一、    作业：p16页---1，2，3。

                    工科物理实验绪论课提纲

课前预习-----实验方案        操作前查预习报告

课堂操作测量--独立测量        测量完毕教师签字

课后总结-----写实验报告        报告成绩为综合分

预习报告：不要写成准实验报告。预习报告应简明扼要地写出：1）实验名称；2）实验任务；3）测量公式（包括式中各物理量的含义和单位）；4）原理图、线路图或光路图；5）关键实验步骤（提纲性的）等内容，并单独用一张实验报告纸做好原始实验数据记录表格。

原始数据须经教师签字认可；无预习报告者，不能参加实验操作，按缺课处理。预习提问记分，记入总成绩；缺课者，该实验0分。缺6学时以上者，按期末不及格处理，需来年重修。

课堂操作测量：1）正确调节和操作仪器；2）现象观察（故障）分析；3）正确记录原始实验数据4）实验完毕，数据交老师审查签字；5）整理好仪器即桌凳。

物理实验报告：1）实验名称 2）目的要求3）主要仪器

              4）实验原理：写出实验原理和测量方法要点，说明实验条件，写出主

              要公式，标明公式中物理量的意义（不要推导公式），画出原理图，电

              路图或光路图。

5）实验步骤：简明扼要地写出实验步骤及注意事项。

              6）数据及数据处理：先设计好实验数据表格，表格必须要有标题。其

              次正确计算和表示测量结果。一般先写公式，再代入数据，最后得出结

              果。要求作图的应按作图规则用坐标纸画出，图必须有图标。

              7）结果分析：对观察到的现象和实验结果进行分析讨论。

              8）结论。

                 

                   误差理论及数据处理方法

（一）误差

1）测量：分为直接测量和间接测量，量值=数值+单位

2）误差：任何测量均有误差

         绝对误差 =测量结果--被测量的真值

         相对误差 = 绝对误差 / 真值（百分数表示）

3）误差分类：系统误差和随机误差

   系统误差：在同一条件下多次测量中，误差大小符号是恒定或按一定规律变化

   来源：仪器缺陷、理论方法、环境因素、习惯

   特点：具恒定性，可消除或抑制

   消除方法：修正理论公式、采用适当实验方法

 随机误差：在同一条件下多次测量中，误差大小符号以不可预知的规律变化。测量值围绕着测量的平均值发生涨落变化。

   来源：仪器状态、环境因素、主观判断的变动性

   特点：对于一个量进行足够多次的测量，发现随机误差按一定的统计规律分布。

   处理方法：（1）用多次测量的算术平均值表示测量结果可以减少随机误差的影响。

    (2)测量值的分散程度体现随机误差的大小，测量值越分散，测量的随机误差就越大。

  常用标准偏差来估计测量的随机误差。

     例如：对某一物理量进行了次测量，设已消除了系统误差，个测量值是

             ，算术平均值

     测量值的算术平均值最接近被测量的真值，因此可以用算术平均值表示测量结果。

     残差，标准偏差

     值小表示测量值很密集，即测量的精密度高，值大表示测量值很分散，即测量

     的精密度低。

(二)直接测量结果表示 

     测量结果应给出被测量的最佳值，并标出不确定度，写成：单位

     单次测量，，，

     多次测量，， 

      单位 

     物理含义： 是直接测量中最可信赖的值，不确定度为，它表示被测量的真值

     包含在区间内的概率在95%以上。   

 (三)间接测量结果表示

 设直接测量量分别为，间接测量量为

    单位，单位，单位。

    间接测量结果表示：单位

    最佳值

    间接测量量的不确定度：

 直接微分法   （和差函数）

 对数微分法  （积商函数）

   

