大学物理实验(电子)Ⅰ-Ⅱ

1、膀河西学院电子信息科学与技术专业课程教学大纲膈莃大学物理实验 - 蚃袈一、说明芆（一）课程性质和制定本大纲的依据螃物理学是一门重要的基础科学，是整个自然科学的基础。物理学的发展不仅推动了整个自然科学，而且对人类的物质观、时空观、宇宙观，对整个人类文化都产生了极为深刻的影响。物理学又是当代技术发展的最主要的源泉。物理学是实验的科学，物理实验的方法、思想、仪器和技术已经被普遍地应用在各个自然科学领域和技术部门以及其他学科领域。物理实验的实验方法和思想、实验条件的保证、实验仪器装置、实验技术、实验的数据处理及误差分析等方面都有自身的理论基础和教学内容。本课程是为高校理科非物理专业开设的一门基础实验课

2、，是培养适应现代化建设人才的重要的基础课教学环节，着重给学生以严格的实验基础训练。莄本大纲在上述思想指导下，总结执行国家教委高教司天文与物理教学指导委员会关于高校理科基础物理实验教学改革的建议和高校理科非物理专业基础物理实验教学基本要求的基础上制定的。罿（二）教学目的虿本课程的主要目的是：使学生在物理实验的基本知识、基本方法、基本技能等方面受到一定的训练，培养学生初步的实验能力，良好的实验习惯以及严谨求实的科学作风，使学生具有良好的实验素质，并为有关学科的后继实验课程和今后用物理方法解决本学科问题打好基础。蒆（三）教学时数袀 30+30 学时（两学期）肀（四）教学方式螇教师讲授实验的要点，重点

3、,单独辅导学生完成实验。袆（五）考核要求蚁 基本内容包括： 实验预习、 实验操作、 实验记录、 实验报告 ,由此得出考核成绩。成绩按百分记。袈二、正文袅（一）基本要求：莅通过本课程的学习，使学生完成20 个包括力学、热学、电磁学、光学或其他方面的实验，应达到如下基本要求：莁 1使学生独立完成实验预习、学习实验目的和实验原理，了解实验过程的物理思想，初步掌握实验过程的物理规律和物理方法。衿 2学习物理量的一般测量方法，如：长度、时间、温度、速度、功率、热量、电流、电压、电阻、磁场强度、折射率、焦距、波长等。芈 3培养学生正确处理实验数据、正确表达和评价实验结果的初步能力。能根据实验数据设计数表并

4、作图，写出正规的实验报告。螄 4培养学生的实验能力，尤其是进行实验时的动手能力。注意使学生初步养成良好的实验习惯和工作作风。膁（二）教学内容羁 1绪论，有效数字，误差分析、不确定度评定莆 2项目总表膄序号袂实验项目名称螈学时数蚈项目类薃项目类别型薂力学热学实验蝿 1袇长度测量芆 3莂基础袁必做羅 2螆单摆测重力加速度肃 3蚈基础芈必做膅 3袃固体密度的测量蝿 3蒆基础薅必做薄 4螁牛顿第二定律的验证薈 5袇测金属丝的杨氏弹性模量肅 6袃复摆的研究薆 7芁超声波法测定声速肁 8薀测定冰的溶解热薁9羆精密称衡荿 10芄弦振动的研究蚃 11羃液体粘滞系数的测定螃 12荿电热法测热功当量莀 13肆混合

5、法测固体的比热容葿 14蚄水的汽化热的测定肄 15蒁光杠杆测定金属的线胀系数膁 16莁测定空气的比热容比腿 17膆导热系数的测定蕿电磁学实验肅 1蒂实验一制流电路与分压电路膃2聿实验二伏安法测二极管的特性膀 3膈实验三静电场的描绘芆4螃实验四伏安法测电阻蒆5袀实验五用惠斯通电桥测电阻蚁 6袈实验六用电势差计测量电池的电动势和内阻衿7芈实验七电表的改装与校正螈 3蒃 3薁 3蒈 3袈 3袄 3芃 3薁 3羈 3芅 3螀 3芀 3肈 3蚆 3羇 3螅 3莃 3莄 3肀 3袅 3螄 3肄基础螀基础蚁基础蒆基础蒅基础薂基础蒀基础薆基础袆基础羀基础艿基础蚅基础羃基础蚂基础蚇基础性羄基础性蚃基础性罿设计性

