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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划大物实验磁场测量正切电流计实验报告地磁场水平分量的测量【摘要】：地磁场水平分量：地磁场的总磁场强度矢量T在参考坐标系的XOY水平面上的投影，称为地磁场水平分量，通常用符号H表示。水平分量的数值在赤道附近最大，约为，由赤道向两极数值逐渐减小，两极为零。地球上除高纬度地区以外，大部分地区地磁场水平分量是大致指北的，这个方向称为磁北。中国由南到北，水平分量逐渐减小，约从到。【关键词】：地磁场水平分量、亥姆霍兹线圈、正切电流【引言】：地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分。基本磁场是地磁场的主
2、要部分，起源于地球内部，比较稳定，属于静磁场部分。变化磁场包括地磁场的各种短期变化，主要起源于地球内部，相对比较微弱。地球变化磁场可分为平静变化和干扰变化两大类型。行军、航海利用地磁场对指南针的作用来定向。人们还可以根据地磁场在地面上分布的特征寻找矿藏。地磁场的变化能影响无线电波的传播。当地磁场受到太阳黑子活动而发生强烈扰动时，远距离通讯将受到严重影响，甚至中断。假如没有地磁场，从太阳发出的强大的带电粒子流，就不会受到地磁场的作用发生偏转而直射地球。在这种高能粒子的轰击下，地球的大气成份可能不是现在的样子，生命将无法存在。所以地磁场这顶“保护伞”对我们来说至关重要。地磁场强度大约是高斯，也就是
3、5-6*E-5特斯拉。【实验目的】：1.学习测量地磁场水平分量的方法2.了解正切电流计的原理3.学习分析系统误差的方法【实验原理】：亥姆霍兹线圈是一种制造小范围区域均匀磁场的器件。由于亥姆霍兹线圈具有开敞性质，很容易地可以将其它仪器置入或移出，也可以直接做视觉观察，所以，是物理实验常使用的器件。因德国物理学者赫尔曼冯亥姆霍兹而命名。亥姆霍兹线圈是由一对完全相同的圆形导体线圈组成。采用直角坐标系，这两个半径为的圆形线圈的中心轴都与z-轴同轴。两个圆形线圈的z-坐标分别为O与每一个导体线圈载有同向电流。设定可以使得在两个线圈中心位置O的磁场，其不均匀程度极小化。这动作促使，也意味着领先的非零微分项
4、目是，稍后会对这论点做更详细解释。但是，这样做仍旧会在线圈平面跟z-轴相交处与O点之间遗留大约7%磁场数值的差别。在某些应用中，亥姆霍兹线圈可以用来抵消地磁场，制造出接近零磁场的区域。关于在空间任意位置的精确磁场计算，需要应用到贝索函数或椭圆函数与其相关技巧。沿着线圈的中心轴，涉及到的计算比较简单，可以应用泰勒展开，将磁场展开为的幂级数。采用直角坐标系，以亥姆霍兹线圈的中心位置为z-轴的原点O。由于对于xy-平面的对称性，奇数幂项目必等于零。经过调整两个线圈之间的距离，可以使得O点成为拐点，则可以保证级项目为零，因此领先不均匀项目是级项目。在中心位置O点，磁场为：-其中，=410-7H/m是磁
5、常数。地磁场水平分量B2所以B2=B1/tan-B1由式算出。【实验仪器】：亥姆霍兹线圈、指南针、电流表、滑动变阻器、直流稳压电源、导线若干【实验内容】：1.连接电路，调整好指南针位置，接通电源，记录指针初始位置；2.调整滑动变阻器，指针发生偏转，记录偏转角度，电流表示数I，并由式计算地磁场水平分量B2，其中R=10cm，是磁常数，n=700匝。3.重复测量几次，计算B2平均值。【数据处理】：【结论】：本地区地磁场水平分量约为。【误差分析】：1.2.3.4.实验室中部分仪器内有永磁体，对测量有影响实验室中存在基底磁场电流及指南针偏转角度测量不精准温度等【参考文献】：1.大学物理实验教程科学出版
6、社XX年8月第一版2.百度百科等填空题注：所有答案是作者查实验书完成，如有差错或纰漏请读者自行改正，作者对此不任何负责任。题号下有下划线的题目答案是不确定的，请读者自行辨析。用米尺测得某物体的长度为.32cm,现用精度为的量具测量，则测量结果的有效数字有_4_位；若用精度为的量具测量，则应有5有效数字。2倾斜的气轨上测重力加速度时，应测出滑块下滑和上滑的加速度然后取其平均是为了消除_空气阻力_的影响，实际测量中以上两个加速度哪个更大些_上滑_。设垫块的高度为h，导轨支撑脚距离L,则理论上滑块运动的加速度为_a=gh/l_(不考虑阻力影响)。3在倾斜的导轨上测重力加速度时，滑块的初始位置和初速度
7、对测量结果无影响。测量滑块的加速度是采用上滑a上=和下滑a下=取平均值的办法，其作用是消除粘滞阻力。4气轨调平时,静态调平的判据是_保持不动或稍左右摆动_;动态调平的判据是通过两个光电门的时间差大体相同。测量滑块某时刻的瞬时速度,实际上是测量滑块在某一小段时间内的_平均速度_。在倾斜的导轨上测重力加速度时,测出滑块上滑和下滑的加速度，然后取平均，其目的是消除粘滞阻力。验证牛顿第二定律时,在保持力学系统所受合外力F不变条件下测出滑块所受到的力和运动加速度,此时Fa曲线应该是一条_直线_。5用扭摆法测量物体的转动惯量先要测出一个转动惯量已知物体摆动的_周期_,再算出本仪器弹簧的_扭转常数_。若要测
