大学物理实验报告册

1、大学物理实验报告册50物理实验学生守则1. 实验课是学生通过实践强化理论知识、训练实验技能、培养 科学求实精神及严谨学风的重要途径之一。每个学生都必须重视实验课，严肃认真地上好实验课。2. 学生课前要认真预习，掌握实验基本原理，明确实验条件、仪器及操作步骤，明确哪些是已知量，哪些是待测量，完成预习内容以便老师上课查问。3. 上课不准迟到，迟到15 分钟者不准进入实验室，以旷课论。累计旷课三次，实验课成绩记为不及格，需重修。上实验课时应严肃 认真，不乱拉、乱动与本实验无关的仪器，不准吃东西，不准喧哗打闹, 不准接打手机。4. 实验中要认真学习仪器的使用方法和注意事项，爱护仪器。实验要严格按步骤和

2、要求进行实验，有问题及时询问指导老师，绝不可因好奇而不按操作规程擅自乱调、乱动仪器，否则，造成仪器损坏 应由个人负责赔偿。5. 实验中仔细观察实验现象，如实记录实验数据，要求测量有效数字正确，实验报告要独立完成，严禁弄虚作假，抄袭他人报告。本次实验报告在下次实验时必须按时交给老师。6. 实验完毕，应切断水、电等，收拾好自己使用的仪器，经老师检查允许后，方可离开实验室。物理实验规则一预习预习是做好实验的先决条件，是培养学生自学能力的重要一环，所以学生在做好预习的同时，应将实验报告的实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤写 清楚并设计好数据记录的表格，实验教师会依据预习思考题进行提问，不会回答问题

3、的必须继续预习，并扣去预习分。二实验到达实验室后，再次阅读说明书、实验资料，明确注意事项和有关的参考数据，鼓励学生根据自己设计的实验步骤，独立思考、细心观察、认真分析，必要时可以向教师请教。实验数据记入数据记录的表格中。作完实验后，将实验仪器擦拭干净，按原样放置好， 并及时请指导老师检查并签字， 当日未签字的实验数据过期一律无效作废。三实验报告作完实验后，在此实验报告上继续完成实验的数据处理、实验结果表示、 以及对测量结果的分析和讨论， 注意有关实验曲线一定要用铅笔画在毫米单位的标准坐标纸上，并回答有关实验的思考题。四实验成绩评定实验教师应根据学生的总体实验情况，依据下表所列的项目， 给出学生

4、的每一个实验的成绩，实验课的成绩由每一个实验的成绩和考试成绩相加而成。预 习课堂操作数据记录数据处理问题讨论总分2 分2 分2 分3 分1 分10 分实验名称实验 1.数据处理及测量误差 .5实验 2.拉伸法测杨氏模量 .9实验3.刚体转动惯量的测量.13实验 4.电子示波器原理及应用.19实验 5.惠斯登电桥测量中值电阻.23实验 6.电位差计测电动势.27实验 7.霍耳效应测磁场.31实验 8. 麦克尔逊干涉仪的调整和使用35实验 9. 光栅分光计测波长39实验 10. 用阿贝折射仪测折射率43实验 11. 牛顿环测透镜的曲率半径49实验 12. 模拟法描绘静电场53实验 13. 线性及非

5、线性电学元件伏安曲线的测定57实验 14.超声光栅测声速实验.61实验 15.密立根油滴仪实验.65实验 16.冷却法测量金属比热容.69实验 17. 不良导体导热系数的测定.73实验 18. 数字万用表的设计与校准77附表：大学物理实验教学质量调查表91成绩实验 1、数据处理及误差分析学院姓名班级学号组号实验日期书写要求：字迹工整、清晰、铅笔书写文字无效预习思考题预习1. 物理实验中常测的11 种物理量包括那些？2. 有效数字的定义是什么？直接测量结果的有效数字位数与那些因素有关？3. 误差可分为几类？应如何消除或减小误差？4. 作图法有什么优点？为什么一定要用坐标纸 画曲线？作业:1.指出

