入源程序名↙（省略扩展名，系统默认为.asm），对源程序进行汇编，生成目 标文件（*.obj）及错误信息文件（*.m）。若给出LST文件名则生成相应*.lst文件。 f.汇编无误后，按F3输入文件名↙对汇编生成的*.obj文件进行连接，连接信息显示于 屏幕上，生成相应*.exe可执行文件。
实验指导书
混凝土基本理论及钢桁架静力测试试验指导书
试验一、钢筋混凝土受弯构件正截面破坏试验 一、试验目的 1．了解受弯构件正截面的承载力大小、挠度变化及裂缝出现和发展过程； 2．观察了解受弯构件受力和变形过程的三个工作阶段及适筋梁的破坏特征； 3．测定受弯构件正截面的开裂荷载和极限承载力，验证正截面承载力计算方法。 二、试件、试验仪器设备 1．试件特征 （1）. 根据试验要求，试验梁的混凝土强度等级为C20，纵向受力钢筋强度等级Ｉ级。 （2）. 试件尺寸及配筋如图1所示，纵向受力钢筋的混凝土净保护层厚度为15mm 。 （3）. 梁的中间500mm 区段内无腹筋，其余区域配有 6@60的箍筋，以保证不发生斜 截面破坏。 （4）. 梁的受压区配有两根架立筋，通过箍筋与受力筋绑扎在一起，形成骨架，保证受力钢筋处在正确的位置。 2．试验仪器设备 （1）. 静力试验台座、反力架、支座及支墩 （2）. 20T 手动式液压千斤顶 （3）. 读数显微镜及放大镜 （4）. 位移计（百分表）及磁性表座 三、试验装置及测点布置 1．试验装置见图2 （1）. 在加荷架中，用千斤顶通过分配梁进行两点对称加载，使简支梁跨中形成长 500mm 的纯弯曲段（忽略梁的自重）。 （2）. 构件两端支座构造应保证试件端部转动及其中一端水平位移不受约束，基本符 合铰支承的要求。 2．测点布置 梁的跨中及两个对称加载点各布置一位移计f 3～f 5，量测梁的整体变形，考虑在加载的过程中，两个支座受力下沉，支座上部分别布置位移测点f 1和f 2，以消除由于支座下沉对挠度测试结果的影响。 图1 试件尺寸及配筋图
《流体力学》课程实验(上机)指导书及实验报告格式
《流体力学》课程实验指导书袁守利编 汽车工程学院 2005年9月
前言 1.实验总体目标、任务与要求 1)学生在学习了《流体力学》基本理论的基础上，通过伯努利方程实验、动量方程实 验，实现对基本理论的验证。 2）通过实验，使学生对水柱（水银柱）、U型压差计、毕托管、孔板流量计、文丘里流量计等流体力学常用的测压、测流量装置的结构、原理和使用有基本认识。 2.适用专业 热能与动力工程 3.先修课程 《流体力学》相关章节。 4.实验项目与学时分配 5. 实验改革与特色 根据实验内容和现有实验条件，在实验过程中，采取学生自己动手和教师演示相结合的方法，力求达到较好的实验效果。
实验一伯努利方程实验 1．观察流体流经实验管段时的能量转化关系，了解特定截面上的总水头、测压管水头、压强水头、速度水头和位置水头间的关系，从而加深对伯努利方程的理解和认识。 2．掌握各种水头的测试方法和压强的测试方法。 3．掌握流量、流速的测量方法，了解毕托管测速的原理。 二、实验条件 伯努利方程实验仪 三、实验原理 1．实验装置： 图一伯努利方程实验台 1.水箱及潜水泵 2.上水管 3.电源 4.溢流管 5.整流栅 6.溢流板 7.定压水箱 8.实验 细管9. 实验粗管10.测压管11.调节阀12.接水箱13.量杯14回水管15.实验桌 2.工作原理 定压水箱7靠溢流来维持其恒定的水位，在水箱下部装接水平放置的实验细管8，水经实验细管以恒定流流出，并通过调节阀11调节其出水流量。通过布置在实验管四个截面上的四组测压孔及测压管，可以测量到相应截面上的各种水头的大小，从而可以分析管路中恒定流动的各种能量形式、大小及相互转化关系。各个测量截面上的一组测压管都相当于一组毕托管，所以也可以用来测管中某点的流速。 电测流量装置由回水箱、计量水箱和电测流量装置（由浮子、光栅计量尺和光电子
实验三指导书
实验三钢筋混凝土简支梁正截面受弯破坏试验 一、试验目的 1．掌握制定结构构件试验方案的原则，设计简支梁受弯破坏试验的加荷方案和测试方案，并根据试验的设计要求选择试验测量仪器仪表。 2．观察钢筋混凝土受弯试件从开裂，受拉钢筋屈服，直至受拉区混凝土被压碎这三个阶段的受力与破坏全过程，掌握适筋梁受弯破坏各个临界状态截面应力应变图形的特点。 3．能够按照国家规范要求，对使用荷载作用下受弯构件的强度，刚度以及裂缝宽度等进行正确评估。 二、使用设备和仪表 序 仪器名称数量序号仪器名称数量 号 1 静载反力实验装置1套9 X—Y函数记录仪1台 2 20t液压千斤顶配高压油泵1台10 电测位移计1台 3 荷载分配梁1根11 千分表6块 4 20t或10t荷载传感器1个12 百分表8块 5 滚动和铰支座若干13 附着式应变计的标脚16个 6 支撑架2个14 附着式应变计的测杆8个 7 静态电阻应变仪2台15 磁性表座7个 8 动态电阻应变仪1台16 螺丝刀、导线等器材和工具 三、试验方案 1．试件设计 混凝土强度等级为C20，钢筋为Ⅰ、Ⅱ级，试件配筋详见图4-1。
