自制金割效应物理摆的研究性实验

金割效应物理摆是将数学中的优选法与物理实验中的复摆结合起来并用计算机处理数据的自制教学仪器.把金割效应物理摆作为研究性实验进行开设,更有利于培养学生的开拓精神和创新能力.     

A Compact Magnetically Insulated Line Oscillator with New-Type Beam Dump

We present a compact improved model of the magnetically insulated line oscillator with new-type beam dump and other novel features. In the experiments, high-power microwave of the TM01 mode is generated from the device with a frequency range of 1.73-1.78 GHz and a peak power level of above 2 GW, when the diode voltage is taken in the range 520-540kV, and the diode current is in the range 58-62kA. This confirms the simulation results.     

两质点两滑轮组成的两自由度问题的再研究

对文献[1]中提出的两质点两滑轮组成的两自由度问题，现采用简化物理模型，用牛顿力学方法分析绳中张力随右边B球摆角θ的变化，进而列出左边A球所受合外力随θ角变化的表达式，作出图像，可较为合理地解释其实验现象。     

电磁加载下的高能量密度物理问题研究（续2）

3.2电磁驱动的高能量密度动力学研究3.2.1固体套筒内爆动力学实验磁力驱动下高速内爆的金属套筒是一个柱形会聚撞击器(又称为飞层),可用来进行冲击压缩和许多流体动力学实验,为此当撞击内部靶芯时套筒内表面附近必须接近于固体状态的密度,因而称为固体套筒。如同气体炮是标准的平面冲击加载装置那样,电磁驱动的固体套筒是柱面会聚冲击实验的通用平台,其能力和精度明显超过爆轰会聚装置,而且没有爆炸带来的种种不便之处。为了用各种材料作撞击器,在轻质良导体(如铝)驱动筒内侧衬上用所需材料制作的薄筒,组成所谓复合套筒。固体套筒内爆动力学…     

测量圆盘转动惯量产生误差的曲线研究

结合三线摆实验的基本过程,进行实验数据的采集。利用投影法来测量圆盘的转角大小,借助于matlab的cftool工具箱,对数据进行曲线拟合,对测出来的二组数据拟合,得到转角与百分差曲线图。通过误差的大小比较,得出圆盘转动惯量测量值与理论值的百分差随转角变化最接近于三次曲线。     

虚构的法拉第定律与几个关键实验不符

由于法拉第定律是虚构,所以它不具有普适性,感应电流的产生与磁通量变化率无关,产生感应电流的物理本质是完整洛伦兹磁力。     

简易旋转倒立摆及控制装置的系统设计

采用ATmega128作为本旋转倒立摆控制装置的主控芯片,通过直流电机对旋转臂进行控制,实现对摆杆的旋转控制。用编码器对摆杆旋转角度进行测量,将旋转位移转换成数字脉冲实现控制。通过对编码器设定零点,运用PID算法实现精确控制摆杆的摆动角度与状态。测试结果表明,该简易旋转倒立摆及控制装置的系统设计方法科学,具有性能稳定、抗干扰能力强、控制精确,可靠性高,节能环保等优点。     

三线摆实验中摆角偏大产生的误差及修正方法

研究了三线摆实验中摆角偏大(5°θ20°)时对测量转动惯量产生的误差和修正办法。实验发现随着摆角的增大,测得的圆盘转动惯量也会相应偏大,从而导致测量误差增大。文章通过进一步的理论分析解释了这一现象,并对测量结果进行了系统误差修正。     

基于动态磁耦合的驰振能量收集器动力学分析

为了提高能量收集系统在低风速下的能量收集效率,将动态磁铁非线性引入到驰振能量收集系统中。在悬臂梁的末端和底座上分别安装一对磁极相斥的磁铁,其中安装在底座上的磁铁与弹簧相连,可随着磁斥力的变化而垂直移动。首先,根据能量法建立了磁耦合驰振能量收集系统的多场耦合振动控制方程。其次,通过Runge-Kutta数值计算方法比较分析了低风速下动态磁耦合驰振能量收集系统(DM-GEH)和固定磁耦合驰振能量收集系统(FM-GEH)的电压输出。DM-GEH系统的切入风速提前了81.82%,在1 m/s～5 m/s风速范围内能量收集效率提高了124.22%。最后,针对弹簧支撑刚度进行参数优化,提升了低风速下的能量收集效率。结果表明,通过改变磁铁支撑方式至弹性支撑将改变系统的振动频率并且降低切入风速,相较于弹簧刚度为1 000 N/m时,弹簧刚度为500 N/m时的系统的切入风速降低了54.55%,能量收集效率提高了15.35%。