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1、生科院大学物理实验教学文件（二） 实验指导与要求3#206 水银温度计的校正与热电偶定标一、实验目的1、学习水银温度计 00 和 1000 点的校正法及温度计温标分度修正值的计算法。2、 学习福廷气压计的使用法。3、 了 解 热 电 偶 测 温 的 原 理4、 学 习 热 电 偶 定 标 方 法 。二 、 实 验 仪 器热电偶（铜一康铜） 、毫伏表、保温杯、加热器、搅拌器、冰、水银温度计，福廷气压计三 、 实 验 内 容（一）水银温度计的校正(定点法校正水银温度计 )1、 00C 点 a0 的 确 定 (810 次 )。2、 沸 点 a100 的 确 定 (810 次 )。3、 计 算 原 温
2、 标 每 一 分 度 值 的 改 正 值 t（ 1） 在 福 廷 气 压 计 上 记 录 温 度 t 及 气 压 读 数 ht， 并 进 行 修 正 （ 福 廷 气 压 计 使 用法 ， 参 阅 第 三 章 第 一 节 ） ：（ 2） 查 附 录 表 ,确 定 大 气 压 为 H0 时 所 对 应 的 水 沸 点 a100（ 3） 利 用 公 式 得 到 改 正 值 ：4、 列 温 度 校 正 表t (0C) 0 10 20 100tx (0C)（ 二 ） 热 电 偶 定 标1、 按 定 标 装 置 图 接 好 实 验 电 路 。2、 参 考 端 置 冰 水 混 合 物 。3、 测 量 端 加
3、 热 至 沸 点 ， 在 温 度 电 压 表 格 中 记 录 标 准 温 度 计 与 数 字 毫 伏 表 对 应 参数 值 。4、 切 断 加 热 器 电 源 ， 降 低 测 量 端 温 度 ， 等 间 隔 （ 比 如 10C） 记 录 对 应 温 度 电压 值 ， 直 至 室 温 。5、 制 热 电 偶 定 标 曲 线 （ 温 度 电 压 曲 线 ） 。四 、 数 据 处 理1、 通 过 两 点 法 得 到 温 度 计 的 温 度 校 正 表 ， 并 指 出 所 使 用 温 度 计 的 最 大 误 差 。2、 绘 制 热 电 偶 定 标 曲 线 ， 分 析 所 使 用 热 电 偶 的 温 度
4、 特 性 ， 画 图 法 得 到 热 电 偶 灵敏 度 K， 并 给 出 该 热 电 偶 电 势 差 随 温 度 变 化 的 关 系 式 。生科院大学物理实验教学文件（二） 实验指导与要求3#206 金属线胀系数的测量一、实验目的1、 掌 握 千 分 表 测 量 长 度 的 微 小 变 化 量 的 方 法 。2、 了 解 PID 控 温 调 节 的 原 理 ， 掌 握 控 制 实 验 温 度 的 方 法 。二、实验仪器控 温 式 固 体 线 胀 系 数 测 定 仪 、 待 测 金 属 管 、 千 分 表 。三、实验内容1、 用 PID 控 温 仪 控 制 实 验 温 度 ；2、 用 千 分 尺
5、 测 量 长 度 的 微 小 变 化 量 铜 管 的 线 膨 胀 系 数 （ 每 隔 5C 测 量 一 次 ， 至少 测 5 次 ） 。四、实验提示1、 标 准 值 参 阅 总 附 录 表 18。02、 设 置 高 温 点 ， 到 达 该 温 度 后 ， 加 热 器 电 源 切 断 ， 短 时 间 内 但 温 度 仍 然 会 上 升 ，2t注 意 及 时 记 录 对 应 于 的 。n3、 实 验 前 应 先 对 千 分 表 调 零 或 记 录 初 试 读 数 。五、数据处理计算待测金属管的线胀系数并与标准值比较，计算百分误差。生科院大学物理实验教学文件（二） 实验指导与要求3#207 长度的测