6、螇基础性莅基础性膁设计性莄必做蚀选做莇选做羅选做螂选做莈选做蒇选做莆选做蒄选做蒁选做薇选做薃选做羂选做膀选做蒅必做羃必做袈选做虿选做袆必做莁必做羁必做莆 8膄实验八灵敏电流计特性研究薃 9薂实验九低电阻的测量莂 10袁实验十万用表的制作与定标蚈 11芈实验十一磁场的描绘蒆 12薅实验十二电子示波器的使用肄 13莄实验十三交流电桥螀 14蚀实验十四LRC 电路暂态过程的研究蚁 15莇实验十五LRC 电路谐振特性的研究蒆 16羅实验十六冲击电流计特性的研究蒅 17螂实验十七利用霍耳元件测磁场薂 18莈实验十八铁磁物质动态磁滞回线的测试蒀 19蒇实验十九半导体热敏电阻特性的研究薆光学实验莆 1螃薄透

7、镜焦距的测定蒄 2莀分光计的调节及棱镜折射率的测定蒁 3葿双棱镜测定钠光波长薇 4肄牛顿环测透镜曲率半径薃 5膁衍射光栅测定光波波长羂 6腿偏振现象的观察与分析膀 7蕿显微镜放大率的测定蚇 8蒅测定透镜组的基点袂 3蝿 3羅 3膅 3薄 3薈 3肅 3薆 3肁 3薁 3荿 3蚃 3荿 3肆 3蚄 3蒁 3莁 3膆 3肅 3膃 3螈基础性袇基础性螆设计性袃基础性螁基础性袇设计性袃基础性芁基础性薀基础性羆基础性芄基础性羃基础性羈基础芅基础螀基础芀基础肈基础蚆基础蒂基础聿基础蚈必做芆选做肃必做蝿必做螈必做蒃必做薁选做蒈选做袈选做袄选做芃选做薁选做袆必做羀必做艿必做蚅必做羃必做蚂必做羇选做螅选做羄 9

8、羃观察透镜成像时的像照度膀 3膈基础莃选做蚃 10袈单缝衍射的光强分布芆 3螃基础莄选做罿虿（三）实验内容蒆力学热学实验：袀实验一：长度的测量肀实验目的螇练习使用测长度的几种仪器；练习做好记录和计算不确定度。袆实验内容蚁阅读绪论的有关知识；测滚珠的直径；测圆管的体积。袈仪器和用具袅米尺，游标卡尺，螺旋测微器，移测显微器，被测物（滚珠、金属丝）莅实验二：单摆莁实验目的衿 练习使用停表和米尺， 测单摆的周期和摆长； 求出当地重力加速度 g 的值；考查单摆的系统误差对测重力加速度的影响。芈实验内容螄测当地重力加速度g 的值；考查摆线质量对测g 的影响。膁仪器和用具羁单摆，停表，钢卷尺。莆实验三：精密

9、称衡膄实验目的袂练习使用分析天平进行精密称衡；熟悉精密称衡中的系统误差纠正。螈实验内容蚈练习使用分析天平。薃仪器和用具薂阻尼式分析天平，被测物（质量50 100g 间的铝块、玻璃块） 。蝿实验四：杨氏模量的测定（伸长法）袇实验目的芆用伸长法测金属丝的杨氏模量；学习光杠杆的原理并掌握使用方法。莂实验内容袁根据原理测量有关的量。羅仪器和用具螆杨氏模量测定仪，光杠杆，尺度望远镜，螺旋测微器，游标卡尺，法码，米尺，金属丝。肃实验五：偶然误差的统计规律蚈实验目的芈从摆的周期测量值的变化,认识偶然误差的规律性。膅实验内容袃测量摆的周期；数据的统计；分析测量结果。蝿仪器和用具蒆摆（单摆或复摆），光电门，数字