6、下列各数是几位有效数字：（ 1）0.0001；（2）0.100；（ 3）1.0000；（ 4）980.1230；（ 5）1.35；（ 6）0.0135；（ 7）1.2310 5；（ 8） 310 4；（ 9）2.0106；2. 进行如下测量时, 按有效数字要求, 那些记录有错误?(1) 用精度为0.01 mm的千分尺测物体长度:0.46cm； 0.5 cm； 0.317mm； 0.0236mm；(2) 用精度为0.02 的游标卡尺测物体长度:40mm；71.05mm；52.6mm；23.46 mm.3 改正下列错误，写出正确的答案（ 1）m3169200kg（ 2）d110.4300.3cm（

7、 3）t18.54260.3241cm（ 4）d19.3211.3cm（ 5）h26.71042000km实验：用米尺、游标卡尺、千分尺分别测量胶木板的长、宽、厚，用不确定度处理数据，并写出长、宽、厚的测量结果的标准式，并计算其体积v，写出标准式。单位：mm123456平均值长（ x） 宽（ y） 厚（ z）教师签字：日 期：数据处理：1. 长度 x:2. 宽度 y:3. 厚度 z:4. 体积 v:成绩实验 2、拉伸法测杨氏模量学院姓名班级学号组号实验日期书写要求：字迹工整、清晰、铅笔书写文字无效；预习思考题预习1. 拉伸法测杨氏模量实验，为什么要用光杠杆放大法测钢丝伸长量？若d1 =80mm

8、, d 2 =1200mm 光杠杆的放大倍数是多少？2. 采用逐差法处理数据有什么优点？当采用逐差法处理数据时，原始数据个数应为偶数还是奇数？一、实验目的：二、实验仪器及用具：三、实验原理简述：四、实验步骤：五、实验操作注意事项：操作六、数据记录与数据处理1. 数据表格：增荷减荷荷重序aa'号kgmmmm平均值amm逐 差 法 处 理 数 据1a1= a5 - a12a2 = a6 - a23a3 = a7 - a34a4 = a8 - a45 a6 sx7 sx89钢丝长度l （ mm）elt0c钢丝直径eg (m/s 2)9.796 ± 0.002d(mm)d测量utv

9、s22e = u/ x数值d 2 ( mm)d1 ( mm)a( mm)ub/3ap0xuxu au bxx教师签字： 日期： 2. 测量结果(忽略 m, g 的相对不确定度 )8mgld21y =d 2d= a（式中 m4 kg ）2e =el2221ed4 ed22edea= uyey _ 。测量结果标准式： y =yuy （p= 0.683 ）ey 。七、问题讨论：如把 k提高 k ？a称作光杠杆的放大率，则k 与实验装置的什么几何参数有关？如何l成绩实验 3、刚体转动惯量的测量学院班级组号姓名学号实验日期书写要求：1 字迹工整、清晰、铅笔书写文字无效；2使用坐标纸、绘图工具画图，作图规

10、范。预习思考题预习1. 刚体的转动惯量与哪些因素有关？2.圆环转动惯量的理论公式为什么是j 1 m（ r2环2外r内2），而不是j 1 m（ r2环外r内2）？请推导一下。2一实验目的二、实验内容 ：三、实验仪器与用具四、实验原理简述五、实验步骤简述六、本实验操作注意事项操作七、原始数据记录与数据处理注： 通过改变塔轮半径r，测出多组值，求出转动惯量。1. 测量本底转动惯量j 0砝码质量m=kgr(m)0.0150.0200.0250.0300.035m=mgr作 m 图线，求出斜率k， 即可得到转动惯量j 0 =。（贴图）2. 测量圆环的转动惯量j环r(m)0.0150.0200.0250.

11、0300.035m=mgr测量圆环的内外径：r外 =，r内 =。测量圆环的质量：m环 =。作 m 图线，求出斜率 k ，即可得到转动惯量j环 + j 0 =，（贴图）结果 :j环 =，理论值：j1 m（ r 2r 2 ) =，环理论环外内2和理论值比较：j =，j相对误差：=。j环理论3. 测量圆盘的转动惯量j盘r(m)0.0150.0200.0250.0300.035m=mgr测量圆盘的直径：r盘 =，测量圆盘的质量：m盘 =。作 m 图线，求出斜率k， 即可得到转动惯量j 盘 + j 0 =，（贴图）结果 :j 盘 =，理论值：1mj 盘盘22r盘 =，和理论值比较：j =，j相对误差：=