（四）实验数据的有效位数

 实验数据的读取：直读及估读。

 有效数字：准确数字和1~2位存疑数字的全体。

 有效位数：从左至右数并去除无效零的个数得到的位数。

（五）有效位数的确定规则

（1）如果实验报告不要求计算误差，最后结果的有效位数的取法：

  加减运算：结果取到参与运算的数中末位的数量级最大的位。

     乘除运算：结果有效位数与参算数中有效位数最少的位数大致相同。

函数运算的有效位数：，改变末位一个单位，通过函数的误差传递公式

   计算出函数值的误差，根据测量结果与不确定度的末位数字对齐的原则决定函数值

   的有效数字。

例题：已知，，求

   解：，，

   例题：已知，，求

   解：取，，

（2）如果实验报告要求计算不确定度，最后结果的有效位数的取法：

    取一（或二）位有效数字，当首位数字较小时（如1或2）取两位，不小于

    5时取一位。

 相对不确定度取一至两位有效数字，用百分数%来表示。

 的最后一位与的末位数字对齐。

 最后写成：单位

（3）数据修约的进舍规则

     例：保留两位有效数字：，

     （等于5而其后有非零的数，进1）

     （等于5而其后无非零的数，前面为奇数，进1）

     （等于5而其后无非零的数，前面为偶数，不进1）

（4）科学记数法：

  例题：用游标卡尺测量铜环，结果为：外径，内径

  ，高求铜环的体积和不确定

  度。

     解：

         

        

        

     最后结果应为：

（五）作图法

      作图法是通过作图的方法研究两个物理量之间的变化关系。

   1)坐标分度（反映不确定度）

   2)轴的名称及标注

   3)实验点4)连线 5)选点计算、说明

   6)名称

（六）用最小二乘法进行直线拟合

     设在某一实验中，可控制的物理量取值时，对应的物理量依次取    值，假定对值的观测误差很小，主要误差都出现在的观测上。

     直线拟合得出最佳经验公式：

      ，

      

      ，

      在多数情况下，对于直线拟合结果的表示只要求计算类不确定度和，

      不考虑类不确定度。最后结果写成：，

      ，

      自由度，数据点的个数。

（七）用软件进行直线拟合（自己对照书本上机自学）

 

第二篇：设计性物理实验

设计性物理实验

一. 物理实验的现状

物理实验是理工科大学学生必修的一门重要基础实验课。著名的物理学家麦克斯韦对物理实验的教育功能早有阐述，他说：“这门课程，除了在实践上保持在大学里长期培养的注意力和分析力外，也促进学生锤炼自己观察的敏锐和动手操作的能力。”正是如此，各学校对物理实验都非常重视。从八十年代开始，国内重点大学对物理实验独立设课（我校是1982年对物理实验独立设课的，学时数为54学时，3个学分）。全国每年都有几次物理实验研讨会、学术交流会，西北地区有物理实验协作组、陕西各高校物理实验协作组都定期进行教学研讨。

尽管从事物理实验教学的教师作了巨大的努力，但由于历史的原因，物理实验和时代有所脱节，不能反映当前物理学的发展及科学技术发展的现状，具有明显的陈旧性、滞后性、非实用性。传统的教学方式是：学生实验前先予习实验讲义，每个实验的目的、仪器、原理、实验内容、数据表格、数据处理都写得清清楚楚。学生在做实验过程中，基本上是“按部就班”，“照葫芦画瓢”。在实验中，学生没有充分锻炼自己动手能力和思维能力，而是把实验当做一种任务来完成，测量记录出所需数据就大功告成。从某种意义上讲，实验只是学生对所学知识的验证，重复和再现。而在知识的灵活运用上、与现代科学技术结合上、以及培养学生综合分析、解决问题的能力等方面，需要得到进一步的加强。

二. 开设设计性物理实验课的目的

随着现代化科学技术的飞速发展，当今世界学科门类已愈数千，不仅物理学本身内容不断更新，而且出现了不少边缘学科。就其测量技术而言，测量方法，测量手段，所用仪器仪表等也是日新月异。

教育要面向现代化，面向世界，面向未来，这是高校改革的根本目标。进入21世纪的教育，必须适应现代社会需要，着重培养学生的综合分析问题和解决问题的能力、创造力和创造精神。

设计性物理实验的教学目的，是在学生具有一定实验能力的基础上，把所学到的物理知识，电子技术及微机应用知识和技能，运用到解决物理问题或实际测量问题中。通过独立分析问题、解决问题，使学生把知识转化为能力，为作毕业设计，写科研成果报告和学术论文，作初步训练。这对激发学生的创造性和深入研究的探索精神，培养科学实验能力，提高综合素质有重要作用。通过生动活泼的学习和思考，对开发学生聪明才智以及培养独立工作能力都是大有好处的。

三. 设计性物理实验的选题

设计性实验的选题应具有综合运用所学知识和技能的性质，要有利于提高学生的科学思维方法和科学研究能力，还应采用较为先进的科学方法和测量技术，使学生紧跟当今科学技术发展的步伐。