10、毫秒计，开关。薅实验六：自由落体运动薄实验目的螁学习在自由落体下的物体测当地重力加速度g；练习对组合测量进行数据处理。螈实验内容肄根据原理测量有关的量。莄仪器和用具薈自由落体装置；数字毫秒计（即ms计），光电门（两个） ，铁球。袇实验七：碰撞实验蒃实验目的螀验证动量守恒定律；了解非完全弹性碰撞和完全非完全弹性碰撞的特点。蚀实验内容肅根据原理测量有关的量。袃仪器和用具薁气垫导轨，滑块，光电门，数字毫秒计，游标卡尺，尼纶粘胶带或橡皮泥。蚁实验八：倾斜气垫导轨上滑块运动的研究莇实验目的薆用倾斜气垫导轨测重力加速度；分析和校正实验中的系统误差。芁实验内容蒈根据原理测量当地的重力加速度g 及标准不确定度

11、。蒆仪器和用具羅气轨，滑块，光电门，数字毫秒计，游标卡尺，垫块。肁实验九：牛顿第二定律的研究薀实验目的袈学习在气垫导轨上验证牛顿第二定律。蒅实验内容螂根据原理测量有关的量。薁仪器和用具羆气轨，滑块，光电门，数字毫秒计，垫块。薁实验十：转动惯量的测定艿实验目的膅测量不同形状物体的转动惯量。膆实验内容肀根据原理测量有关的量。聿仪器和用具膇刚体转动实验仪，数字毫秒计，游标卡尺，天平，法码，开关，被测物（圆盘及圆环）。芄实验十一：刚体转动的研究蒀实验目的螀研究刚体转动时合外力矩与刚体转动的关系；考查刚体的质量分布改变时对转动的影响。芈实验内容莂考查力矩M与角速度的关系；考查质量分布对转动的影响膃仪器和

12、用具蒀刚体转动实验仪，秒表，游标卡尺，天平，砝码，开关。肅实验十二：惯性称螅实验目的薃掌握惯性称测物体质量的原理和方法；了解仪器的定标和使用。芀实验内容膇惯性称的定标；测待测物体的质量；考查重力对惯性称的影响。袃仪器和用具羂惯性称，周期测定仪，定标用的标准质量块（共10 块），待测圆柱体。螇实验十三：三线摆膈实验目的膆掌握三线摆法测转动惯量的原理和方法；验证平行轴定理。蒁实验内容蒇根据原理测量有关的量。羅仪器和用具莄三线摆，游标卡尺，天平，停表（或数字毫秒计） ，被测物（圆盘，外形尺寸及质量完全相同的两个圆柱体） 。袁实验十四：弹簧振子的研究芈实验目的肇研究弹簧本身质量对振动的影响；研究不同形

13、式的弹簧，其质量对振动的影响是否相同。蒂实验内容芀根据原理测量有关的量。羈仪器和用具肈弹簧（锥形、柱形），停表或数字毫秒计，砝码或砝码托盘。螅实验十五：弦振动的研究虿实验目的蚈观察弦振动时形成的驻波；用两种方法测量弦线上横波的传播，比较两种方法测得的结果；验证弦振动的波长与张力的关系。袆实验内容羃测量弦的线密度；观察弦振动时形成的驻波；弦振动的波长与张力的关系。莃仪器和用具葿电振音叉（频率约100HZ）；弦线，分析天平，滑轮，法码，低压电源，米尺。羇实验十六：表面张力系数的测定芅实验目的袂利用毛细管中水柱的升高，测量水的表面张力。腿实验内容螄根据原理测量有关的量。莄仪器和用具节测高仪，移侧显微

14、镜，毛细管，烧杯，温度计。罿实验十七：水的汽化热的测定螆实验目的薂用量热器测定水在沸腾时的汽化热。蚁实验内容蚀根据原理测量有关的量。袇仪器和用具量热器，温度计（1 10），冷凝器，天平，蒸汽发生器，蒸汽过虑器，小量筒。实验十八：液体粘度的测量实验目的用毛细管法测定水的粘度。实验内容根据原理测量有关的量。仪器和用具毛细管（长约 50cm，内径约 0.1cm ）及架，压强计，恒水位槽，物理天平，停表，烧杯，温度计，分析天平，移测显微镜，纯净水银。实验十九：固体比热容的测定实验目的掌握基本的量热法混合法；测定金属的比热容。实验内容测定有关的数据并作出温度和时间的变化曲线。仪器和用具量热器，温度计（0