12、。j盘理论4. 验证平行轴定理（选做）：表格自拟。教师签字日期八. 思考并回答：1实验中忽略了哪些次要因素的影响？怎样减小这些影响？2由实验数据所作的m 图中，如何解释m轴上的截距？实验 4、电子示波器的原理和应用成绩学院姓名班级学号组号实验日期书写要求：2.1. 字迹工整、清晰、铅笔书写文字无效；使用绘图工具画图，作图规范.预习思考题预习1. 示波器的用途有哪些？2. 根据示波器显示波形的原理，画出锯齿波周期是正弦信号周期二倍时的扫描过程示意图（瞬时值叠加轨迹）。一、实验内容： 1了解示波器原理及使用方法2. 定量测量输入信号的电压值3. 观察波形二、实验目的：三、实验仪器与用具：四、实验原

13、理简述五、实验步骤：六、本实验操作注意事项操作七.原始数据记录与数据处理1. 示波器的参数校准测试内容标称值偏转因数显示格数测量值校准误差显示波形幅度 a2v周期 t1.0 ms2. 定量测量输入信号的电压值u（ 1）测量直流输入信号的电压值u扫描线偏离中心的高度y=cm示波器的偏转因数dy=v/cmu=v（ 2）测量正弦交流电压u竖线的总长度l=cm示波器的偏转因数d y=v/cmdyl正弦交流电压有效值u=v223. 观察及记录波形（用坐标纸作图）注：三个波形的频率相同，信号线(红色)接二极管一端（ 1）记录整流前的交流电压波形且测量电压峰值及频率：接接信示号波源器（贴图）（ 2）记录半波

14、整流后的波形且测量电压峰值：接信号源r接示波器（贴图）（ 3）记录观察整流、滤波后的波形：接信号源接cr示波器（贴图）教师签字日期八. 思考并回答：1. 整流后的电压峰值比整流前的电压峰值大约小多少？为什么？2. 用示波器观测50 hz 的正弦交流电压信号，当荧光屏上调出两个周期稳定的波形时， 其扫描电压的周期是多少？成绩实验 5、惠斯登电桥测量中值电阻学院姓名班级学号组号实验日期书写要求：字迹工整、清晰、铅笔书写文字无效；预习思考题预习1. 电桥用到了比较法，比较法有什么优点？本实验中比较法具体体现在什么地方？2. 电桥测电阻要选择比率，如何选择比率？一、实验目的：二、实验内容：三、实验仪器

15、及用具：四、实验原理及实测电路示意图：五、实验步骤简述：六、实验操作注意事项：操作七、原始数据记录与数据处理1. 自组电桥、箱式电桥测电阻自组电桥箱式电桥电阻万用电表序号粗测值kra / rbrsrxrsrx123r'2. 检流计灵敏度对电阻测量带来的误差测量（ 自组电桥 ）电阻k序号ra / rbs偏转格数 nrsrs0.2 / nrxkrs（即 0.2格判据）123教师签字日期123. 数据处理：电阻ekes序号自组10.0050.002电桥20.0050.00230.0050.00222eeexksu1ex rxu2 （ 0.2格判据）uu2u2rxrxu电阻序号rx0.1%12

16、3u3rxrxu箱式电桥八 思考并回答 ：1. 怎样调节rs 才能使电桥较快地达到平衡状态？2. 如何提高电桥灵敏度？成绩实验 6、电位差计原理及其应用学院姓名班级学号组号实验日期书写要求：字迹工整、清晰、铅笔书写文字无效；预习思考题预习1. 电位差计之所以能作为较精密的计量仪器，在于他的两个优点，其一是采用了一种好的实验方法，其二是利用了一种精密的实验仪器，分别说出他们是什么？2. 采用电位差计测量前为什么要进行电流标准化调节？3. 电位差计为什么能测量电池的电动势，而不是端电压？一、实验目的二、实验仪器与用具三、实验原理及测量电路示意图四、实验步骤简述五、本实验操作注意事项操作六、原始数据

17、记录与数据处理（教师当堂签字方为有效，不得涂改）室温 t=，标准电池的电动势取 y=v 。测量次数12345平均 x（ v）教师签字日期数据处理：sss xu1.14s半刻度u b22xxa5x ()3uuaub测量结果的标准表达式：xu=（p=0.683）eu八、思考并回答：1. 电位差计在校准工作电流时，为什么不用电流表监测工作回路电流，而要用标准电池校准工作电流？2. 学生型电位差计校准工作电流时，有时无论怎样调节r 检流计总是偏转，可能的原因有哪些？ ( 仪器是完好的)成绩实验 7、 霍尔效应法测磁场学院班级组号姓名学号实验日期书写要求：1 字迹工整、清晰、铅笔书写文字无效；2使用坐标