例如，“光的衍射法测杨氏弹性模量”，其测量方法和经典的光杠杆法不同，而是让学生根据光的衍射理论，通过测量衍射条纹间距离的变化量(是在金属丝下端安装一个狭缝，用激光照射狭缝，狭缝变化时衍射条纹间距离发生变化)，从而测定金属丝的伸长量，这样就大大提高了测量精度。“电谐振法测膜层厚度”是用电子线路课中学到的电谐振原理，来解决实际的测量问题。用ＡD590，把温度的变化转化为电信号的变化，让学生设计制作一个数字温度计。用光敏三极管，设计制作一个计数电路，记录迈克尔逊干涉条纹，从而达到对传感器的了解和使用。“对暂态过程的实时测量及曲线图的描绘”、“用微机测磁场”是用计算机进行实时数据采集、存贮和处理等。用这些现代化的测量手段进行测量，能使学生从中了解到当前先进的测量技术，开阔眼界，激发学生兴趣，提高学生综合运用知识的能力，为今后工作、科研打下坚实的基础。

四. 设计性物理实验的教学要求

设计性物理实验要求学生根据给定题目中的任务和要求，自行设计或选择合理的实验方案，并在实验过程中检验其正确性。

根据给定题目中的任务和要求，学会查阅文献、资料，以理论为根据，建立物理摸型。选择实验方法和测量方法，选择最佳测量条件与最少配套仪器，以及测量数据的处理方法，并进行实验、观察现象、测量数据、计算结果、综合分析，写出完整的实验报告。

五. 设计性实验的教学方式

设计性物理实验采用启发式和开放型的教学方式。要求学生从查阅文献、资料、拟定实验方案直到完成实验报告，尽量独立完成。如需要，教师只作启发式引导，绝不包办代替。本课程提供较为充足的设计性实验题目，学生可以任意选择。学生还可以根据自己的兴趣，提出一些题目，在条件允许的情况下，自行完成。教师可根据学生的题目，完成情况进行评定记分。这样就可以激发学生对学习的兴趣，从而促进学生的深入研究和探索精神。

在实验时间方面，除固定课时外，每天下午，晚上和节假日，学生可与教师提前约定，到实验室进行实验。每个题目按给定学时数记分，而具体操作时间不限，为学生提供充足的时间进行专研和探讨。

六. 设计性实验的全过程

科学实验的全过程，一般可用如下流程图简明清晰的表示出来：

图中实线箭头表示依次进行的各个环节，虚线箭头表示反馈和修正。任何科学实验过程都需要经过反复多次的实践、反馈、修正，才能不断地得到完善。

 