6、量一、实验目的1.掌 握 游 标 卡 尺 、 螺 旋 测 微 计 、 读 数 显 微 镜 等 常 用 长 度 测 量 仪 器 测 量 原 理 和使用 方 法 。2.学习应用有效数字记录测量数据和不确定度计算。 二、实验仪器游标卡尺（分度值 0.02mm，量程 15cm） 、螺旋测微计（分度值 0.01mm，量程 2.5cm） 、读数显微镜（分度值 0.01mm，量程 20cm） 、待测样品：口型遮光片、金属圆柱筒、金属片等。三、实验内容1 用 螺 旋 测 微 计 测 量 金 属 片 的 厚 度 10 次 。 测 量 时 应 注 意 零 点 读 数 和 使 用棘轮 旋 柄 。2分别用游标卡尺测量
7、圆柱筒内、外径和高各 10 次，求出圆柱筒的体积。3用读数显微镜测量口型遮光片的缝宽 10 次。 （先调目镜，后调物镜） 四、数据处理 1金属片的厚度结果表示为 （mm） （P0.68）DU其中： ， 仪 0.004mm，U B= 仪 / ，总不确定度 U=ADU3。2AB2读数显微镜测量口型遮光片宽度。数据处理方法同 1， 仪0.004mm。3用游标卡尺测圆柱筒的内外径及高。D1、D 2、H 都为直接测量量，不确定度的处理方法同 1。体积 V 为间接测量量，算出圆柱筒的体积为 V，利用误差传导公式计算体积的不确定度（自己尝试推导。详见第二章第四节）。结果表示为： (单位) （P=0.68 ）
8、U生科院大学物理实验教学文件（二） 实验指导与要求3#207 密度的测量一 、 实 验 目 的1.掌 握 物 理 天 平 称 衡 法 。2.掌 握 用 流 体 静 力 称 衡 法 测 量 不 规 则 固 体 密 度 。3.掌 握 用 比 重 瓶 法 测 小 粒 固 体 密 度 。二 、 实 验 仪 器物 理 天 平 （ 感 量 0.1g， 秤 量 1000g） 、 法 码 、 比 重 瓶 （ 100ml） 、 烧 杯（ 450ml） 、 温 度 计 （ 50 /0.1 ） 、 待 测 大 块 固 体 、 待 测 小 粒 固 体 、待 测 液 体 等 。三 、 实 验 内 容1.物 理 天 平
9、调 节 调 节 底 座 水 平 ， 调 节 横 梁 平 衡 。2.用 流 体 静 力 称 衡 法 测 铜 块 密 度 ， 并 求 出 百 分 误 差 （ 应 小 于 3%） 。3.用 比 重 瓶 法 测 金 属 小 颗 粒 密 度 ， 并 求 出 百 分 误 差 （ 应 小 于 3%） 。四 、 实 验 提 示1、 悬 挂 在 液 体 中 的 固 体 ， 若 附 上 汽 泡 会 影 响 浮 力 ， 注 意 消 除 。2、 比 重 瓶 内 壁 及 小 粒 固 体 若 附 上 汽 泡 影 响 测 量 的 体 积 ， 注 意 消 除 。3、 比 重 法 测 量 时 应 换 臂 测 量 以 提 高 准
10、 确 度 。4、 铅 粒 密度的相对真值： 大 = 11.342103 kg/m3， 小 = 11.194103 kg/m3。五 、 数 据 处 理把 测 量 结 果 与 标 准 值 作 比 较 ， 计 算 百 分 误 差 。生科院大学物理实验教学文件（二） 实验指导与要求4#206 示波器的使用一、实验目的 1了解示波器的原理与基本结构；2掌握用示波器测量交流信号的电压、频率及位相差的方法。二、实验仪器 YB4325 二踪示波器(见 P148)、信号发生器、移相器(见 P147)三、实验内容 1.了解示波器的原理与基本结构，掌握示波器主要旋钮的功能及开机步骤。掌握信号源的调节方法（正弦波 U
