大学物理实验教学大纲

大学物理实验教学大纲

College Physics Experiment Teaching Syllabus

课程编号：

课程名称：大学物理实验

实验学分：1.5

实验学时：48

适用专业：机械/土木/环工/微电/水利/计科/电气/建电/信科/制药/化工/软件/电信/信科/

实验绪论

课程性质：实验理论

课程内容：直接测量和间接测量；误差及分类；测量结果及不确定度估计；有效数字及运算；实验结果表示；实验数据的图示法和图解法。

课程目标与要求：要求学生了解测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的初步能力。其中包括：测量误差的基本概念；直接测量误差估算(可用标准偏差)；间接误差估算；处理实验数据的一些重要方法。例如，列表法、作图法、逐差法等。在教学中要重视系统误差的分析，如通过几个典型的实验的分析，使学生了解减小和消除系统误差的几种常用的方法。

实验一、胶片密度的测量

实验性质：综合性实验

实验内容：测量胶片的密度。

实验目的与要求：1. 掌握测定规则物体和不规则物体密度的一种方法。2.掌握游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜、电子天平的使用方法。3.进一步理解误差、不确定度与有效数字的基本概念，并能正确地表示测量结果。必做实验。

注意要点：1.注意螺旋测微器零点读数的符号。2.使用读数显微镜时鼓轮只能向一个方向旋转，否则会产生因空转引起的测量误差。

实验二、电阻的测量和伏安特性的研究

实验性质：验证性实验

实验内容：1. 用外接法测二极管的正向特性。2. 用内接法测二极管的反向特性。

实验目的与要求：1.掌握电学常用仪器的基本性能和使用方法。2.掌握分压器和限流器的使用方法。3.熟悉测量伏安特性的两种方法，测绘伏安特性曲线，了解二极管起始电压。必做实验。

注意要点：1.测量晶体二极管正向伏安特性时，毫安表读数不得超过二极管允许通过的最大正向电流值。2. 测量二极管反向伏安特性时，加在晶体管上的电压不得超过二极管允许的最大反向电压值。必做实验。

实验三、液体粘滞系数的测量

实验性质：验证性实验

实验内容：用不同直径的小钢球测量液体的粘滞系数

实验目的与要求：1.掌握用落球法测定液体粘滞系数的方法。2.学习用读数显微镜测量小钢球直径的方法。

注意要点：1.量筒内的液体应无气泡，小球应光滑无油污，测量过程中液体的温度应保持不变。2.选定上标线时应使小球通过标线时已达到收尾速度。3.测量时间时要眼手配合好。

实验四、静电场的描绘

实验性质：验证性实验

实验内容：圆柱形电容器中等势线分布的模拟测绘。

实验目的与要求：1. 学习用模拟法研究静电场。2. 描绘两种场结构的等势线

注意要点：打点均匀分布，不能太用力，以免戳破导电纸，引起系统误差；阳极电位要用电压表测量，不能用电源上的电压表直接测量，以致表与表之间引起系统误差。

实验五、液体的表面张力系数的测定

实验性质：验证性实验

实验内容：1.用拉脱法测液体表面张力系数。2.用毛细管法测液体表面张力系数。 实验目的与要求：1. 了解液体表面的性质，用拉脱法测液体的表面张力系数。2.学习焦利氏秤的使用方法。3.学习用毛细管法测液体的表面张力系数。必做实验。

注意要点：1.金属丝框、玻璃皿和玻璃皿中的蒸馏水必须保持洁净，请勿用手触摸。2.锥型弹簧承受的最大负载较小，不可超过规定值，以免弹簧变形损坏。

实验六、太阳能电池基本特性测定

实验性质：综合性实验

实验内容：1．测量太阳能电池正向偏压时的伏安特性；2. 测量太阳能池的短路电流I SC 和开路电压U O ；3. 测量太阳能池在不同负载电阻下I 和U ，并计算其输出功率，求最大输出功率m P 及对应的电压；4.计算填充因子)(oc sc m U I P FF ⋅=

实验目的与要求：1．了解太阳能电池的基本结构和工作原理。2．掌握太阳能电池基本特性参数测试原理与方法。3．通过分析太阳能电池基本特性参数测试数据，进一步熟悉实验数据分析与处理的方法，理解实验数据与理论结果间不完全一致的原因。

注意要点：1、光源不用时，可通过直流电源后面面板上的开关闭合，使用时间过久时光源发热剧烈，注意避免烫伤。2、使用光功率计测量时，注意将其调整到与太阳能电池中心对齐的位置；在不使用时应将光功率计的探头转向侧面，避免一直光照，损坏其使用寿命。

实验七、拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量

实验性质：综合性实验

实验内容：用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量。

实验目的与要求：1.掌握用光杠杆法测微小长度变化量的原理。2.学会用逐差法处理数据。掌握一种测量金属丝的杨氏弹性模量的方法。必做实验。

注意要点：1.光杠杆、望远镜与标尺所构成的光学系统一经调节好后，在实验过程中就不可再移动。否则数据无效，实验从头做起。2.调节光杠杆时要细心，以免损坏。

实验八、用直流电桥测量电阻

实验性质：验证性实验

实验内容：1. 自组装电桥。2. 用自组装的单臂电桥测电阻。3. 计算所测电阻的不确定度。实验目的与要求：1.掌握惠斯登电桥的基本原理。2.学会组装惠斯登电桥。3.学会使用惠斯登电桥测电阻的方法。必做实验。

注意要点：不能用箱式电桥测带电线路或有电元件。

实验九、示波器的使用

实验性质：综合性实验

实验内容：学习通用示波器的使用方法。

实验目的与要求：1.初步掌握通用示波器的使用方法。2.学习用示波器观察电信号波形，测量其电压、频率和位相。必做实验。

注意要点：1.为了保护荧光屏不被灼伤，使用示波器时，光点亮度不能太强，而且也不能让光点长时间停在荧光屏的一点上。2.两只换能器的“输入”端和“输出”端均为红色，“接地”端为黑色，使用时不要接错。3.所有仪器均应接好地线，以防外界电场干扰引起测量误差。

实验十、光的干涉--牛顿环

实验性质：验证性实验，设计性实验

实验内容：测定透镜的曲率半径。

实验目的与要求：1.观察光的等厚干涉现象。2.学习读数显微镜的使用。3.掌握用牛顿环测定透镜曲率半径的方法。必做实验。

注意要点：1.在测量中，鼓轮只能向一个方向旋转，否则会产生因空转引起的测量误差。2.要测量牛顿环直径时，注意左右两侧环数不数错，且十字叉丝纵丝对准境纹中心。

实验十一、霍耳效应及磁场的测定

实验性质：综合性实验

实验内容：1.测定霍尔元件的灵敏度2.用霍耳元件测螺线管磁场。

实验目的与要求：1.熟悉霍耳效应的原理。2. 学习校准霍耳元件的灵敏度的方法3.学习用