实验1  重力加速度的研究

    一. 学时数：3学时

    二. 任务

用单摆和自由落体法测定重力加速度。

三. 要求

    1. 写出两种测量重力加速度的原理，推导出其计算公式。 

2. 用单摆测定重力加速度g时，要求单摆周期的相对不确定度ΔT/T<0.1%，确定其周期数n并说明理由。

    3. 用自由落体测定重力加速度g时，如何测得初速度，如用光电计时法，应该怎样选择光电门的恰当位置？

    4. 报告测量结果，并对两种测量方法进行比较。

四. 器材

单摆、米尺、秒表、游标卡尺、自由落体仪、多用数字测量仪。

   五. 参考资料

    1. 林杼、龚振雄，《普通物理实验》，人民教育出版社。

2. [德]威廉·H·卫斯特发尔，《物理实验》，上海科学技术出版社。

3. [美]伯科利物理学教程第一卷《力学》，科学出版社。

实验2  用焦利氏秤测弹簧的倔强系数

一. 学时数：3学时

二. 任务

自拟实验方案，推导计算公式，利用焦利氏秤测弹簧的倔强系数。

三. 要求

    1. 用静力学伸长法、动力学振动法测弹簧的倔强系数。

    2. 推导计算公式（包括弹簧有效质量m_e的计算公式）。

3. 计算实验结果，写出实验报告。

四. 器材

单摆、米尺、游标卡尺和秒表等。

五. 参考资料

1. 杨仲耆，《大学物理学》，人民教育出版社，1980年。

    2. 钟成奕、伍永泉、邓鸿鸣，《工科物理实验》，电子工业出版社，1990年。

实验3  简谐振动的研究

一. 学时数：3学时

二. 任务

    1. 学习简单实验的基本设计方法。

    2. 学习如何选择实验方法来验证物理规律。

3. 通过简谐振动，研究弹簧振子中弹簧的有效质量m_e，测定弹簧的倔强系数。

三. 要求

    1. 设计一个验证简谐振动运动规律的方案。

    2. 设计测量弹簧有效质量m_e和倔强系数的实验方法。

    3. 列出数据表格，对实验数据进行处理。

4. 写出实验报告。

四. 器材

    所须仪器设备请自行提出。

五. 参考资料

    1. 林杼、龚振雄，《普通物理实验》，人民教育出版社，1987年。

2. 程守洙、江之永，《普通物理学》，人民教育出版社，1979年。

    3. [美]A·M·波蒂斯、H·D·杨《大学物理实验》，科学出版社，1982年。

实验4  物体密度的测定

一. 学时数：3学时

二. 任务

    1. 测定规则物体的密度。

2. 测定不规则物体的密度。

三. 要求

    1. 用千分尺、游标卡尺、米尺和物理天平测定规则物体的密度。

    2. 用流体静力称衡法测物体密度。

    3. 用比重瓶法测物体密度。

4. 报告测量结果，对结果进行误差分析，并指出在实验中如何消除误差？

四. 器材

物理天平、比重瓶、烧杯、蒸馏水、温度计、千分尺、游标卡尺、米尺和待测物体等。

五. 参考资料

1. 钟成奕、伍永泉、邓鸿鸣，《大学物理实验》，西安电子科技大学出版社，1990年。

    2. 张仲奎、缪连元、张立，华东化工学院出版社，1990年。

实验5  液体粘滞系数的测定

一.  学时数：3学时

    二、任务

1. 观察液体的内摩擦现象，学会用落球法测量液体的粘滞系数。

    2. 掌握基本测量仪器（如游标卡尺、千分尺、停表等）的用法。

    三. 要求

    1. 写出测量原理，推导出计算公式。

    2. 自拟数据表格，计算实验结果。

    3. 根据计算公式求出相对误差。

    4. 观察液体粘滞系数与温度的关系。

四. 器材

玻璃圆筒及润滑油、千分尺、秒表和温度计等。

五. 参考资料

华中工学院、天津大学、上海交通大学，《物理实验》，人民教育出版社，1981。

实验6  液体表面张力系数的测定

一.  学时数：3学时

二. 任务

学会用焦利氏秤测液体的表面张力系数。

三. 要求

    1. 掌握用焦利氏秤测量微小力的原理和方法。

    2. 了解液体表面的性质，测定液体的表面张力系数。

    3. 写出测量结果σ=σ±Δσ。

四. 器材

焦利氏秤砝码、镊子、烧杯、铂环、酒精灯和读数显微镜。

五. 参考资料

华中工学院、天津大学、上海交通大学，《物理实验》，人民教育出版社，1981。

实验7  光的衍射法测杨氏模量

一. 学时数：3学时

二. 任务

根据光的衍射理论，自拟实验方案 ，测定金属丝的杨氏模量。

三. 要求

    1. 简述实验原理及实验方案。

    2. 画出光路图，写出测量公式。

    3. 要求。

4. 报告测量结果并作分析讨论。

四. 器材

杨氏模量仪、激光器、测量显微镜、米尺、千分尺等。

五. 提示

拉伸法测金属丝杨氏模量的关键是如何准确测量出金属丝在拉力作用下的微小伸长量（百分之几毫米）。本实验是在砝码托的下端连接一个活动刀口，与底座的固定刀口构成一狭缝，利用光的衍射原理，通过测量衍射条纹间距离的变化量，从而测定金属丝的伸长量。