图4-1 简支梁结构图 2．加荷方案 （1）利用静载反力试验台上液压设备和荷载分配梁系统,对梁跨三分点处施加集中荷载,以便在跨中形成纯弯段.荷载装置如图4_2所示.试验荷载理论计算和试验设备强度验算应在正式试验前完成。 （2）荷载分级原则上是以正常使用阶段荷载标准值的20%为一级,开裂荷载附近加载量应适当减少,不宜大于正常使用阶段荷载标准值的5%.超过正常使用极限状态以后，每级加载量减少至荷载标准值的10%，接近极限承载能力时，每级荷载不宜大于5%。 图4-2 加荷布置图 3．测试方案 （1）根据简支梁的内力和变形特点，一般应在最大应力截面和最大挠度截面处布置测点。由于本试验采用了三分点加载方式，跨中纯弯段内梁的弯矩最大，且该区段内个截面最大应力相等。因此，在纯弯段内任选两个截面，沿梁截面高度上分别布置四个混凝土应变测点，以观测该截面处混凝土压应变和中和轴的变化情况。在梁纯弯段内受拉钢筋的五个截面处布置了10个应变测点，以观测钢筋的应变状态。为了解试件的变形情况，沿梁长（包括梁的跨中和两个集中力作用点处）布置了一定数量的位移传感器。考虑到支座处可能也有下沉，在支座处也安装了千分表。具体测点布置方案如图4-3所示。
EXCEL实验指导书
课程与实验项目对照表 实验一: Excel变量数列编制实验 一、实验名称和性质 二、实验目的 1、了解组距式变量数列的构成； 2、了解等距分组中组距、组数、全距的关系； 3、掌握组距式变量数列的编制原理； 4、学会应用Excel软件“数据分析”功能菜单编制变量数列。 三、实验的软硬件环境要求 硬件环境要求： 计算机1台，带Windows操作系统 使用的软件名称、版本号以及模块： Microsoft Office 2000及以上 四、知识准备 前期要求掌握的知识：变量数列的编制方法；Excel软件的基本操作 实验相关理论或原理：变量数列：按数量标志分组，形成的各组按顺序排列，然后列出各组的单位数。组距式数列：每一组由变量值的一个变动区间构成。适用资料：（1）连续型变量或变量值多、变动范围大的离散型变量。计算各组的频数或频率、累计频数或累计频率，最后形成次数分布表或分布图。 实验流程：
五、实验材料和原始数据 根据抽样调查，得有关样本资料如表1 表1 某月X 市50户居民购买消费品支出资料 (单位：元)： 民户月消费支出额编制组距式变量数列，并计算居民户月消费支出额的累计频数和频率。同时对分组资料用统计表和统计图的形式来加以表现。 六、实验要求和注意事项 1、预习实验指导书中实验一的所有内容，结合课程中所讲解的理论，理解该实验的内容、步骤及目的； 2、复习变量数列编制的原理及Excel 的基本操作方法； 3、认真观察实验结果，记录结果； 4、对实验结果作简要分析总结。 七、实验步骤和内容 1.数据输入。分别输入“居民消费品支出”和组限（见附图2 ） 2.执行菜单命令[工具]→[数据分析]，调出“数据分析”对话框，选择“直方图”选项，调出“直方图”对话框。 注意，若“数据分析”命令没有出现在“工具”菜单上，则应先使用[工具]→[加载宏]命令来加载“分析工具库”。 3.在“直方图”对话框中，输入相关数据，见附图1。 输入区域：$A$1:$A$51 接收区域：$B$1:$B$9，接收区域的数值应按升序排列 输出区域：$C$1（为输出结果左上角单元格地址） 选中“标志”复选框。 柏拉图：选中此复选框，可以在输出表中同时按降序排列频率数据。如果此复选框被清除，
实验指导书
《数控机床》 实 验 指 导 书 （简本） 蚌埠学院机电系李大胜2008年9月修订
