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利用Multisim和Mathematica求解最大功率

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中学物理 2025年第1期43卷 44-46页

作者：张玲合肥工业大学物理学院安徽合肥230001

人教版高中物理必修第三册第十二章“闭合电路欧姆定律”中,最大功率计算是高中教学以及高三复习的一个难点.以一道高三题目为例,通过结点电压法和网孔电流法的计算,并将Multisim仿真软件和Mathematica软件用于解决直流电路中含有滑动... 详细信息

人教版高中物理必修第三册第十二章“闭合电路欧姆定律”中,最大功率计算是高中教学以及高三复习的一个难点.以一道高三题目为例,通过结点电压法和网孔电流法的计算,并将Multisim仿真软件和Mathematica软件用于解决直流电路中含有滑动变阻器的电功率问题的教学,避免“定值电阻的最大功率”和“可变电阻的最大功率”等概念的混淆,操作简便,数据直观,有助于学生对这一难点的理解和突破.

关键词：最大功率结点电压法网孔电流法 Multisim Mathematica

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热电池FeS_(2)-CoS_(2)复合正极材料利用率的影响因素

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火工品 2025年第1期 70-76页

作者：宋卫兵孙现忠康二维王磊骆静何董琦白银祥钱玉敏西安北方庆华机电有限公司陕西西安710025 北京理工大学物理学院北京100081

采用高能球磨和磁悬浮筛分法制备了不同粒径的FeS_(2)-CoS_(2)复合正极材料,并通过单体电池放电试验研究了LiB/LiCl-LiBr-KBr/FeS_(2)-CoS_(2)热电池中正极材料粒径、正负极质量比和放电温度对正极材料利用率的影响。结果表明:在450℃... 详细信息

采用高能球磨和磁悬浮筛分法制备了不同粒径的FeS_(2)-CoS_(2)复合正极材料,并通过单体电池放电试验研究了LiB/LiCl-LiBr-KBr/FeS_(2)-CoS_(2)热电池中正极材料粒径、正负极质量比和放电温度对正极材料利用率的影响。结果表明:在450℃条件下,当FeS_(2)粒径为7.85~59.12μm时,正极材料利用率随FeS_(2)粒径的减小而增大;当FeS_(2)粒径为3.30~7.85μm时,正极材料利用率随FeS_(2)粒径的减小而减小。FeS_(2)(7.85μm)-CoS_(2)(8.06μm)复合正极单体电池的放电性能最佳,截止电压1.5 V时,其放电比容量为342.4 mA·h·g^(-1),正极材料利用率为48.8%。随着单体电池工作时间的延长,其放电比容量随正负极质量比的减小而增大,在正负极质量比为1.67时,450℃条件下的FeS_(2)-CoS_(2)复合正极单体电池的放电比容量高于400℃和500℃,截止电压1.5 V时,其放电比容量为389.2 mA·h·g-1,正极材料利用率高达55.5%。

关键词：热电池预处理正极材料利用率正负极质量比放电温度

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灰霉菌侵染葡萄叶片初期的蛋白质组学研究

园艺学报 2025年

作者：赵钰磊李珊李承男马金龙马红义尹晓宁夏大学葡萄酒与园艺学院

利用非标记定量蛋白质组学技术，对易感灰霉病的欧洲葡萄（Vitis vinifera）品种‘黑比诺’和高抗灰霉病的野生山葡萄（V. amurensis）品种‘双优’的幼嫩叶片进行灰霉菌接种，以接种无菌水为对照，分析二者在灰霉菌侵染初期（接种12 h... 详细信息

利用非标记定量蛋白质组学技术，对易感灰霉病的欧洲葡萄（Vitis vinifera）品种‘黑比诺’和高抗灰霉病的野生山葡萄（V. amurensis）品种‘双优’的幼嫩叶片进行灰霉菌接种，以接种无菌水为对照，分析二者在灰霉菌侵染初期（接种12 h）的差异表达蛋白。2个品种共鉴定出12 210个蛋白质，在‘黑比诺’中，检测出868个差异表达蛋白，‘双优’中检测出1 946个差异表达蛋白。通过GO和KEGG富集分析，发现差异表达蛋白主要集中于代谢通路、次生代谢物、氨基酸代谢等信号途径中。在2个品种中共筛选出10个关键差异表达蛋白，并且在高抗品种‘双优’中筛选出的过氧化物酶、谷胱甘肽转移酶、酯氧合酶、乙醛脱氢酶、二苯乙烯合酶的表达量发生上调，NADH脱氢酶和碳酸酐酶的表达量受到抑制，说明以上蛋白在‘双优’叶片受到灰霉菌侵染过程中起重要作用，其中过氧化物酶在易感品种‘黑比诺’中也有表达，表明过氧化物酶在葡萄叶片受灰霉菌侵染初期积极响应，是重要差异表达蛋白。