18、纸、绘图工具画图，作图规范。预习思考题预习1. 什么是霍尔效应？霍尔电压是怎样形成的？2. 霍尔元件多用半导体制成，而不用导体，为什么？一实验目的二、实验内容 ：三、实验仪器与用具四、实验原理及实测电路图五、实验步骤简述六、本实验操作注意事项操作七、原始数据记录与数据处理1. 测绘霍尔电压u h i （工作电流）关系曲线位置： x=100mm,条件：励磁电流i b0.8a工作电流i （ ma）0.002.004.006.008.00u1(mv)0.00霍尔u2(mv)0.00电12压uuu h2(mv)0.002. 测量 b 与励磁电流i b的关系位置： x=100mm,kh=mvma

19、3;mt条件：工作电流i=8.00ma励磁电流i b(a)0.000.200.400.600.80u1(mv)0.00霍尔u2(mv)0.00电压u 1u 2u h2(mv)0.00bu h(mt)0.00k h i3. 测量 b 沿 x 轴的分布条件:励磁电流i b=0.80a工作电流i=8.00makh=mvma·mtx(mm)05.010.020.040.060.080.0100.0u1(mv)u2(mv)huu 1u 22(mv)bu h(mt)k h i教师签字日期八、数据处理（作图：用坐标纸）1. 霍尔电压uh与工作电流i 曲线（贴图）2 螺线管内磁感应强度b 与励磁电流

20、i b 曲线（贴图）3 螺线管内磁感应强度b 与管内位置x 曲线（贴图）九. 思考并回答1. 霍尔效应实验中，不等位电压是怎样形成的?如何消除其影响？2. 在测霍尔电压时，有时电位差计始终偏向一侧调不平衡，则应该如何处理?成绩实验 8、麦克尔逊干涉仪的调整和使用学院班级组号姓名学号实验日期书写要求：字迹工整、清晰、铅笔书写文字无效预习思考题预习什么是等倾干涉? m 2镜的像 m 2 平行于 m 1镜的实质是什么?本实验要求每 “冒出 ”或“缩进 ”多少个暗环记录一次m 1的位置 ? 共需记录多少次? 为什么要记录双数个数据?一、实验目的：二、实验内容：三、实验仪器与用具：四、 实验原理简述及光

21、路图：五、实验步骤：六、本实验操作注意事项：操作七、原始数据记录与数据处理测定光波长（注 1nm=10m）-9平均值教师签名：日期：数据处理（ 公认值he-ne激光： 0=632.8nm）：测量结果：2dn 2n1绝对误差：|0 |相对误差：e|0 |100%0n1050100150200250d（ mm）n2300350400450500550d（ mm）d（ mm） d八、问题讨论：1. 本实验中 , 粗调手轮和细调手轮的分度值分别是多少? 如何读数 ?2. 为什么在测量时m 2 镜只能向一个方向移动? 为保证这一点, 在转动手轮时要注意什么问题 ?成绩实验 9、用光栅测光波波长学院班级组

22、号姓名学号实验日期书写要求：字迹工整、清晰、铅笔书写文字无效预习思考题预习1. 分光计的调节有几步？各个步骤的调节目的是什么？2. 在分光计上，为什么采用双游标读数？对同一光栅衍射条纹测量结果a 、b 游标读数之间有什么关系？一、实验目的二、实验仪器与用具 （名称、型号及主要参数）三、实验原理简述 （用简洁的文字及图示方法说明）四、实验步骤简述五、本实验操作注意事项注意： 分光计望远镜任一位置可由读数装置（双游标）读出方位角值。读数装置由刻度盘与游标组成，刻度盘分为360，最小刻度为半度（0.5），小于半度则利用游标读数，游标上刻有30 小格。故每一刻度对角度为1' ，角游标的读数方法