    六. 参考资料

    1. 杨述武，《普通物理实验》，高等教育出版社，1993年。

    2. 江苏师范大学物理系，《普通物理实验》，高等教育出版社，1988年。

实验8  用凸透镜测狭缝宽度

一. 学时数：3学时

二. 任务

    根据几何光学原理，用一凸透镜测量狭缝的宽度。

三. 要求

    1. 画出光路图，写出测量公式。

    2. 要求测量误差。

    3. 报告测量结果。

四. 器材

光具座、光源、凸透镜、狭缝。

五. 提示

可参考“共轭法”测透镜焦距的原理、方法以及计算公式的推导。

六. 参考资料

钟承奕等，《大学物理实验》，西安电子科技大学出版社，1994年。

实验9  替代法测电阻

一. 学时数：3学时

二. 任务

使用给定器材，用替代法测量电阻阻值。

三. 要求

    1. 画出替代法测电阻的电路图。

2. 拟定实验方案，简述实验方法和实验步骤。

3. 分析误差产生的原因，报告实验结果。

四. 器材

稳压电源1台，电压表、电流表、电阻箱、滑线电阻给1只，被测电阻1个，开关2个，导线若干。

五. 参考资料

1. 张华峻，“替代法在伏法测量中的应用”，《物理实验》，1996年第2期。

2. 王希义、李寿岭，《物理实验》，陕西科学技术出版社，1993年。

实验10  伏安法测电阻

一. 学时数：3学时

二. 任务

    1. 用内接法测量中值电阻。

    2. 用外接法测量低值电阻。

三. 要求

    1. 画出测量电路图，简述实验步骤。

    2. 要求选择的测量线路和电表（规格、量程、级别）使得。

    3. 计算测量结果。

4. 电表的内阻对测量有何影响，您能得出什么结论？

四. 器材

稳压电源1台，电压表、电流表、电阻箱、滑线电阻给1只，被测电阻2个，开关2个，导线若干。

五. 参考资料

1. 钟成奕、伍永泉、邓鸿鸣，《物理实验》，西安电子科技大学出版社，1994年。

2. 华中工学院、天津大学、上海交通大学，《物理实验》，人民教育出版社，1981。

实验11  非线性电阻特性的研究

一. 学时数：3学时

二. 任务

用给定器材设计实验电路，测定小灯泡和发光二极管的伏安特性。

三. 要求

1、画出测量电路图，说明选用内接法或外接法进行测量的理由。

2、测定额定电压下小灯泡灯丝的电阻。

3、研究发光二极管的伏安特性与发光现象间的关系。

四. 器材

发光二极管，小灯泡，电压表，电流表（应注意电表的量程和内阻），滑线变阻器，开关和导线等。

实验12  微安表内阻的测定

一. 学时数：3学时

二. 任务

用给定器材测定微安表的内阻。

三. 要求

1. 画出电路图，标明各器材参数。

2. 要求用3种以上方法进行测量。

    3. 报告测量结果。

四. 器材

甲电池1节、电阻箱2个、多量程电压表、电流表各1只、滑线电阻1个、待测表头1只、开关和导线。

实验13  变阻器的使用与电路控制

一. 学时数：6学时

二. 任务

    1. 研究滑线式变阻器的有关参数。

2. 学会设计简单的控制电路。根据对电路控制和调整的要求，正确选择滑线式变阻器的阻值、额定电流，以及它在电路中的连接方式。

三. 要求

1. 设计一个用伏安法测量阻值为30Ω负载的控制电路，要求电流在0.01A到0.1A之间连续可调。

2. 选择合适的电源（规格），安培表、伏安表（量程），滑线式变阻器（阻值、额定电流），以及电路的连接方式和理论依据。

3. 用实验来验证你的选择和设计的正确性。测量数据，作出制流特性曲线和分压特性曲线。观察调节情况并进行分析讨论。

4. 设计一个微型电动机的调速控制电路，能方便的连续控制和调节其转速和方向。画出控制电路，列出所需的仪器、元件。

四. 器材

请自行提出所须的仪器设备及其规格。

五. 参考资料

1. 张仲奎、缪连元、张立，《物理实验》，华东化工学院出版社，1990年。

2. 钟成奕、伍永泉、邓鸿鸣，《物理实验》，西安电子科技大学出版社，1994年。

