利用智能手机磁传感器研究单摆运动

本文基于Phyphox手机App,利用智能手机中的磁传感器(电子罗盘)研究磁性单摆运动.结果表明,不同最大摆角测量出来的磁感应强度随时间变化规律不同.只有最大摆角小于1.时,单摆才可看作简谐振动.不同最大摆角的磁感应强度随时间变化曲线可以用磁偶极子模型结合大角度单摆公式来描述.利用磁传感器测量的当地重力加速度为9.86...     

利用智能手机磁传感器测量亥姆霍兹线圈磁场

通过预实验确定智能手机磁传感器的位置后,用其测量亥姆霍兹线圈轴线的磁场分布,验证毕奥-萨伐尔定律及磁场的叠加原理,提供一种较为精确而简便的测量磁场的新方法.     

利用智能手机磁场传感器测量刚体的转动惯量

在三线摆法测量刚体转动惯量实验中,利用智能手机磁场传感器和Sensor Kinetics Pro软件,通过绘制"磁场强度-时间"图像,计算刚体转动周期,进而达到测量刚体转动惯量的目的。并将手机法测量结果与传统实验方法所得结果进行对比,验证其准确性。     

基于法拉第磁光效应测量空间磁场

在法拉第效应中,线偏振光通过加有外磁场的磁光介质时,其光矢量发生了旋转.光的偏振方向旋转的角度与磁场沿着光波传播方向的分量呈线性正比关系,因此通过测量旋光角度即可得到相应的磁场大小.本实验创新性地提出基于法拉第磁光效应测量空间磁场的方法,利用了半影法减小测角器的测量误差,更加精准地找到了消光位置.实验测得实验室环境中空间磁场的磁感应强度B=0.287 mT,并得到磁偏角大小为θ=7.688°.与使用磁阻传感器进行测量的数据相比,磁感应强度的相对误差为η_B=4.6%,磁偏角的相对误差为η_θ=9.8%.     

基于智能手机加速度和速度传感器刚体转动惯量的测量

将智能手机的加速度和速度传感器引入三线摆法测量刚体转动惯量实验中，使刚体摆动的周期性过程更加形象化，并通过手机自动绘制的“加速度-时间”和“速度-时间”图像获取刚体摆动周期，实现对刚体转动惯量的测量。实验结果表明，智能手机传感器测量数据合理，相对误差在实验允许范围内。将智能手机引入大学物理实验教学，不仅可以增强学生对新技术的认知，激发学生对新知识的渴望，而且可以拓展学生思维，培养学生创新精神。     

磁秤

磁感应强度B是电磁学中一个重要的基本概念。中学物理教材引入磁感应强度概念时均指出“实验表明:通电导体受到的磁场力跟电流强度I和导体的长度l成正比”,强调了实验的基础性。用我们制作的“磁秤”进行教学,可使学生获得丰富的感性认识,对深刻理解B的物理意义大有裨益。     

用磁致旋光效应估测二维磁场分布

为了克服现有测量磁场方法只能单点测量的局限性,基于法拉第磁光效应原理,提出利用磁致旋光估测磁场的方法,提高了磁场测量的效率,获得了磁场的直观分布.建立磁致旋光估测磁场的实验装置,测量了永磁体的磁场,用CCD采集了偏振光通过磁场的图像,通过程序处理可获得磁铁产生的局部磁场二维分布图,并可求得二维分布图上任意点的磁感应强度.     

利用智能手机磁力计测量液体黏滞系数

利用智能手机搭建了一套可视化的简谐振动系统,通过小球在液体中欠阻尼振动的振幅衰减,测量液体的黏滞系数。实验使用手机Phyphox软件中的磁力计传感器,将小球欠阻尼振动振幅的测量转化为磁感应强度大小的测量,并通过Origin软件对采集的数据进行非线性拟合,得到液体阻尼因数,求出液体的黏滞系数。     

关于电磁感应法测量载流圆线圈轴线上磁场分布的研究

利用毕奥-萨伐尔定律求解载流导线所产生的磁场分布是电磁学中一个非常重要的问题。由于载流圆线圈上的所取的电流元■在轴线上某点处所产生的磁感应强度■方向的取向是三维空间的取向,导致学生对此普遍认为比较抽象,对计算结果难以理解。本文以载流圆线圈轴线上磁场分布为例,通过电磁感应法测量磁场的实验方法测量载流圆线圈轴线上的磁场,实验测量所得的数据图表能够将载流圆线圈轴线上磁分布特点形象的描绘出来,并且实验结果很好的验证了由毕奥-萨伐尔定律求解得到的载流圆线圈轴线上磁感应强度公式,此应用在实践教学中将新的实验技术与电磁学理论相结合的教学模式,使抽象的物理概念和公式变得更加具体化、形象化,也收到了良好的教学效果。     

基于PASCO平台的磁悬浮陀螺实验研究

利用PASCO实验平台的磁感应强度测量传感器,测量了方形永磁体轴线处不同高度上的磁感应强度.然后根据磁悬浮陀螺稳定悬浮的条件和方形永磁体磁场分布的解析表达式,提出了确定陀螺稳定悬浮高度范围的一种简化方法.实验测量表明,所采用的简化方法能方便确定陀螺悬浮的高度范围.     

