大学物理实验思考题答案大全(3)

2021-09-24 13:22

2.描述并解释实验内容2的示波器上观察到的波形。

交流激励作用下其输出~输入特性与直流激励特性有较大的不同,灵敏度和线性区域都发生了变化。示波器上的波形在振幅不太大时为一正弦波。若振幅太大,超出了其线性范围,则波形会发生畸变。

试验八铁磁材料磁滞回线的测绘

【预习思考题】

1. 测绘磁滞回线和磁化曲线前为何先要退磁?如何退磁?

答:由于铁磁材料磁化过程的不可逆性即具有剩磁的特点,在测定磁化曲线和磁滞回线时,首先必须对铁磁材料预先进行退磁,以保证外加磁场H=0时B=0。退磁的方法,从理论上分析,要消除剩余磁感应强度Br,只需要通以反向电流,使外加磁场正好等于铁磁材料的矫顽力即可,但实际上矫顽力的大小通常并不知道,则无法确定退磁电流的大小。常采用的退磁方法是首先给要退磁的材料加上一个大于(至少等于)原磁化场的交变磁场(本实验中顺时针方向转动“U选择”旋钮,令U从0依次增至3V),铁磁材料的磁化过程是一簇逐渐扩大的磁滞回线。然后逐渐减小外加磁场,(本实验中逆时针方向转动旋钮,将U从最大值依次降为0),则会出现一簇逐渐减小而最终趋向原点的磁滞回线。当外加磁场H减小到零时,铁磁材料的磁感应强度B亦同时降为零,即达到完全退磁。

2. 如何判断铁磁材料属于软、硬磁性材料?

答:软磁材料的特点是:磁导率大,矫顽力小,磁滞损耗小,磁滞回线呈长条状;硬磁材料的特点是:剩磁大,矫顽力也大,磁滞特性显著,磁滞回线包围的面积肥大。

【分析讨论题】

1. 本实验通过什么方法获得H和B两个磁学量?简述其基本原理。

答:本实验采用非电量电测技术的参量转换测量法,将不易测量的磁学量转换为易于测量的电学量进行测定。按测试仪上所给的电路图连接线路,将电压UH和UB分别加到示波器的“x输入”和“y输入”,便可观察到样品的磁滞回线,同时利用示波器测绘出基本磁化曲线和磁滞回线上某些点的UH和UB值。根据安培环路定律,样品的磁化场强为

(L为样品的平均磁路)

根据法拉弟电磁感应定律,样品的磁感应强度瞬时值

由以上两个公式可将测定的UH和UB值转换成H和B值,并作出H~B曲线。

【实验仪器】

2. 铁磁材料的磁化过程是可逆过程还是不可逆过程?用磁滞回线来解释。

答:铁磁材料的磁化过程是不可逆过程。铁磁材料在外加磁场中被磁化时,外加磁场强度H与铁磁材料的磁感应强度B的大小是非线性关系。当磁场H从零开始增加时,磁感应强度B随之以曲线上升,当H增加到Hm时,B几乎不再增加,达到饱和值Bm,从O到达饱和状态这段B-H曲线,称为起始磁化曲线。当外加磁场强度H从Hm减小时,铁磁材料的磁感应强度B也随之减小,但不沿原曲线返回,而是沿另一曲线下降。当H下降为零时,B不为零,仍保留一定的剩磁Br,使磁场反向增加到-Hc时,磁感应强度B下降为零。继续增加反向磁场到-Hm,后逐渐减小反向磁场直至为零,再加上正向磁场直至Hm,则得到一条闭合曲线,称为磁滞回线。从铁磁材料的起始磁化曲线和磁滞回线可以看到,外加磁场强度H从Hm减小到零时的退磁曲线与磁场H从零开始增加到Hm时的起始磁化曲线不重合,说

大学物理实验思考题答案大全

明退磁过程不能重复起始磁化过程的每一状态,所以铁磁材料的磁化过程是不可逆过程。 实验九 用动态法测定金属棒的杨氏模量

【预习思考题】

1.试样固有频率和共振频率有何不同,有何关系?

固有频率只由系统本身的性质决定。和共振频率是两个不同的概念,它们之间的关系为:

式中Q为试样的机械品质因数。一般悬挂法测杨氏模量时,Q值的最小值约为50,所以共振频率和固有频率相比只偏低0.005%,故实验中都是用f共代替f固,

2.如何尽快找到试样基频共振频率?

测试前根据试样的材质、尺寸、质量,通过(5.7-3)式估算出共振频率的数值,在上述频率附近寻找。

【分析讨论题】?

1.测量时为何要将悬线吊扎在试样的节点附近?

理论推导时要求试样做自由振动,应把线吊扎在试样的节点上,但这样做就不能激发试样振动。因此,实际吊扎位置都要偏离节点。偏离节点越大,引入的误差就越大。故要将悬线吊扎在试样的节点附近。

2.如何判断铜棒发生了共振?

可根据以下几条进行判断:

(1)换能器或悬丝发生共振时可通过对上述部件施加负荷(例如用力夹紧),可使此共振信号变小或消失。?

(2)发生共振时,迅速切断信号源,观察示波器上李萨如图形变化情况,若波形由椭圆变成一条竖直亮线后逐渐衰减成为一个亮点,即为试样共振频率。

(3)试样发生共振需要一个孕育的过程,切断信号源后信号亦会逐渐衰减,它的共振峰宽度较窄,信号亦较强。试样共振时,可用尖嘴镊子纵向轻碰试样,这时会按图5.7-1的规律发现波腹、波节。

(4)在共振频率附近进行频率扫描时,共振频率两侧信号相位会有突变导致李萨如图形在Y轴左右明显摆动。


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