xwjzc.cn-人妻在线日韩免费视频,久久久精品人妻一区二区三区蜜桃,丰满老熟好大BBB,日韩无码专区

低成本迷你電子秤在物理實驗中的應用

時間:2017-05-20 04:41:43   點擊數:

度的 迷你 設計 創(chuàng) 新實   不 僅 簡 單直 觀 ,   還 有高 精度 數字化 測量 的 特 點 。    幾 個 實 驗裝 置 分別為 “ 用 迷你 電 子秤 顯示 熱脹 冷 縮 和 微 小 形 變 ” “ 用 迷你 電 子秤 探 究電  ” “ 用 迷你 電 子 秤 演 示 超重 與 失重 現 象” 

科學 發(fā)展  很 多 物美價 廉 的 新 型 電 子 測量設備不 斷涌現 ,  給我們 日 常 生活 帶來 了 極大 便利 ,也給物 理 實驗 改進 提供 了 新 思 路 和新手段。迷你電子秤就是其中很有代表性的一款產品。

小編近年來 積極 應用迷 你電 子秤來創(chuàng)新改 進物 理實驗  取 得 了 的成果。現把幾個應用迷你電子秤的改進實驗介紹如下,以期和各位物理同仁共同努力,創(chuàng)新改進中學物理實驗教學。

一、迷你 枰及 拆解 分離 傳感器

如圖  所示 為目 前 淘寶 網 售 的 兩款迷你電子秤及其拆解圖式, 其 大小 和 常 見 的4寸屏智能手機差不多,相當迷你。其中 量程 00  g精度0.1g的銷價約16元,量程10g,精度0.001g的售價約60元。不僅發(fā)現這種 秤價格 低廉  而且 度較 特別是精度度0   0 0 1  g 的迷你電子秤,完全可以應用于要求精度較高的物理實驗中。

成本1.png

觀察迷你電子秤拆解后的內部結構,可以欣喜地發(fā)現“  傳感器 ”  “  路板及顯 部分 ” 是可 的,  它們 之間僅 僅通過 4 根 軟導 線 相 連接 。    只 要 換 用 4根足夠長 軟導線   就 能把“  傳感  ” 從迷 子秤分離出來。

為什 把傳感 單獨分離 呢?因為很多物理實 傳感器需要和  起 運 動 , 而力的 小必 須通 過靜止的顯示器才能看得清楚。

可能有的 老師會擔心換 用較 長的 軟導線 后,其電阻阻會不會對量結 果產生影響 ?較長軟導線更 受到夕卜 電磁 干擾而會不會影響精度?小編經過實際測量對比,發(fā)現以上擔憂完全沒有必要。一個原因是該迷你電子秤有去皮置零功能,第二個原因是軟導線中傳輸的是較強的直流信號,受外界雜散電磁場的影響極小。

二、實驗改進案例

1.用迷你電子秤顯示熱脹冷縮和微小形變

電子秤中的力傳感器工作原理是受到壓力使得傳感器發(fā)生微小形變,從而引起電阻明顯變化,該電阻變化可以精準地被電路檢測出來,該傳感器非常靈敏,微米數量級的形變就能引起讀數顯著變化,其靈敏度明顯比傳統的指針式放大微小量以及光放大微小量更高。

如圖2所示為用迷你電子秤演示熱脹冷縮裝置。如圖 示為 “  電子

成本2.png  ” 裝置。     個較 木底  用 固 定 夾 把 迷你 電 子秤豎立 固定在左端 。底座右側鉆 讓金屬 桿通 調節(jié)金 桿使得 剛好碰觸到電子秤的秤盤,用旋 把金屬桿牢牢    首先按 “ 去皮清 ” 鍵使得讀數為 零,   然 后用蠟 燭燒烤金 屬 桿。不一會兒, 看到 子秤讀數快速變大甚 程,  撤去蠟燭,   又會看 到 讀數慢慢變小。

小編實驗中發(fā)現,甚至冬天僅僅用 手握  就能使 得電 子秤讀數明顯變大,

太靈敏了。

成本3.png

如圖3所示為用迷你 秤演示  小形變,裝置。該裝 一塊較短較厚 高密 度纖維板的形變放大得非常清晰,而進  實驗的激光微小形變演示儀側不能明顯顯示出來。

要注意高密度纖維板不能直接和0.001g的電子秤秤盤接觸,否則系統稍有震動,就會使得電子秤超量程。解決 辦法 是在二  層 泡沫板,   就足夠把 微小形變產生 的 壓力  給電 。同樣在 用力 按壓纖維板前 需要 子秤進行去皮清零 

2.用迷你電子秤探究 的作用力

通常 個帶電小球 用力 非常微小,難以用實驗用測力計去測量,故一些相關改進實驗都采用了杠桿或扭秤等靈敏裝置去間接測量。其實,采用精度為0.001g的迷你電子秤,完全可以直接測量庫侖力并直接顯示。

成本4.png

動鎖定裝 移動    將精度 〇.   00 1  g 的 電 子 秤放在底座 上 ,金屬 球 A 通 過絕 緣桿 用萬能膠固定在秤盤上。這樣,  整個裝 置 就做好 了 。

特別注意的是,兩個金屬球要完全一樣,并盡量選擇質量小的, 子砰 會因 超量程 錯,因為清零后量程只有10g,此外兩個小球,筆者采用直徑3cm空心塑料小球表面貼上錫箔做成。絕緣桿采用圖書館裝訂機用的5mm粗細的熱熔管,整體質量在6g左右。

首先讓電 子秤去 皮清零  然 后用范 氏 起電 機使兩小球帶電, 電子  即 就 顯 讀數 了 。讓金屬小球B靠近A,可觀察到讀數越來越大, 發(fā)現距離變?yōu)橐话霑r,讀數約變?yōu)?/span>4倍,用分電球把小球A的電量分去一半,又可發(fā)現讀數也約變?yōu)橐话搿?/span>

本裝置 簡單快 性探究庫侖力大小,但定量 探究較為 粗略 誤差在10%-20%之間,筆者多次改進裝置和實驗均不能使誤差明 顯減小。筆者認為誤差來源主要 為兩球 較小時互 影響 使得 電荷重新分布,不能再視 電荷了。但如距離很大或小球太小又會引起庫侖力太小而無法測量,且距離太大受外界雜散電場和電荷的影響也將不可忽視。

3.用迷你電子秤演示超重與失重現象

成本5.png

在電 梯底

兩塊緩 沖海綿 用是確保萬一電梯來不及減速與 裝置底座或 木 盒起緩 沖 作用 。先讓 電 梯靜止懸空 在最低點 , 此 時觀察 顯示器讀 數并記 錄 , 可發(fā)現讀數 N=mg然后 調速旋鈕快速固 定在 較小位 暫加速后 做勻 運動,  提醒 學生 觀 察 勻速時的 顯 示器讀 數 ,   可發(fā) 現 仍 有N=mg.最低點時緩慢調速旋鈕 梯即 上加速,可發(fā)現讀數N?mg,加速運動到中間高度附近再緩慢反向轉動調速旋轉,電機即向上減速,此時,讀數N。把減速電機切換到反轉模式,同樣可以演示向下運動過程中的超重或失重現象。

需要注意的是,如條件允許,豎直支架越高越好,這樣演示過程時間較長,便于觀察研究。另外,當電梯接近最高點或最低點時要 快速反 轉調速旋鈕 至 零 ,讓電梯較快停 止 以 避免猛 烈撞擊 。