    3. 林杼、龚振雄，《普通物理实验》，人民教育出版社，1987年。

实验14  比较法测互感系数

一. 学时数：3学时

二. 任务

设计一个电路，用比较法测互感系数。

三. 要求

    1. 利用给定器材，设计一个用比较法测互感系数的电路图。

2. 分析误差产生的原因，在实验中如何消除（例如开关造成电流的波动）。

四. 器材

冲击电流计，稳压电源，滑线电阻，电阻箱，标准互感，被测互感，单刀双掷开关，导线若干。

五. 参考资料

1. 张仲奎、缪连元、张立，《物理实验》，华东化工学院出版社，1990年。

2. 王希义、李寿岭，《物理实验》，陕西科学技术出版社，1993年。

实验15  补尝法、电桥伏安法测电阻

一. 学时数：4.5学时

二. 任务

    用补尝法、电桥伏安法测量待测电阻上的电压和电流，求出阻值。

三. 要求

1. 测量待测电阻两端的电压和流过待测电阻的电流，不得包含电流表的电压降及流过电压表的电流。

    2. 要求。试选择电表的级别、量程及测量条件。

    3. 画出测量电路图，简述测量方法，计算测量结果。

四. 器材

所用仪器仪表（包括量程、规格、级别）请自行提出。

五. 参考资料

    1. 钟承奕等，《大学物理实验》，西安电子科技大学出版社，1994年。

    2. 《大学物理实验》，1998年第3期。

实验16  非平衡电桥与热敏电阻

一. 学时数：4.5学时

二. 任务

用非平衡电桥来研究热敏电阻的温度特性。

三. 要求

    1. 掌握非平衡电桥的原理及定标方法。

    2. 作出非平衡电桥的定标曲线（R～I曲线）。

    3. 作出热敏电阻的温度特性曲线R～t曲线）。

    4. 用最小二乘法求出其直线的经验公式。

四. 器材

热敏电阻、温度计、水浴锅、QJ23型直流电桥、微安表、电阻箱、开关和导线等。

五. 参考资料

王希义等，《大学物理实验》，陕西科学技术出版社，1998年。

实验17  恒流源法测导体电阻温度系数

一. 学时数：6学时

二. 任务

利用集成稳压器，制作一恒流源，并利用恒流源测量电阻温度系数。

三. 要求

    1. 画出电路图，写出测量公式。

    2. 制作恒流源，测量电阻温度系数。

    3. 报告测量结果，并对测量方法（从测量误差方面）作以简评。

四. 器材

低压变压器、三端集成稳压器、电流表、电压表、水浴锅、其余元件自行提出。

五. 参考资料

    1. 钟承奕等，《大学物理实验》，西安电子科技大学出版社，1994年。

    2. 曾大鑫，《高性能直流稳压电源》，水利电力出版社出版，1989年。

实验18  温差电动势的测量

一. 学时数：3学时

二. 任务

学习用电位差计测量温差电动势。

三. 要求

    1. 学习电位差计的测量原理和使用方法。

    2. 用电位差计测量热电偶的温差电动势。

3. 作温差电动势随温度的变化曲线（E～t曲线），并从曲线图中求出热电偶的温差系数（C=ΔE/Δt）。

四. 器材

UJ37型电位差计，铜—康铜热电偶，电热杯及油，温度计，保温杯（内装冰水）。

五. 参考资料

    1. 钟承奕等，《大学物理实验》，西安电子科技大学出版社，1994年。

2. 程守洙、江之永，《普通物理学》，人民教育出版社。

实验19  用电谐振法测膜层厚度

一. 学时数：3学时

二. 任务

    用电谐振原理，设计一个电路测量覆膜厚度

三. 要求

1. 简述测量原理，画出电路图。

    2. 推导出测量公式。

3. 报告实验结果，并对该测量方法的可行性和经济性进行分析。

四. 器材

信号源、频率计、电感、检测电极、导线等。

五. 提示

为了防护、装饰等生产和生活的需要，往往要在基体材料表面上涂层或镀膜，覆膜

度就是指涂层或镀膜的厚度。

当基体为导电材料，而覆膜是非导电材料时，用检测电极和导电基体构成－电容器，覆膜作为电介质层，这样，组成的电容器和并联的电感构成谐振电路，调节振荡频率，使电路达到并联谐振状态，则覆膜厚度就可过谐振时的振荡器频率来确定。

