关于焦耳定律实验的讨论

焦耳定律Q=I2Rt是中学物理中重要的电学定律,对于焦耳定律的实验演示,教材或教参上常用的方法主要有:(1)传统的煤油吸热法.将阻值不同的电阻丝串联后插入盛有相同质量煤油的量热器中,通电后看哪个量热器中煤油温度升高快,从而说明热量与阻值的关系;再将阻值相同的电阻丝插入相同质量的煤油中,通以不同的电流,看哪个量热器中煤油温度升高快,从而说明热量与电流的关系.     

問題解答

問:用附圖中的两种不同的方法進行电解銀的实驗,所消耗的能量相等,但所析出的質量却不相等,似与理論不合,应該如何理解? 电压=V伏特电压=V伏特电流=I安培电流=1/2I安培时間=t秒时間=2t秒电量=Q庫伦电量=Q庫伦m=1.118毫克m=2×1.118=2.236毫克W=IVt焦耳W=IVt焦耳     

CT-6B托卡马克的锯齿模拟

一、基本方程与计算方法 1.锯齿模式锯齿上升部分可做如下解释,焦耳加热使电流分布变尖,q减小,致使m=1的撕裂模变得不稳定,磁岛将增长。r_s是q=1处的半径,由下式给出 q(r_s)=1. (1) 磁岛宽度由给出。式中W_o为初值,Y是m=1/n=1模的线性增长率     

用于CEPC探测器超导磁体的液氮虹吸实验研究

概括了环形正负电子对撞机(CEPC)探测器超导磁体拟采用的虹吸冷却低温系统的研制背景,重点介绍了液氮虹吸实验平台的设计、组装及检漏。分别以氮气液化后的液氮填充相分离器的1/5和1/3体积的要求进行了两次实验,其常温常压下的体积分别为0.32m~3和0.47m~3。实验发现当充装量为0.32m~3时,蒸发侧加热功率达到10W后发生了烧干现象;充装量为0.47m~3时,蒸发侧加热功率达到20W后液氮回路仍循环良好,管路最大温差不到1K,管路温度分布均匀,未发生烧干现象。实验结果表明,氮气的充装量以及蒸发侧的加热功率是影响虹吸冷却效果的两个重要因素。     

电流的热效应

电流通过导体时所生之热量Q与电流强度I,异体的电阻R和通电时間t之間的关系,用焦耳——楞次定律来表示即: Q=0.24I~2Rt (1) 从(1)式可知在电流强度I相同(如串联的两根电阻线)的情况下,导体生之热与本身的电阻成正比。设R_1与R_2表示两根电阻不同的导线的电阻,当它們串联(图1)时在相同时間內生之热量分別为:     

在“汽车以恒定功率行驶”教学中应注意的一个问题

题目:(2009年高考上海题)质量为m=5×103kg的汽车在t=0时刻速度v0=10 m/s,随后以P=6×104W的额定功率沿平直公路继续前进,经t＝72s达到最大速度.设汽车受恒定的阻力,其大小为f=2.5×103N.求: (1)汽车的最大速度vm; (2)汽车在72s内经过的路程s.解析:(1)当达到最大速度时     

低温推进剂贮存中SOFI和MLI实验研究

根据低温推进剂长时间在轨贮存的要求,设计并搭建了绝热系统地面验证测试装置,对绝热系统的热力学性能进行测试。针对55L贮箱,采用了泡沫绝热(spray on foam insulation,SOFI)和多层绝热(multilayer insulation,MLI)结合的复合绝热系统,分别在高真空(5×10^-3Pa以上)和大气压条件下进行了验证实验(液氮作为替代工质)。贮箱外绝热系统为15m m厚泡沫绝热层和45组多层绝热时,高真空条件下液氮日蒸发率为0.77%,多层绝热层表观热导率为1.29×10^-4W/(m·K),据此折算为液氧时日蒸发率为0.55%。将高真空和大气压条件下的实验结果比较发现,泡沫绝热层所占热阻分别为总热阻的0.19%和45.14%。     

对"测量电介质的电容率"一文的商榷及改进意见

《物理实验》2 0 0 0年第 1 2期“测量电介质的电容率”一文 ,笔者认为存在一些问题 .文中式 ( 2 )电量 Q表述为Q =∫∞0 i C( t) dt=∫∞0VC( t)R dt显然 ,原作者认为 i C( t) =VC( t) /R,这是不对的 .对一个由电容 C与电阻 R相串连组成的RC充电回路 ,如原图 1所示 ,据基尔霍夫电压定律 ,任何瞬间 ,它都满足i C( t) R VC( t) =VE所以流过电容的电流 i C( t)为i C( t) =VE - VC( t)R在充电过程中 ,电容上的电压 VC( t)为VC( t) =VE( 1 - e- tτ)所以i C( t) =VER- VER( 1 - e- tτ) =VERe- tτ由于 i C( t)表达式的错误…     