15、.1 分度），物理天平，停表，加热器，小量筒，待测物体（金属块）实验二十：冰的熔化热的测定实验目的用电热法测定冰的熔化热；学习消除测量系统热散失的影响。实验内容根据原理测量有关的量。仪器和用具保温瓶，冰槽，电加热器，橡胶塞，玻璃棒，直流电源，伏特计，安培表，停表。实验二十一：良导体导热系数的测定实验目的用稳态法测物体的导热系数；实验内容根据原理测量有关的量。仪器和用具DH 2 型智能导热系数测定仪（一套）。实验二十二：金属线胀系数的测定实验目的学习利用光杠杆测量金属线胀系数。实验内容根据原理测量有关的量。仪器和用具GXZ 1 型金属线胀系数测定装置，光杠杆，望远镜及支架，标尺照明器，钢卷尺。实

16、验二十三：电热法测热功当量的测定实验目的学习用电热法测热功当量实验内容根据原理测量有关的量。仪器和用具量热器，温度计（ 0 50 度一支， 0 100 度一支），加热电阻丝，稳压电源，伏特计，安培表，物理天平，停表，变阻器。光学实验实验一：薄透镜焦距的测定实验内容、目的和要求（ 1）一次成像法，二次成像法，自准直法测凸透镜焦距，辅助透镜法测透镜焦距；（ 2）计算透镜焦距的平均误差及标准差。（ 3）学会调节光学系统共轴等高, 并了解视差原理的实际应用；（4）掌握薄透镜焦距的常用测定方法。仪器和用具光具座，凸透镜，凹透镜，白屏，光源，平面镜。实验二：分光计的调节及棱镜折射率的测定实验内容、目的和要

17、求1）了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法； （ 2） 掌握测定棱镜角棱镜玻璃的折射率的方法。（3）掌握分光计的调节要求及调节方法； （4）用分光计反射法和自准直法测量棱镜顶角，最小偏向角法测棱镜折率。仪器和用具分光计，钠灯，三棱镜实验三：双棱镜测定钠光波长实验内容、目的和要求（ 1）观察双棱镜产生的双光束干涉现象，进一步理解产生干涉的条件；（ 2）学会用双棱镜测定光波波长。（ 3）用双棱镜测定钠光波长；（ 4）计算钠光波长的相对误差及标准偏差。仪器和用具双棱镜，可调狭缝，辅助透镜，光具座，钠光灯，白屏实验四：牛顿环测透镜曲率半径实验内容、目的和要求（ 1） 掌握用牛顿环测定透镜曲率半

18、径的方法；（ 2）通过实验加深对等厚干涉的理解（3）观察等厚干涉条纹的特征，区别等厚干涉条纹与等倾条纹；（ 4）熟练使用显微镜，用逐差法处理数据。仪器和用具牛顿环仪 , 钠灯 , 移测显微镜实验五：衍射光栅测定光波波长实验内容、目的和要求加深对光栅分光原理的理解，测定光栅常量，光波波长和光栅角色散。仪器和用具分光计，平面透射光栅，汞灯，钠灯，单缝实验六：偏振现象的观察与分析实验内容、目的和要求1）观察光的偏振现象，加深对偏振光的了解； （ 2）掌握产生和检验偏振光的原理和方法； （ 3）了解旋光计的构造原理，并应用旋光计测定糖溶液的浓度。（ 4）了解产生和检验偏振光的原理和方法及使用的元件（偏