六. 参考资料

    1. 赵凯华、陈熙谋，《电磁学》下，高等教育出版社，1986年。

2. 赵良、王宗田等，《电磁学实验》，东北师范大学出版社，1991年。

3.《物理实验》，1998年第5期。

实验20  RC串联电路暂态达程的研究

一. 学时数：4.5学时

二. 任务

用静电伏特计和示波器来研究RC串联电路的暂态过程。

三. 要求

1. 用静电伏特计来研究RC串联电路的充放电电压曲线，设计电路，并计算RC电路的时常数。

2. 研究不同R量值的RC串联电路的各种特性。

3. 用示波器观察和测量RC串联电路的充放电曲线和时间常数。

4. 用示波器观察方波作用下的RC电路波形，进一步研究电容的充放电特性。

四. 器材

电阻、电容、数字电压表、稳压电源、示波器、秒表。

五. 参考资料

1. 程守洙、江之永，《普通物理学》，人民教育出版社。

2. 钟承奕等，《大学物理实验》，西安电子科技大学出版社1994年。

    3. 张兆奎等，《大学物理实验》，华东化工学院出版社，1990年。

实验21  用干涉法测量载流康铜丝的温度

一. 学时数：3学时

二. 任务

自拟实验方案，利用劈尖干涉条纹测定载流康铜丝的温度。

三. 要求

1. 画出实验装置简图，说明实验原理。

2. 推导测量公式，简述实验步骤。

3. 报告测量结果。

四. 器材

光学平玻璃片（2片）、钠灯、测量显微镜、稳压电源、电流表、康铜丝（d=0.055mm），

开关、导线等。

五. 参考资料

    1. 钟承奕等，《大学物理实验》，西安电子科技大学出版社，1994年。

    2. 母国光，《光学》，人民教育出版社，1978年。

实验22  用霍尔器件测量地磁水平分量

一. 学时数：6学时

二. 任务

用运算放大器构成同相直流放大电路，对霍尔电压进行放大，测量地磁水平分量。

三. 要求

    1. 简述测量原理。

2. 画出电路图，写出测量公式。

3. 完成实验任务，报告测量结果。

四. 器材

霍尔器件、运算放大器、电流表、数字电压表、其余元器件自行提出。

五. 参考资料

1. 《大学物理实验》1998年第3期。

2. 康昌鹤、唐新，《半导体传感器技术》，吉林大学出版社，1991年。

    3. 贾玉润等，《大学物理实验》，复旦大学出版社，1987年。

实验23  温度传感器的设计与应用

一. 学时数：6学时。

二. 任务

了解AD590的特性，并用AD590设计一个数字温度计，测量范围为0~100⁰C。

三. 要求

    1. 画出电路图。

2. 画出AD590的特性曲线。

3. 制作一个0～100⁰C的温度计。

四. 器材

水浴锅、电源、电压表、电流表、AD590、电阻箱、导线等。

五. 参考资料

    1. 王洪业，《传感器技术》，湖南科学技术出版社，1985年。

2. 上海半导体器十六厂，SL590二端集成电路温度传感器（电流型）（仿AD590）产品说明书。

3.《大学物理实验》，1998年第2期。

实验24  自感现象演示电路的设计

一. 学时数：3学时

二. 任务

设计一电路，演示自感现象（利用发光二极管）。

三. 要求

    1. 简述设计原理，画出电路图。

    2. 完成电路制作并演示成功（能显示自感电动势的方向及大小）。

四. 器材

自感线圈、发光二极管子其余仪器设备、元件自行提出。

五. 参考资料

越凯华、陈熙谋《电磁学》下，高等教育出版社，1986年。

实验25  硅光电池特性的研究

一. 学时数：3学时

二. 任务

设计简单的光路和电路，研究硅光电池的主要参数和基本特性。

三. 要求

    1. 了解硅光电池的主要参数和它的基本特性。

    2. 设计测量光路和电路（测开路电压和短路电流）。

    3. 报告测量结果。

四. 器材

光具座、硅光电池、电源、其余仪器设畚自行提出。

五. 参考资料

    1. 张兆奎等，《大学物理实验》，华东华工学院出版社，1990年。

    2. 冷长庚，《太阳能及其利用》，人民教育出版社，1975年。

实验26  用示波器测量谐振频率及电感

一. 学时数 ：3学时

二. 任务

    1. 熟悉示波器的使用。

    2. 研究RLC串联电路的幅频特性。

    3. 测量电路中的电感系数。

三. 要求

    1. 说明测量原理，推导计算公式。

    2. 简述示波器的使用步骤。

    3. 测定谐振曲线，从中求出谐振频率f₀，并计算电感L值。