关键词：葡萄灰霉菌蛋白质组学差异表达蛋白实时荧光定量PCR

基于定向声源的局域型声学斯格明子模式的选择性激发

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物理学报 2025年

作者：张孝悦徐华锋陈婉娜周农吴宏伟安徽理工大学力学与光电物理学院安徽理工大学基础物理研究中心

声学斯格明子模式是一种在声学结构表面产生的速度场矢量拓扑纹理结构，这种受保护的矢量分布为先进的声音信息处理、传输和数据存储提供了新的维度. 在本文中，我们设计了一种波导和螺旋结构的组合结构，利用定向声源激发波导模式传输... 详细信息

声学斯格明子模式是一种在声学结构表面产生的速度场矢量拓扑纹理结构，这种受保护的矢量分布为先进的声音信息处理、传输和数据存储提供了新的维度. 在本文中，我们设计了一种波导和螺旋结构的组合结构，利用定向声源激发波导模式传输进而实现对局域型声学斯格明子模式的选择性激发. 通过理论分析和数值仿真，我们研究了自旋声源，Huygens声源，Janus声源在此结构中激发的压力场分布以及速度场分布，展示了组合结构中声表面波的定向传输性质和选择性激发的声学斯格明子模式. 这种波导激发方式是一种激发声学斯格明子模式的新手段，使得声学斯格明子模式的激发更加灵活. 并且这种波导激发的方式在更复杂和更大规模的声学系统中有着重要的应用潜力，研究结果可能促进对声学近场物理的对称性理解，为利用声波操控粒子开辟新的路径，还可能为设计先进声学器件开辟新途径.

关键词：声学超构材料声学斯格明子声波定向传输

酿酒酵母菌和乳酸菌处理玉米秸秆对滩羊瘤胃发酵参数及生产性能的影响

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中国畜牧杂志 2025年

作者：别雪马步仓赵海霞马慧敏马玲周玉香宁夏大学动物科技学院

本试验旨在研究酿酒酵母菌和乳酸菌处理玉米秸秆对其营养价值和滩羊瘤胃参数、消化代谢及生产性能的影响。将40只3月龄的健康无病、体重（26.86±4.23）kg的滩羊公羔随机分为对照组（自然发酵秸秆组）、酿酒酵母组、乳酸菌组和酿酒酵母... 详细信息

本试验旨在研究酿酒酵母菌和乳酸菌处理玉米秸秆对其营养价值和滩羊瘤胃参数、消化代谢及生产性能的影响。将40只3月龄的健康无病、体重（26.86±4.23）kg的滩羊公羔随机分为对照组（自然发酵秸秆组）、酿酒酵母组、乳酸菌组和酿酒酵母菌+乳酸菌组，每组10只。酿酒酵母菌和乳酸菌浓度均为109CFU/mL。预试期15 d，正试期80 d。结果表明：3个试验组干物质表观消化率高于对照组（P<0.01）；酿酒酵母+乳酸菌组粗蛋白质表观消化率高于对照组和酿酒酵母组（P<0.01），且乳酸菌组高于对照组（P<0.01）；乳酸菌组、酿酒酵母+乳酸菌组可消化氮高于对照组（P<0.05）；酿酒酵母+乳酸菌组总增重和平均日增重高于对照组和酿酒酵母组（P<0.05）；在50 d和75 d时，乳酸菌组、酿酒酵母+乳酸菌组氨态氮含量低于对照组（P<0.05）；在50 d时，3个试验组的果胶酶活性、微生物蛋白含量均高于对照组（P<0.01），酿酒酵母+乳酸菌组果胶酶活性高于酿酒酵母组、对照组（P<0.01）；在75 d时，乳酸菌组、酿酒酵母+乳酸菌组纤维素酶活性高于对照组（P<0.05）；酿酒酵母+乳酸菌组果胶酶和脂肪酶活性均高于对照组（P<0.05）；酿酒酵母+乳酸菌组微生物蛋白含量高于酿酒酵母菌组和对照组（P<0.01），酿酒酵母组和乳酸菌组高于对照组（P<0.01）；乳酸菌组pH低于对照组和酿酒酵母组（P<0.01），乳酸菌组、酿酒酵母+乳酸菌组乙酸含量高于对照组（P<0.05），酿酒酵母+乳酸菌组丁酸含量高于对照组（P<0.05）。本试验条件下，使用酿酒酵母菌和乳酸菌复合处理发酵玉米秸秆的效果最佳。