19、振片，半波片， 1/4 波片）；（ 5）观察旋光现象，测定糖溶液的浓度。仪器和用具He Ne 激光器，偏振片，半波片， 1/4 波片，玻璃片实验七：显微镜放大率的测定实验内容、目的和要求1）了解显微镜的放大原理，放大率的意义； （ 2）学会测量显微镜放大率的方法； （ 3）测定显微镜的放大率； （ 4）测微小长度，玻璃的折射率。仪器和用具显微镜，半反镜，玻璃砖，测微仪实验八：测定透镜组的基点实验内容、目的和要求1）加深对光具组基点的认识； （ 2）学习测定光具组基点和焦点的方法； （ 3）测定光具组基点和焦点。仪器和用具光具座，测节器，薄透镜，平面镜，白屏，准直透镜实验九：观察透镜成像时的像照

20、度实验内容、目的和要求1）考察屏幕上所成像的亮度和光学元件的关系； （ 2）学习照明系统布置原则； （3）使用照度计测量照度的方法（ 4）考察像的照度和放大倍数的关系； （ 5）考察像的照度和透镜的直径的关系；6）安装一个投映系统； （ 7）测定硫酸铜溶液的浓度。仪器和用具照度计，透镜实验十：单缝衍射的光强分布实验内容、目的和要求1）通过实验加深对夫琅和费衍射现象的理解，掌握其光强分布与衍射角，缝宽，观察屏与缝的距离等因素的关系； （ 2）通过实验理解怎样用光电二极管测量相对光强，根据测量数据在坐标纸作出相对电流与位置的曲线关系，即衍射光强分布图； （ 3）由于目前实验装置中存在一些问题，如光

21、源不稳定，装置受振动等原因，在量的方面不能要求过高，因而只要求对峰值，条纹宽度较接近理论值即可（小 10%）。仪器和用具WGZ2型光强分布测试仪，激光器，数字式检流计电磁学实验实验一：制流电路与分压电路实验目的了解基本仪器的性能和使用方法；掌握限流和分压两种电路的连接方法、性能和特点，学习检查电路故障的一般方法；熟悉电磁学实验操作规程和安全知识。实验内容熟悉电磁学实验操作规程；练习使用常用仪器、仪表；研究分压电路和限流电路的特性。仪器和用具直流电源、毫安表、伏特表、万用表、滑线变阻器、电阻箱、开关及导线。实验二：伏安法测二极管的特性实验目的掌握分压器和限流器的使用方法；熟悉测量伏安特性的方法；

22、了解二极管的伏安特性。实验内容了解二极管的伏安特性，测绘二极管的伏安特性曲线仪器和用具直流电源、毫安表、微安表、伏特表、万用表、滑线变阻器、电阻箱、待测二极管、坐标纸、开关及导线。实验三：静电场的描绘实验目的学习用电流场模拟静电场和原理和方法；研究同轴电缆和平行长直导线间的电场分布；加深对电位和电场强度概念的理解。实验内容描绘环形同心电极间的电场；描绘两根无限长平行直导线周围等势线分布。仪器和用具静电场等位仪（或直流稳压电源、检流计、滑线变阻器、电极、探针）、导电纸。实验四：伏安法测电阻（设计性）实验目的学习由伏安法测电阻的方法及仪表的选用原则；学习减小伏安法中系统误差的方法。实验内容根据设计

23、要求制定可行性方案，测量出给定电阻的阻值（要求系统误差尽可能小）仪器和用具。直流电源、毫安表、伏特表、万用表、滑线变阻器、电阻箱、待测电阻、坐标纸、开关及导线。实验五：用惠斯通电桥测电阻实验目的学习惠斯通电桥测电阻的原理；掌握自组直流电桥测中值电阻的方法；了解灵敏度的概念及提高灵敏度的途径。实验内容自组直流惠斯通电桥，并用它来测量两个未知电阻及它们的串联值、并联值；研究电桥的灵敏度。仪器和用具直流电源、滑线变阻器、电阻箱、待测电阻、检流计、万用表、开关及导线。实验六：用电势差计测量电池的电动势和内阻实验目的掌握电位差计的工作原理和结构特点；学习用电位差计测电源电动势及内阻。实验内容正确连接电路