LD泵浦Nd:GdVO4晶体1.34 μm被动调Q的研究

由于Co:LMA晶体具有良好的热机械性能、高化学稳定性和较大的基态吸收截面积,因此以Co:LMA作为饱和吸收体可实现对1.3～1.6 μm波段的激光进行被动调Q. 以Co:LMA饱和吸收体作为Q开关,研究了高功率激光二极管泵浦的c切Nd:GdVO4固体激光器1.34 μm的被动调Q. 在泵浦功率为11.5 W和优化的输出镜透过率为T=5.5%时,获得了3.01 W的静态输出功率. 利用初始透过率为T0=90%的Co:LMA晶体作为调Q器件的动态运转,可以得到的最短输出脉冲宽度、最高输出功率、最高脉冲重复率和最高峰值功率分别是32 ns,266 mW,277 kHz和187 W.     

中心螺管模型线圈交流损耗计算及测试

中心螺管模型线圈选用 Nb Ti/ Cu复合超导材料 ,超导股线直径 0 .85 m m,Cu截面积与 Nb Ti截面积比为 1.38;经过 4级绞缆和成型 ,导体尺寸为 17.4 mm× 17.4 m m,中心冷却孔直径 4 .1m m。线圈用超临界氦冷却 ,流体进口温度为 3.8- 4 .2 K,压力 6 bar,每个流道流量 2 .2 g/ s。用量热法对中心螺管模型线圈进行了交流损耗测试并与计算值相比较 ,3次交流损耗电流分别是 :30 0 A/ s速度励磁和放电 ,最大电流 5 k A ,交流损耗测量值为每脉冲 78.3J;30 0 A / s速度励磁和放电 ,最大电流 7k A ,交流损耗测量值为每脉冲 14 0 .7J;4 0 0 A/ s速度励磁和放电 ,最大电流 7k A,交流损耗测量值为每脉冲14 5 .4 J;计算值分别为每脉冲 98J,1385 J,14 2 J;两者较好相符。     

10kA超导直流输电电缆系统损耗特性研究

超导电力技术具有诸多优势和良好的应用前景,世界范围内已完成多个超导电力装置的研发和示范应用。一根360m/10kA高温超导直流输电电缆(10kA超导电缆)的研制已经完成并成功实现并网示范运行。文中介绍了10kA超导电缆主要结构参数,讨论了超导电缆损耗源,重点分析了10kA超导电缆终端、低温杜瓦管和通电导体的损耗情况,终端电流引线是超导电缆热损耗最主要来源。10kA稳态运行条件下的损耗测试情况表明,低温液氮闭合循环系统满足10kA超导电缆冷却要求,其自身低温损耗为1600W左右,与分析结论基本吻合。     

对动态缓变Reissner-Nordstrm黑洞量子辐射特征的研究

考虑到Reissner Nordstr m黑洞的质量M和荷电量Q随时间t缓慢变化的情况 ,研究了此黑洞的量子辐射特征 .结果表明 ,在动态缓变Reissner Nordstr m时空中荷电Dirac粒子的量子热辐射谱与其黑洞蒸发率及随时间t缓变的M(t)和Q(t)等因素有关 ;动态缓变Reissner Nordstr m黑洞量子非热辐射的最大能量与量子热辐射谱中的化学势相等     

高Tc超导GdBa_2Cu_3O_(7-δ)薄膜双晶晶界结及双晶结光探测器

在晶界夹角分别为 2 4°,3 2°的 YSZ双晶基片上 ,制备了高 Tc Gd Ba2 Cu3O7-δ双晶超导薄膜 ,采用光刻技术在晶界上刻出了两种不同尺寸的双晶晶界结 ,在液氮温度下观测了结的直流 I-V特性 ,用 1 0 GHz微波辐照双晶结结区 ,观察到了结临界电流的压缩和 Shapiro台阶 ,表明双晶结具有约瑟夫逊弱连接行为。用上述双晶结进行光探测 ,用波长为 0 .63 2 8μm的 He-Ne激光器辐照结区 ,系统的观测了其光响应特性 ,结果如下 :噪声等效功率 NEP =1 .9× 1 0 - 1 3W,归一化探测率 D*=5.3× 1 0 9cm Hz12 W- 1 ,响应率 Rv =4 .2× 1 0 7V/W,响应时间 τ<6.3 5× 1 0 - 7s     