巨磁电阻特性的研究及其在物理实验教学上的应用

阐述了巨磁电阻效应的机理,利用AA002系列巨磁电阻(GMR)器件测量了单个巨磁电阻的阻值与磁场磁感应强度的关系以及AA002系列巨磁电阻(GMR)器件的输出电压与外磁场的关系,研究了巨磁电阻效应的特性,并设计了巨磁电阻器件在物理实验教学中的实用性比较广泛的系列实验.     

利用力敏传感器和安培定律测量磁感应强度的一种新方法

利用硅压阻式力敏传感器和安培定律测量磁场的磁感应强度.介绍了测量原理并用它测量了永久磁铁的磁场,实验结果表明,该方法具有测量误差小、便于操作等优点,对开放性实验教学有较好的参考意义.     

基于智能手机的液体表面张力系数测量

对FD-NST-B型液体表面张力测量仪加装额外的蓝牙通讯模块,并利用智能手机的蓝牙功能,使实验仪器能够通过蓝牙连接到智能手机上;同时开发出了专门的手机实验软件对该实验仪器进行控制,通过手机实验软件完成仪器数据的采集,并把采集到的所有数据在手机屏幕进行绘图,只需要观察手机屏幕上数据曲线,就能快速地得到精确的实验数据.该手机实验软件克服了传统实验模式的缺点,能够排除人为因素的影响,减小实验的偶然误差,提高测量的精确度.     

Bi系超导带材的的激活能和钉扎势

本报道了在液氮温区外磁场平行ｃ轴状态下，测量不同工艺制备的银包套Ｂｉ系超导带材短样的磁回滞曲线和磁弛豫曲线。计算了样品的Ｊｃ，激活能和钉扎势，从５００Ｇｓ到５５００Ｇｓ，激活能在７４ｍｅＶ－８２ＭＥｖ范围内随磁场上升变化较小，钉扎势在１２ｍｅＶ－４９ｍｅＶ范围内随磁场上升而下降。     

集成霍尔传感器特性测量与应用实验的改进

对大学物理实验中集成霍尔传感器特性测量与应用实验的进行了改进.提出了用专门的螺线管测量灵敏度,使用2片正交放置的霍尔片测量待测通电螺线管中磁场磁感应强度,并给出了具体的测量步骤和电路设计以及测量结果.     

磁电阻式传感器及其应用

介绍了由８１ＮｉＦｅ／Ｃｒ多层膜制作的磁电阻式传感器的新应用。一对易磁化轴相互垂直的磁电阻元件构成二维磁场探头，用它检测了钢板上人工微裂缝附近的磁场分布。磁电阻元件与永磁块组合构成力矩传感器，用于人体重心摇摆检测。     

变电站接地网导体埋深检测方法与技术

为了获得变电站接地网导体的实际埋设深度(埋深),通过对变电站接地网注入一定频率的励磁电流,利用电磁感应方法测量地表面两个不同位置的磁感应强度,根据两个磁场与测点的位置信息,得到接地网导体的具体埋设深度.理论分析了检测方法的可行性,设计研制了检测装置,实验室实验和站内现场试验测试,验证了方法的正确性.理论分析和测试结果表...     

利用霍尔元件测永磁材料的静态特征

利用霍尔元件测永磁材料的静态特征石环英，石琳（长沙铁道学院４１００７５）（湖南大学）在大学物理实验中有一利用霍尔效应测永磁材料磁场的实验，测量Ｃ型电磁铁空隙中的磁感应强度．本人以此实验为基础，设计了一种利用霍尔元件测永磁材料静态磁特性的设备．一、实验...     

某型无人机系统雷电脉冲磁场效应

为检验雷电脉冲磁场辐射环境下无人机系统的安全可靠性,以某型无人机为试验对象,利用亥姆霍兹线圈和雷电浪涌发生器模拟雷电脉冲磁场,开展了无人机雷电脉冲磁场效应试验。实验结果表明,GB50057-94推荐的8/20μs雷电脉冲磁场不会干扰无人机通信而导致数据链失锁,但是机载三轴磁航向传感器受磁场干扰严重,产生零点漂移并造成已知方向上读数偏差,且放电极性决定航向角变化趋势。经过机理分析发现,在线性工作区间内磁航向传感器能够利用各向异性磁阻效应引起电阻阻值变化的规律正常工作,但高峰值雷电脉冲磁场会导致坡莫合金电阻内部磁畴排列紊乱而出现磁化,改变了传感器磁敏感度以及输出特性,且只出现在磁敏感方向上。     

利用智能手机外设传感器可视化测量导热系数

基于传统导热系数的测量方法,将集成式温度传感器换为测温更加灵敏且能通过蓝牙与智能手机连接实现可视化测温的探针温度传感器,利用其配套软件导出实验数据至手机Excel并直接利用手机Excel拟合出“温度-时间”曲线,计算待测物体的导热系数.研究结果表明,与传统方法相比探针法测得的实验结果相对误差更小、不确定度也更小.利用智能手机外设传感器进行可视化测量,不仅可以扩充智能手机的物理测量范围,还可以发挥智能手机的计算功能,从而在一部手机上完成物理测量和数据处理的全过程,方便开展居家实验,为今后创新性实验研究开创新的思路.