关键词：酿酒酵母菌乳酸菌瘤胃发酵生产性能滩羊

卤素及含氧元素掺杂对α-2-石墨炔纳米带的NDR与自旋过滤效应的调控研究

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物理学报 2025年

作者：李晓波刘帅奇黄演马玉丁文策湘江实验室&湖南工商大学微电子与物理学院湖南工商大学智能工程与智能制造学院

随着集成电路制备对尺寸要求的逐步提高，电子器件的微型化研究受到越来越多科学家的青睐。本研究通过采用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法，系统研究了卤素等元素边缘修饰对α-2-石墨炔的电子能带结构及其器件的电子输运特性的... 详细信息

随着集成电路制备对尺寸要求的逐步提高，电子器件的微型化研究受到越来越多科学家的青睐。本研究通过采用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法，系统研究了卤素等元素边缘修饰对α-2-石墨炔的电子能带结构及其器件的电子输运特性的调控作用。从能带结构研究发现，在反铁磁组态下多种元素掺杂都使得α-2-石墨炔表现出独特的半导体属性。特别是，采用氧元素边缘修饰的α-2-石墨炔周期性结构在费米能级附近展现出较为复杂的结构特性。此外，电子器件研究表明氟(F)、氯(Cl)、氧(O)、氢氧根(OH)元素掺杂调控下器件展示出明显的负微分电阻效应(NDR)和自旋过滤效应。有趣的是，研究发现外加电压为-0.4V时自旋平行配置下器件的自旋过滤效率高达84%。本文通过进一步分析其传输路径、透射谱与局域态密度来阐释NDR效应与自旋过滤效应的产生机理，为理解α-2-石墨炔在电子输运中的独特行为提供充分的理论依据。该研究将在新型逻辑器件、集成电路、微纳电子机器等热点领域的研究中发挥明显的应用价值。

关键词： α-2-石墨炔第一性原理边缘修饰负微分电阻效应自旋过滤效应

双氰胺改性芦苇生物炭对水中硝态氮吸附特性研究

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中国环境科学 2025年

作者：水金保夏苑齐娅荣肖廷琦钟艳霞宁夏大学生态环境学院清华大学环境学院宁夏大学土木与水利工程学院

我国氮肥利用率较低且氮流失严重，易引发水体富营养化及地下水污染，而添加生物炭可有效缓解此现状。基于此，本文以盐酸、双氰胺、氯化镁为活化剂，对芦苇生物炭进行改性处理，研究不同pH、添加量、初始溶液浓度对4种生物炭吸附硝态... 详细信息

我国氮肥利用率较低且氮流失严重，易引发水体富营养化及地下水污染，而添加生物炭可有效缓解此现状。基于此，本文以盐酸、双氰胺、氯化镁为活化剂，对芦苇生物炭进行改性处理，研究不同pH、添加量、初始溶液浓度对4种生物炭吸附硝态氮的影响，并分析生物炭吸附硝态氮的吸附动力学、热力学特性，以期实现干旱半干旱地区芦苇秸秆的资源化利用、提高氮肥利用率，为其提供理论依据和技术支撑。结果表明，将芦苇秸秆在500℃、2h预碳化，与改性材料在700℃、2h的条件下活化，获得的DBC的吸附性能最佳，去除率达75.5%。与未经活化的BC相比，改性生物炭表面凹陷，孔隙密集，官能团增加，比表面积增加7-10倍。硝酸钾浓度为500mg/L时，BC(芦苇生物炭)、DBC(双氰胺改性生物炭)、MBC（氯化镁改性生物炭）的最适添加量为1g，HBC(盐酸改性生物炭)为0.8g；微碱环境下DBC对硝态氮的吸附效果良好，并在pH值为9时吸附量最大。4种生物炭对硝态氮的吸附更符合准二级动力学模型，等温吸附曲线更适用于Langmuir方程拟合，说明其以单分子吸附为主。DBC对硝态氮的吸附性能优良，可为去除水体环境中的硝酸盐污染提供新途径。综上所述，双氰胺改性芦苇秸秆生物炭是有效和可行的，可用于废水中硝态氮的去除且双氰胺改性生物炭在废水处理和土壤氮回收方面具有潜在的应用价值。