24、并校准电位差计；用电位差计测电源电动势及内阻。仪器和用具电位差计、直流稳压电源、检流计、电阻箱、滑线变阻器、标准电池、待测电池、开关及导线。实验七：电表的改装与校正（设计性）实验目的学习电表改装的原理及方法；掌握电表校准的方法。实验内容测量表头内阻；将表头改装为安培计并校准（绘出校准曲线）；将表头改装为伏特计并校准（绘出校准曲线）。仪器和用具微安表头、标准电流表、标准电压表、直流电源、滑线变阻器、电阻箱、开关及导线。实验八：灵敏电流计特性研究实验目的了解灵敏电流计的结构、原理；了解灵敏电流计运动状态特点及临界电阻的测量；学习测量灵敏电流计内阻及电流常数的测量方法。实验内容观察电流计三种运动状态

25、；测量灵敏电流计的内阻和电流计常数。仪器和用具灵敏电流计、直流稳压电源、电阻箱、滑线变阻器、电压表、双刀开关、单刀开关及导线。实验九：低电阻的测量实验目的掌握用伏安法测量低电阻的方法；学习用双电桥测量低电阻的原理和方法。实验内容分别用伏安法和自组双电桥测量同一给定铜丝的电阻；测量有关量，求出铜的电阻率；用伏安法测量导线与接线柱之间的接触电阻。仪器和用具直流电源、滑线变阻器、电阻箱、待测低电阻、安培表、毫伏表、检流计、螺旋测微计、万用表、开关及导线。 。实验十：万用表的制作与定标（设计性）实验目的掌握万用表的基本原理和设计方法；学习万用表的组装与定标。实验内容将一微安表头改装成指定规格的万用表并

26、予以校准。仪器和用具表头、直流电压表、直流电流表、电阻箱、直流电源、交流电源、交流电压表、插件板、各种电阻、万用表及导线等。实验十一：磁场的描绘实验目的掌握感应法测量磁场的原理；研究载流圆线圈轴向磁场的分布；描绘亥姆霍兹线圈的磁场均匀区。实验内容测量圆电流磁场沿轴线上的分布；描绘亥姆霍兹线圈的匀强区。仪器和用具亥姆霍兹线圈、低频信号发生器、晶体管毫伏表、探测线圈、坐标纸、导线等。实验十二：电子示波器的使用实验目的学习用示波器观察信号的波形并测量信号有关参数；利用李萨如图形测量频率。实验内容用示波器观察信号的波形并测量其幅值、周期及频率等有关参数；利用李萨如图形测量频率。仪器和用具示波器、信号发

27、生器、电阻箱、电容箱、探头等实验十三：交流电桥（设计性）实验目的用交流电桥测量电感和电容及其损耗；了解电桥平衡的原理、掌握调节平衡的方法。实验内容连接交流电桥，测定待测量。仪器和用具信号发生器、电阻箱、交流电流表、可变电容箱、标准电感、待测电容和待测线圈实验十四： LRC 电路暂态过程的研究实验目的研究交流电路的暂态特性；加深对 L 、R、C 等元件在电路中的作用的理解；进一步熟悉示波器的使用。实验内容观测 RC 电路的暂态过程；观测RL 电路的暂态过程；观测RLC 电路的暂态过程。仪器和用具示波器、方波发生器、万用表、电阻箱、电感线圈、标准电容箱。实验十五： LRC 电路谐振特性的研究实验目

28、的研究交流电路的谐振特性；学习交流电路频率特性的测量方法；理解电路 Q 值的物理意义。实验内容研究串联电路谐振特性并确定其Q 值；研究并联电路的谐振特性并确定其Q 值。仪器和用具信号发生器、交流电压表、电阻箱、电感线圈、标准电容箱。实验十六： 冲击电流计特性的研究实验目的了解冲击电流计的工作原理；观察冲击电流计的三种运动状态；确定冲击电流计常量，初步掌握冲击电流计的使用方法。实验内容测定冲击电流计的自由振动周期；观察冲击电流计的三种运动状态；观察冲击电流计偏转值dm和脉冲电荷量Q 的关系；作出SR 曲线和 SQR 曲线。仪器和用具墙式冲击电流计、标准互感器、直流安培表、变阻器、电阻箱、直流电源、