23、与游标卡尺相似。望远镜转过的角度，则是同一游标两次方位角读数之差。在测读计算过程中，由于望远镜可能位于任何方位， 故必须注意望远镜转动过程中是否越过了刻度零点。如越过了刻度零点，则必须按公式360ii ' 计算望远镜转角。操作六、实验原始数据记录1. 光栅常数的测定k1（左）k1（右）谱线颜色''1122绿光546.1nm由光栅衍射公式d sink（ k1）计算光栅常数：d，和实验室给出值的误差d。2. 测定未知光的波长。用实验室给出的光栅常数，在k=±1时，测出汞灯的两条黄线1 和2 的衍射角 .由光栅衍射公式d sink计算1 和2 （d=）。计算其误差。

24、谱线颜色k1（左）'k1（右）'1122黄光1（短、内侧） 黄光2（长、外侧）教师签字日期七、与理论值的对比理论值0（ nm）实验结果（nm）绝对误差 u相对误差 e黄1576.96黄2579.07八、问题讨论：1调节望远镜光轴与仪器主轴垂直时用了“各调一半”的方法，它是一种典型的逐次逼近调节法，这种方法有什么优点？有没有其它更好的方法？2光栅方程d sink要求光栅平面垂直于平行光，怎样检查和调节？成绩实验 10、用阿贝折射仪测折射率学院班级组号姓名学号实验日期书写要求：字迹工整、清晰、铅笔书写文字无效；预习思考题预习1. 阿贝折射仪可以用来测量哪些物理量？其测量原理是什么？

25、2. 阿贝折射仪实验中，用白光照射时就不能观察到明暗半影，而将呈现一段彩色的区域，也就无法准确的测量液体的折射率。实验中怎样操作来得到明暗半影？这样操作后，阿贝仪测量的折射率是针对哪种波长的光？3. 什么是平均色散？一实验目的：二实验仪器与用具：三实验原理简述及光路图：四实验步骤：五实验操作注意事项 ：操作六数据记录与计算 （教师当堂签字方为有效，不得涂改）1. 测两种物质的折射率并估算不确定度（：取仪器刻度的的半刻度）待测物上切 n1下切 n2nn1n 22u jeju3nnnu j水酒精2. 测定平均色散值待测物正转 z1反转 z2zz1z2 2abnfnca b水酒精教师签名日期七、思考

26、并回答：1. 进光棱镜的工作面为什么是磨砂面？2. 阿贝折射仪为什么会出现半影视场？画图说明。附录：平均色散率的测定由于介质对不同色光的折射率不同，故复色光进入介质将分解成单色光，叫做光的色散，如图所示。不同介质的色散本领不同，常用介质对蓝光 (486.13 ) 的折射率nf 和对红光(656.28 ) 的折射率nc 之差来表征色散特性。测量方法如下：c1. 以两个不同方向转动色散手轮，使视场中的明暗分界线无彩色为止，记下z正和 z 反,fdd取其平均值z= z 正z 反2，并记下折射率nd 。光的色散2. 根据折射率nd 值，在色散表的同一行中找出a 和 b 值（若nd 在表中二数值中间时用

27、内插法求得）。3. 根据 z 值在表中查出相应的值（若 z 在表中二数值中间时用内插法求得）。当 z>30 时， 取负值 ;当 z<30 时，取正值。4. 所求出的a、b、值代入色散公式n fncab就可求出平均色散值。【例】测定蒸馏水的平均色散，测得：z 正=41.5 ， z 反=41.7 ，n d =1.3330 。则：z=41.6，当nd =1.3330 时，用内插法求得aa1n2a2n1( a2a1) nd0.024781.3400.024731.330( 0.024730.02478)1.33300.0 2 4 7 6 5n2n11.3401.330bb1n2b2n1(

28、b2b1)n d0.032951.3400.032761.330( 0.032760.03295)1.33300.0328931z 2n2n12z 1( 2z 2z11 ) z0.545420. 58841421.340(0 .588411.3300.545)41.60.5717（当 z>30 时，取负值）nfncab=0.024760.-032893 × 0.5717=0.00596平均色散计算公式：nfncab，当 z>30 时，取负值， 当 z<30 时，取正值。附表阿贝折射仪色散表ndabzz1.3000.024940.0334001.000601.3100.024880.0332710.999591.3200.024830.0331120.995581.3300.024780.0329530.988571.3400.024730.0327640.978561.3500.024690.0325650.966551.3600.024640.0323560.951541.3700.024600.0321270.934531.3800.024560.0318780.914521.3900.024520.0316190.891511.4000.024480.03133100.866501.4100.024450.03104110.839491.4200