11、=5.00V、f = 3000Hz） 。2.测量交流信号的电压 Vpp 并计算其电压有效值；3.测量交流信号的频率，为减少测量误差每次可选择多个波长进行测量4.用利萨如图形法测量两相同频率信号的位相差。 数据表格 1、测量交流信号的电压：读数法 光标法项目次数 V/div div UP-P /V U 有效 /V UP-P /V U 有效 /V（3 次）2、测量交流信号的频率：3、测量两相同频率信号的位相差（两种方法各一次）：四、 注意事项 1.进行测量前要先熟悉示波器面板各按钮、旋钮的功能；2.避免亮点在荧光屏上长时间停留；转动旋钮时不可太用力。五、 数据处理：完成表格，比较两种方法的结果读数
12、法 光标法项目次数 周期 n t/div div f (=1/T) f（3 次）李萨如图法项目2x 2b 1测量结果生科院大学物理实验教学文件（二） 实验指导与要求4#206RC 暂态研究一、实验目的：.通过对 RC 串联电路暂态过程的研究，加深对电容特性的认识。掌握时间常数 的意义及测量方法。2.进一步熟悉电子示波器的使用。二、实验仪器及电路：YB4325 二踪示波器(见 P148)、信号发生器、六钮电阻、电容、导线若干RC 暂态实验电路见教材 P230 图 5-10-9（实验采用示波器替换 pasco 系统采集信号） 。三、实验内容：.RC 电路暂态过程的观察。选择方波信号频率为 1KHZ
13、，测量、记录输入信号信息；取不同的时间常数 （固定 C 值，变化 R 值）观察 3 个 UC（i ）和UR（ i）的波形（包含未饱和、饱和和过饱和状态） ，用坐标纸画下对应的波形，并分析波形变化规律。2.测量时间常数 。选择刚好充电饱和（波形峰值为 E）的波形，从 uy（格数）-t 曲线上测810 点，用作图法算出时间常数 ，并与理论值比较。四、数据处理：1、画出三种状态的 UC（i）和 UR（i）示意图并标注相关参数；分析暂态过程UC（ i）和 UR（i）的变化情况。2、通过画图法得到 并与 RC 作比较。生科院大学物理实验教学文件（二） 实验指导与要求4#207 非线性元件伏安特性的研究一
14、、实验目的1、掌握伏安法研究二极管正向伏安特性及减少伏安法引入测量误差的方法；2、掌握伏安法测量钨丝灯的伏安特性；3、掌握用最小二乘法（回归法）求取经验公式的数据处理方法二、实验仪器 DH6102 型伏安特性实验仪一套。三、实验电路二极管正向伏安特性测量电路 钨丝灯伏安特性测量电路四、实验内容及要求1、用外接法测量二极管的正向伏安特性，并进行电流修正。U(v) 0.1 0.6 0.65 0.7 Ig(mA)ID(mA)作二极管正向伏安特性图，即 VI 曲线图，从图中求出阈值电压值，并描述该曲线的特征及相关意义，得出结论。2、测量钨丝灯伏安特性曲线，在坐标纸上作其伏安特性曲线，得出结论。U(V)
15、 1.0 2.0 I(mA)作钨丝灯正向伏安特性图，即 VI 曲线图，并描述该曲线的特征及相关意义，得出结论。五、注意事项确认二极管正向和钨丝灯两端能施加的最大电压，以免烧坏仪器。五、数据处理1得到两种材料的伏安特性曲线，并进行分析。2. 利用最小二乘法求出二极管正向伏安特性的数学表达式（粗差剔除&相关系数、详见备注）生科院大学物理实验教学文件（二） 实验指导与要求4#207 用惠斯登电桥测电阻（自组）一 实验目的：1、掌握惠斯登电桥测电阻的原理和方法；2、了解影响电桥灵敏度的几个因素，掌握测量电桥灵敏度的方法。二 实验仪器及电路：直流稳压电源 AC5/2 型直流指针式检流计 ZX21型电阻箱 3 滑线变阻器待测电阻 电位器换向开关 导线若干 三 实验内容和要求：利用惠斯登电桥测未知电阻 RX（R X2K ）和电桥灵敏度 S，要求按教材中的表格要求测量。1、填表求出 RX 并计算测量不确定度，U Rx=UR4（详见备注） 。测中值电阻的数据表 6-1： R 单位：E R2 R3 R41(+E) R42(-E) )(421444xRR3 R2 R41(+E) R42(-E) )R(42146V2、测量电桥灵敏度测电桥灵敏度数据表 6-2： R 单位：E() R2 R3 R4