实验一数控车床操作模拟（计算机仿真） 一、实验目的和要求 数控加工在制造业中占有非常重要的地位，数控机床是一种高效的自动化设备，它可以按照预先编制好的零件数控加工程序自动地对工件进行加工。宇航数控加工仿真系统可以在计算机屏幕上仿真完成数控加工程序的输入输出、数控机床操作、工件加工、虚拟测量等数控加工全过程，而且在数控加工仿真系统中，机床操作面板和操作步骤与相应的实际数控机床完全相同，学生在这种虚拟工业环境中可以学习掌握典型数控车床的加工操作方法，通过数控加工仿真系统可以使培训得到实物操作训练的目的，本次实验主要要求学生了解宇航仿真软件的使用和熟悉配备主流数控系统的数控车床的操作及对刀方法。 二、实验内容 1、了解数控车床的基本运动、加工对象及其用途； 2、了解数控车床操作面板各按键（CNC界面）的功用； 3、掌握数控车床的调整及加工前的准备工作、尤其要熟练掌握FANUC0i系统的多种对刀方法； 三、实验仪器 软件要求：宇航数控仿真系统30节点 硬件要求：微机30台 四、实验内容及步骤 YHCNC仿真系统及虚拟机床操作（FANUC 0i） 1、机床操作面板 机床操作面板位于窗口的右下侧，如下图所示,主要用于控制机床运行状态，由模式选择按钮、运行控制开关等多个部分组成，每一部分的详细说明如下： FANUC 0i面板 AUTO：自动加工模式。EDIT：编辑模式。MDI：手动数据输入。 INC：增量进给。 HND：手轮模式移动机床。 JOG：手动模式，手动连续移动机床。 REF：回参考点。
电磁场实验指导书及实验报告
CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 题目利用Matlab模拟点电荷电场的分布姓名xxxx 学号xxxxxxxxxx 班级电气xxxx班 任课老师xxxx 实验日期2010-10
电磁场理论 实验一 ——利用Matlab 模拟点电荷电场的分布 一．实验目的： 1．熟悉单个点电荷及一对点电荷的电场分布情况； 2．学会使用Matlab 进行数值计算，并绘出相应的图形； 二．实验原理： 根据库伦定律：在真空中，两个静止点电荷之间的作用力与这两个电荷的电量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向在两个电荷的连线上，两电荷同号为斥力，异号为吸力，它们之间的力F 满足： R R Q Q k F ? 212 = (式1) 由电场强度E 的定义可知： R R kQ E ? 2 = (式2) 对于点电荷，根据场论基础中的定义，有势场E 的势函数为 R kQ U = (式3) 而 U E -?= (式4) 在Matlab 中，由以上公式算出各点的电势U ，电场强度E 后，可以用Matlab 自带的库函数绘出相应电荷的电场分布情况。 三．实验内容： 1. 单个点电荷 点电荷的平面电力线和等势线 真空中点电荷的场强大小是E=kq /r^2 ,其中k 为静电力恒量, q 为电量, r 为点电荷到场点P(x,y)的距离。电场呈球对称分布, 取电量q> 0, 电力线是以电荷为起点的射线簇。以无穷远处为零势点, 点电荷的电势为U=kq /r,当U 取
常数时, 此式就是等势面方程.等势面是以电荷为中心以r 为半径的球面。 平面电力线的画法 在平面上, 电力线是等角分布的射线簇, 用MATLAB 画射线簇很简单。取射线的半径为( 都取国际制单位) r0=, 不同的角度用向量表示( 单位为弧度) th=linspace(0,2*pi,13)。射线簇的终点的直角坐标为: [x,y]=pol2cart(th,r0)。插入x 的起始坐标x=[x; *x].同样插入y 的起始坐标, y=[y; *y], x 和y 都是二维数组, 每一列是一条射线的起始和终止坐标。用二维画线命令plot(x,y)就画出所有电力线。 平面等势线的画法 在过电荷的截面上, 等势线就是以电荷为中心的圆簇, 用MATLAB 画等势 线更加简单。静电力常量为k=9e9, 电量可取为q=1e- 9; 最大的等势线的半径应该比射线的半径小一点 r0=。其电势为u0=k8q /r0。如果从外到里取7 条等势线, 最里面的等势线的电势是最外面的3 倍, 那么各条线的电势用向量表示为: u=linspace(1,3,7)*u0。从- r0 到r0 取偶数个点, 例如100 个点, 使最中心点的坐标绕过0, 各点的坐标可用向量表示: x=linspace(- r0,r0,100), 在直角坐标系中可形成网格坐标: [X,Y]=meshgrid(x)。各点到原点的距离为: r=sqrt(X.^2+Y.^2), 在乘方时, 乘方号前面要加点, 表示对变量中的元素进行乘方计算。各点的电势为U=k8q. /r, 在进行除法运算时, 除号前面也要加点, 同样表示对变量中的元素进行除法运算。用等高线命令即可画出等势线 contour(X,Y,U,u), 在画等势线后一般会把电力线擦除, 在画等势线之前插入如下命令hold on 就行了。平面电力线和等势线如图1, 其中插入了标题等等。越靠近点电荷的中心, 电势越高, 电场强度越大, 电力线和等势线也越密。