8、量其它形状物体的转动惯量，只要将待测物体放在本仪器项目的各种夹具上，测定其_与盘共同运动的周期_。6三线摆法测物体的转动惯量具有较好的物理思想，其优点有设备简单、直观、测试方便等。7用三线摆测物体的转动惯量时，首先要将底座调节到水平状态，然后轻轻转动上盘带动下盘转动，使其近似处于简谐摆动状态。测量三线摆转动周期往往采用累积放大法测量。8某同学用秒表测得三线摆谐振动系统50个周期累计时间如下，;，试求其振动周期T及不确定度?T，并记为：T=?。9三线摆测转动惯量时，轻轻地转动_上_盘，带动_下_盘转动，用秒表测出摆动20_次所需的时间，重复五次求平均值。10从01级电阻箱上读出电阻值为2000，
9、若不考虑各旋钮的接触电阻，则该电阻的绝对误差可估为。用05级电流表，30mA档量程测量电流，当指针位置如右图所示时，ImA.11双臂电桥的原理图如右，图中C1C2端称电流端，P1P2端称电压端。电阻RN的接法为四端电阻接法。当电桥平衡时应满足的辅助条件是R3/R1=R4/R2，而平衡条件是Rx=R3*Rn/R1。12自组电位差计测电动势的电路如右图所示，其中的作用是限流电阻，的作用是控制“校准”和”测量“步骤，的作用是控制量程。13用共振法测声速时，首先要进行谐振调节，系统已达谐振状态的判据是：在示波器上显示的正弦波振幅达到最大值.如果两探头S1和S2间距为X,那么入射波与反射波形成驻波的条件
10、是：；相邻两波节间距。14光栅由许多的狭逢构成的，两透光狭逢间距称为，当入射光垂直入射到光栅上时，衍射角?k，衍射级次K满足的关系式是，用此式可通过实验测定和。15.在光栅衍射实验中，光栅方程是，其中d是K是，是16在光栅衍射实验中，光栅方程是。若已知入射光波长为理论真值，测得第一级衍射角为KK，则光栅常数的不确定度d=.17.分光计调整的任务是_望远镜_能够接受平行光,使_平行光管_够发射平行光,望远镜的主光轴与_平行光管_的主光轴达到_同轴等高_,并与载物台的法线方向_垂直_.分光计用圆刻度盘测量角度时,为了消除圆度盘的_偏心差_,必须有相差180的两个游标分别读数.18分光计读数系统设计
11、双游标的主要作用是_消除圆盘的偏心差_；自准直望远镜调焦到无穷远时，分划板位于_物镜的焦平面上_；要使平行光管出射的光是平行光，狭缝应在会聚透镜的_焦点_处。19棱镜的偏向角是指入射光和出射光之间的夹角。其大小随顶角而变，当入射角=出射角时，偏向角最小。不同波长的光对同一棱镜有相同(选填相同或不同)的最小偏向角。20分光计调整实验中调节望远镜和中心轴垂直时要求反射回来的十字叉丝像位于_叉丝的上交点_位置，调节平行光管与望远镜共轴时要求狭缝反转180度前后相对于_叉丝中心_上下对称，分光计刻度盘设置左右两个游标时为了消除_圆盘的偏心差_。21分光计读数系统设计双游标的主要作用是：。将望远镜调焦到
12、无穷远的主要步骤是：。22一个物理量必须由量数和单位组成，二者缺一不可。物理量的测量一般可分为直接测量和间接测量。测量结果的三要素是最佳值、不确定度和单位。表达式x=?的物理意义是真值区间在与的可能性很大。绝对误差是与之差；相对误差是与之比的百分数。QJ-36型单、双臂电桥测低电阻时，测量结果最多可达果待测电阻标称值为?，R1=1000?，R2=1000?，若选标准电阻为?，则R4的预置值取?。24双臂电桥(又称开尔文电桥)是对惠斯登电桥加以改进而成的,它可用于_低_电阻的测量。为了减少和消除桥路中由于_引线电阻_和_接触电阻_的影响,被测电阻RX和标准电阻RN均采用_四端_接法,因而该电桥具
13、有_两条_比例臂。当满足辅助条件_R3/R1=R4/R2_时,电桥平衡的条件可简化为_Rx=R3*Rn/R1_。25动态悬挂法测杨氏模量实验中，当信号发生器的频率等于试样的_共振频率_时，示波器的波形幅度_突然增大_，读出的频率就是试样在该温度下的_固有频率_。26动态悬挂法测杨氏模量实验中，当信号发生器的频率等于试样的_共振频率_时，示波器上的波形_突然增大_。27动态杨氏模量实验中，当信号发生器的频率等于试样的_共振_频率时，示波器上可以观察到最大的波形，实验中传感器起着把_电_信号和_机械振动_信号相互转换的作用。28在光速测量实验中，我们采用_差频法测相位_来测量波长。示波器被当作相位计来使用，此时，示波器的光标模式置于_手动_，光标类型置于_时间_，从而从示波器上可直接读出两光标的时间差。如果信号周期为T，则由时间差计算相位差的公式为_=2t/T。29在自检好的示波器荧光屏上观察到稳定的正弦波，如右图所示。当Y电压增益选择开关置于2V/div时,Uy的峰峰电压为_8V_，其有效值为_2_2V_。利用李萨如图形校准频率时，若X轴输入信号的频率为50赫，现观察到如右所示的图形，则Y轴输入的信号频率为_fy=75Hz_
