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基本信息
- 項目名稱：
- 用雙臂電橋測鋼絲楊氏模量設(shè)計實驗
- 小類：
- 數(shù)理
- 簡介：
- 本實驗主要是運用雙臂電橋測微小電阻的原理，通過測量鋼絲在受力以后，鋼絲長度微小變化時電阻的變化量，推導(dǎo)出一個新的測量鋼絲楊氏模量的計算公式，從而替代原來的“光杠桿鏡尺法”，更加方便快捷、準(zhǔn)確的間接測出鋼絲楊氏彈性模量，提供了一種新的測楊氏彈性模量方法。本實驗用于鋼絲楊氏彈性模量測量，其結(jié)果和實際值能很好的相符合；本方法對于在其他物理實驗的物理量實際測量中，具有一定推廣應(yīng)用價值和實際意義。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品主要運用雙臂電橋和“四端電阻”原理，測量鋼絲的楊氏模量；設(shè)計了一種更加方便、準(zhǔn)確地測量鋼絲楊氏模量的全新方法；該方法可以完全替代原來的“光杠桿鏡尺法”測量楊氏模量。 主要儀器：楊氏模量儀，鋼絲（做成“四端電阻”形式），砝碼，雙臂電橋，導(dǎo)線等；省去了原來用的光杠桿、望遠鏡、標(biāo)尺等。 主要理論根據(jù)：運用雙臂電橋測微小電阻變化的原理，通過測量（四端電阻形式的）鋼絲在受力后，其長度變化時的電阻變化量等，從而推導(dǎo)出間接測量鋼絲楊氏彈性模量的理論公式。 本作品具有一定的科學(xué)性、先進性和獨特之處：（1）作品在原理應(yīng)用和實驗方法等方面，具有科學(xué)性；推導(dǎo)出了一個全新的測量鋼絲的楊氏模量的理論公式。（2）特別是，在設(shè)計運用雙橋測微小電阻原理，把待測鋼絲制作成“四端電阻”形式；并通過測量鋼絲受力其長度變化時的電阻變化量，更加方便快捷、準(zhǔn)確地測量出鋼絲的楊氏模量等方面，具有獨特之處。（3）本設(shè)計提供了一種全新的測量鋼絲楊氏模量的方法；可以完全替代“光杠桿鏡尺法”；目前在國內(nèi)大學(xué)物理實驗課中尚沒有發(fā)現(xiàn)類似的物理實驗。（4）測量結(jié)果和實際值能很好的相符合。 該作品的理論推導(dǎo)公式和實驗方法，可以用在很多物理實驗和工程實踐中一些類似的物理量的測量，具有較廣泛的推廣運用價值和現(xiàn)實意義。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 1.主要目的：設(shè)計用雙臂電橋和“四端電阻”測量鋼絲的楊氏模量，推導(dǎo)出一種全新的測量楊氏模量的理論公式，展示并提供一種可以完全替代“光杠桿鏡尺法”測量楊氏模量的全新方法，使得測量更加方便快捷、準(zhǔn)確。 2.基本思路：主要是運用雙臂電橋測微小電阻變化的原理，通過測量鋼絲在受力后，其長度變化時電阻的變化量，從而間接的測出鋼絲楊氏彈性模量。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 1、作品在設(shè)計原理應(yīng)用和實驗方法上具有科學(xué)性。 2、特別是在運用雙臂電橋測量微小電阻原理，把待測鋼絲制作成“四端電阻”形式，并通過測量鋼絲楊氏模量長度微小變化時電阻的變化量，從而可以替代“光杠桿鏡尺法”間接測出鋼絲的楊氏模量等方面，具有先進性和獨特之處。 3、本設(shè)計為大家提供了一種全新的測量鋼絲楊氏模量的方法，在國內(nèi)一般大學(xué)物理實驗課程中尚沒有發(fā)現(xiàn)類似的物理實驗。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 實際應(yīng)用價值明顯，具有現(xiàn)實意義： 把雙臂電橋和“四端電阻”的原理，應(yīng)用于實際測量鋼絲的楊氏模量；測量結(jié)果和實際值能很好地相符合；并且推導(dǎo)出了一個全新的測量鋼絲的楊氏模量的理論公式；對于某些物理實驗和工程實際中的一些的物理量測量，具有較廣泛的推廣應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本設(shè)計實驗主要是運用雙臂電橋測微小電阻的原理，通過測量鋼絲在受力以后，鋼絲長度微小變化時電阻的變化量，推導(dǎo)出一個全新的測量楊氏模量的理論公式；從而可以替代原來的“光杠桿鏡尺法”， 更加方便快捷、準(zhǔn)確的間接測量出鋼絲楊氏彈性模量；本設(shè)計提供了一種全新的測楊氏彈性模量方法；經(jīng)過實際測量鋼絲楊氏彈性模量，其結(jié)果和實際值能很好地相符合。實際設(shè)計實驗中，在把鋼絲制作成“四端電阻”時的絕緣問題有一定技術(shù)難度。該作品的理論推導(dǎo)公式和實驗方法，對于物理實驗中和實際工程實踐中類似的一些物理量的實際測量，具有較廣泛的推廣應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義。
獲獎情況
- 1.本作品于2010年11月曾榮獲江蘇省高校第七屆大學(xué)生物理及實驗科技作品創(chuàng)新競賽“中天科技”杯一等獎。（發(fā)獎單位：江蘇省物理學(xué)會） 2. 本作品在2010年河北工業(yè)大學(xué)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新訓(xùn)練實踐暨競賽活動中獲一等獎。
鑒定結(jié)果
- 該作品完全是由申報者自行設(shè)計完成的，其實驗結(jié)果與實際能值很好的相符合。 申報情況真實可靠。
參考文獻
- 參考文獻： [1] 馬文蔚、解希順、周雨青主編，物理學(xué)第五版，高等教育出版社，2006 [2] 魏懷鵬，展永，大學(xué)物理實驗，天津大學(xué)出版社，2005 [3] 魏懷鵬，計算機故障檢測維修及物理應(yīng)用技術(shù)，天津科學(xué)技術(shù)出版社，2004
同類課題研究水平概述
- 作品的意義：該作品具有很好的實際意義和價值，對于進行工程教育、創(chuàng)新教育，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、實踐能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)具有實際意義和價值。目前在國內(nèi)大學(xué)物理實驗課中尚沒有發(fā)現(xiàn)類似的物理實驗。 技術(shù)水平、適用范圍：該作品在理論及推導(dǎo)和實驗方法上有一定的創(chuàng)新性和獨特之處，且使用方便、成本低，在物理實驗和實際工程實踐中的物理量測量有一定的應(yīng)用和推廣價值。