关键词：芦苇秸秆双氰胺改性生物炭硝态氮吸附特性

基于集成因子优选算法的面板堆石坝变形预测模型

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排灌机械工程学报 2025年

作者：郑好李登华丁勇南京理工大学物理学院南京水利科学研究院水利部水库大坝安全重点实验室

面板堆石坝变形主要受外部荷载和内部材料蠕变影响，而影响因子过多会造成特征冗余，引起预测精度过拟合问题；因子过少导致信息表达不全，造成预测效果差，模型泛化能力不足等问题．因此构建涵盖面广，可解释性强的因子集并从中优选格... 详细信息

面板堆石坝变形主要受外部荷载和内部材料蠕变影响，而影响因子过多会造成特征冗余，引起预测精度过拟合问题；因子过少导致信息表达不全，造成预测效果差，模型泛化能力不足等问题．因此构建涵盖面广，可解释性强的因子集并从中优选格外重要．针对上述问题，文中提出基于集成因子优选算法的面板堆石坝变形预测模型，使用ReliefF与沙普利加性解释（SHAP）算法通过权重集成获得因子贡献值排序，再分析因子累计贡献率差量阈值剔除非关键因子，获得关键因子．以新疆某混凝土面板堆石坝为例，以特征缩减率FRR，归一化平均绝对百分比误差nMAPE，平均绝对误差MAE，均方误差MSE以及决定系数R2为评价指标，试验结果表明文中提出的算法面对不同的预测模型都可准确地获得最佳因子，有效地提升了预测精度．相对于传统因子优选算法适应性更强，预测能力提升最显著，解决了影响因子冗余或者欠缺带来的预测能力较低的问题，提高了模型的泛化能力，为大坝安全监测研究提供了行之有效的因子优选方法．

关键词：大坝安全监测因子优选 SHAP理论贡献度排序

贺兰山东麓产区非酿酒酵母筛选及发酵特性研究

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食品与发酵工业 2025年第1期51卷 72-80,I0001-I0007页

作者：周迪卢玲王岚宁夏大学食品科学与工程学院宁夏银川750021 宁夏大学葡萄酒与园艺学院宁夏银川750021 葡萄与葡萄酒教育部工程研究中心宁夏银川750021

该研究对112株宁夏本土非酿酒酵母进行高糖、乙醇、pH、SO_(2)耐受性筛选及生长曲线的测定,筛选出耐受性强的本土非酿酒酵母进行赤霞珠葡萄酒发酵试验,通过理化指标测定、感官评价和挥发性物质测定,研究菌株发酵特性。结果表明,筛选出的... 详细信息

该研究对112株宁夏本土非酿酒酵母进行高糖、乙醇、pH、SO_(2)耐受性筛选及生长曲线的测定,筛选出耐受性强的本土非酿酒酵母进行赤霞珠葡萄酒发酵试验,通过理化指标测定、感官评价和挥发性物质测定,研究菌株发酵特性。结果表明,筛选出的4株本土非酿酒酵母YC-A13、YC-B10、YC-C13、YQY-B12均可耐受葡萄糖质量浓度450 g/L、乙醇含量13%、pH 1.0、SO_(2)质量浓度250 mg/L,优于商业酿酒酵母F33、CECA、XR。与商业酿酒酵母发酵酒样相比,4株本土非酿酒酵母发酵酒样产生了独有的香气物质癸酸乙酯、2-糠酸乙酯,质量浓度分别在17.63~19.85μg/L、4.04~20.42μg/L,癸酸甲酯的OAV>1可作为葡萄酒的主要香气成分;YC-B10、YC-C13、YQY-B12发酵酒样中产生了具有草本香、蔷薇花香的香茅醇,质量浓度在5.82~8.43μg/L。非酿酒酵母菌株发酵酒样之间产生的香气物质也存在明显差异,葡萄汁有孢汉逊酵母YC-B10和YQY-B12发酵酒样中产生了该种属独有的香气物质己酸丁酯,质量浓度分别为69.31和69.06μg/L,还分别产生了具有奶酪香气的己酸(质量浓度为536.25μg/L)和具有杏仁、菠萝香气的丙酸异戊酯(质量浓度为1.71μg/L)。美极梅奇酵母YC-A13和泽普林假丝酵母YC-C13发酵酒样中产生了具有脂香、黄油香气的2,3-丁二酮,质量浓度分别为69.31和69.06μg/L。美极梅奇酵母YC-A13中检测出具有扁桃仁、脂香气的1-戊醇,含量为280.15μg/L,OAV>0.1可作为潜在香气成分。综上所述,筛选出的4株优良本土非酿酒酵母具有不同的发酵特性,在提升葡萄酒香气品质和丰富度方面都有着独特的贡献与优势,为酿造具有产区特色的葡萄酒提供了理论依据。

关键词：本土非酿酒酵母耐受性发酵特性挥发性化合物

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