四. 器材

低频信号发生器、示波器、电阻箱、电感、电容、导线等。

五. 参考资料

    1. 王希义等，《大学物理实验》，陕西科学技术出版社，1998年。

    2. 张兆奎等，《大学物理实验》，华东华工学院出版社，1990年。

实验27  测电源的电动势和内阻

一. 学时数：3学时

二. 任务

利用所给器材设计一个电路，用补偿法测量干电池的电动势和内阻。

三. 要求

    1. 画出电路图（检流计加保护电阻），写出测量公式，简述测量步骤。

    2. 正确选择电表量程，正确使用保护电阻。

    3. 写出测量公式、计算测量结果。

四. 器材

待测电源（1节甲电池）、直流电源（2节甲电池）、多量程电压表1只、滑线电阻1个、指针式检流计1个、电阻箱1个、标准电阻1个、开关、导线若干。

实验28  用磁聚焦法测定电子荷质比

一. 学时数：3学时

二. 任务

    1. 加深电子在电场和磁场中运动规律的理解。

    2. 了解电子射线束磁聚焦的基本原理。

    3. 用磁聚焦法测定电子荷质比e/m的值。

三. 要求

    1. 理解原理，推导计算公式。

    2. 掌握仪器的使用方法。

    3. 完成实验任务，报告实验结果。

四. 器材

电子束实验仪一台，导联线一套。

五. 参考资料

    1. 王希义等，《大学物理实验》，陕西科学技术出版社，1998年。

    2. 越凯华、陈熙谋，《电磁学》下，高等教育出版社，1986年。

    3. 电子束实验仪使用说明书。

实验29  用电子积分器测电容

一. 学时数：4.5学时

二. 任务

设计制作电子积分器并测量电容。

三. 要求

    1. 了解电子积分器的工作原理和用途。

    2. 完成电子积分器的设计与制作。

    3. 报告实验结果，并说明如何解决漂移问题？

四. 器材

集成运算放大器（OP—07），稳压电源，其余元件请自行提出。

五. 参考资料

1. 《大学物理实验》，北京大学出版社。

2. [美]R·F·格拉夫，《电子电路百科全书》，科学出版社，1986年。

3. 童诗白，《模拟电子技术基础简明教程》，高等教育出版社，1988年。

实验30  数字高斯计的设计

一. 学时数：9学时

二. 任务

使用霍尔传感器，设计并制作数字高斯计。

三. 要求

    1. 熟悉霍尔传感器、A/D电路和数字显示电路的原理和使用方法。

    2. 设计并完成电路的制作。

四. 器材

所需元器件请自行提出。

五. 参考资料

1. 康昌鹤、唐新，《半导体传感器技术》，吉林大学出版社，1991年。

2. [美]R·F·格拉夫，《电子电路百科全书》，科学出版社，1986年。

实验31  光电传感器的设计与应用

一. 学时数：9学时

二. 任务

用光敏三极管和其它电子元器件，设计一个计数电路，计录迈克耳孙干涉条纹（用计算器作为计数器，显示记录结果）。

三. 要求

    1. 了解光敏三极管的基本特性和主要参数。

    2. 画出设计电路图。

    3. 完成电路安装与调试，计录迈克耳孙干涉条纹“冒出”或“淹没”的个数。

四. 器材

光敏三极管、电源、计算器，其余电子元器件自行提出。

五. 参考资料

    1. 《物理通报》，1996年第6期。

2. 《大学物理》，1998年第1期。

3. 童诗白，《模拟电子技术基础简明教程》，高等教育出版社，1988年。

实验32  暂态过程的实时测量及曲线图的描绘

一. 学时数：9学时

二. 任务

用计算机对RC电路的暂态过程进行实时测量及曲线图的描绘。

三. 要求

    1. 根据给定的RC值，设计A/D电路。

    2. 编写程序（预习C语言或汇编语言中关于串口的操作）。

    3. 用计算机对RC电路的暂态过程进行实时测量及曲线图的描绘。

四. 器材

计算机1台，稳压电源，电阻，电容，其余所需器材请自行提出。

实验33  用计算机测绘磁场分布

一. 学时数：１２学时

二. 任务

用霍尔元件做传感器，把磁信号转变成电信号，通过Ａ／Ｄ转换器把电信号送入计算机串，从而在计算机中显示出磁场分布情况。

三. 要求

    1. 熟悉Ａ／Ｄ转换电路以及计算机串口，进一步熟悉Ｃ语言程序设计。

2. 完成实验任务。

四. 器材

计算机、霍耳元件、参考电路和电子元器件。

五. 参考资料

《Ｃ语言程序设计教程》   《计算机组成原理及程序设计》