一种扩散吸收式制冷系统的性能实验

设计了一套带有气液分离精馏设备的吸收扩散制冷装置,试验研究了提升管结构、热源加热温度、氨水浓度、充气压力对制冷装置的影响。新型的精馏结构在提高发生氨气纯度的同时,也可减少冷凝器的负荷(冷凝器进口温度为55℃左右)。实验在环境温度T0为25-35℃,溶液浓度ξ为25%-35%,充注压力P0为13-18 MPa,加热功率Pg为220-320 W的范围内进行。结果表明:浓度的提高可获得较大的冷量,一般28-32%为宜;适当的增加系统压力可降低蒸发温度;系统的冷量随加热功率的增加而提高;确定了提升管结构参数的选取。     

LD端面泵浦声光调QNd:YVO_4/KTA 1.53μm光学参量振荡激光器

介绍了一台连续激光二极管(LD)端面泵浦声光调Q的高重复频率、高效率1.53μm人眼安全光学参量振荡激光器。激光基质材料采用Nd:YVO4晶体,采用按Ⅱ类非临界相位匹配切割、长20 mm的KTA晶体作为非线性光学晶体。在LD泵浦功率13.7 W,声光调Q重复频率60 kHz时,获得最高平均功率2.6 W的1.53μm信号光输出,泵浦光-信号光转换效率达到19%。在最高输出功率2.6 W下测得单脉冲宽度2.9 ns,对应的单脉冲能量和峰值功率分别为43.3μJ和15 kW。     

物理下册期末测试样卷

一、填空题1. 自然界存在种电荷, 电荷之间的相互作用力叫做力.2. 一平行板电容器的电容为 50μF带电量为 5×10-3C, 两板间电压为V, 若极板间距离为5cm, 两板间的电场强度为V/m.3. 金属导体中自由电子定向移动的方向, 跟导体中电流的方向 .4. 两根同样材料的电阻丝, 长度之比为 1∶ 5,横截面积之比为 2∶3, 则它们的电阻之比为 .5. 电流通过电动机, 电能主要转变成和.6. 如图所示, AB和CD分别为螺线管的中轴线和中垂线, 交于O点, 当螺线管通电后, 螺线管内的小磁针N极指向在上述五点位置中与点相同.7. 有一边长为 0.30m的正方形单匝线…     

微波炉的物理学——2019国际物理奥林匹克竞赛理论第二题参考解答

A部分:磁控管的结构和操作A.1 LC电路的频率是f=2π/ω=2π√LC/1对于理想无限长通电螺线管内部磁感应强度B理满足环路定理∮B理.dl=B理l=μ0I∴B理=l/μ0I其中l为螺线管边界处边长为l的矩形环路中所包围的电流。     

LD泵浦Nd∶YVO4/V∶YAG被动调Q 1.34 μm激光器

利用新型实用的晶体材料V∶YAG作为被动调Q元件,实现了激光二极管泵浦Nd∶YVO4的1.34 μm激光谱线调Q运转.研究了饱和吸收体小信号透过率对激光稳定性的影响,得出使用小信号透过率T0小的V∶YAG可使激光脉冲能量和重复频率稳定的结论.在1.6 W的泵浦条件下,T0为96%、89%和85%时,4 h脉冲能量和重复频率稳定性分别为15%、10%和5%.使用T0为85%的V∶YAG,获得了平均功率输出功率96 mW,脉宽8.8 ns,重复频率25 kHz,峰值功率436 W,脉冲能量3.84 μJ的实验结果.     

LD泵浦Nd∶YVO_4/V∶YAG被动调Q1.34μm激光器

利用新型实用的晶体材料V∶YAG作为被动调Q元件,实现了激光二极管泵浦Nd∶YVO4的1.34μm激光谱线调Q运转.研究了饱和吸收体小信号透过率对激光稳定性的影响,得出使用小信号透过率T0小的V∶YAG可使激光脉冲能量和重复频率稳定的结论.在1.6W的泵浦条件下,T0为96%、89%和85%时,4h脉冲能量和重复频率稳定性分别为15%、10%和5%.使用T0为85%的V∶YAG,获得了平均功率输出功率96mW,脉宽8.8ns,重复频率25kHz,峰值功率436W,脉冲能量3.84μJ的实验结果.     

初中焦耳定律教学的重要补充实验

大家知道,使用任何用电器,其发热量只取决于其电流、电阻和通电时间,这就是焦耳定律.在提倡"探究性教学"的今天,初中焦耳定律的教学,通常在"引入新课实验"之后,教师引导学生猜想电流通过用电器产生的热量与哪些因素有关.学生根据已有的知识一般会猜想并提出:与电流、电压、电阻和通电时间有关.如何从上述4个因素引导学生归纳出:电流通过用电器产生的热量只与电流、电阻和通电时间有关,而不考虑电压这个因素呢.