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1、大学物理实验教学大纲实验名称：大学物理实验学 时：60学时（含绪论课4学时）学 分：4适用专业：理、工、农、医各专业执 笔 人：王阳恩审 订 人：杨长铭一、实验目的与任务大学物理实验是理工科大学生入校之后开设的第一门基础实验课程，是理工农医类各专业的一门公共必修基础课，是对学生进行科学实验方法和实验技能的基本训练、培养和提高学生科学实验素养以及分析和解决实际问题的能力的实践性课程。本课程的具体任务是：通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，使学生学习物理实验知识和基本实验方法，并加深对物理原理的理解；培养与提高学生的科学实验能力，包括自学能力、动手能力、分析能力、表达能力、初步设计能力；培
2、养与提高学生的科学实验素养。二、教学基本要求1、通过大学物理实验课程的教学，使学生掌握物理实验基本知识、基本方法（实验设计方法：如比较法、放大法、补偿法、模拟法、干涉法、转换测量法等；数据处理方法：如列表法、逐差法、作图法、最小二乘法等），掌握基本仪器的使用，加深对物理现象及基础理论知识的理解，培养学生实验动手能力及创新能力。2、通过实验绪论课（4学时）的教学，使学生掌握实验误差理论（如测量及其误差，标准偏差，仪器误差等）、有效数字及其运算、测量不确定度及其估算、减小系统误差常用方法等。3、应用物理学专业必做实验为1、2、3、4、5、6、11、12、21、24、28、35，选做实验不得选光学、
3、光电子方面的实验。三、实验项目与类型序号实验项目学时实验类型备注验证设计综合演示创新必做选做1三线摆测物体转动惯量32拉伸法测杨氏弹性模量 33密度的测定34液体粘滞系数的测定35电位差计测电池的电动势和内阻36静电场模拟37霍尔效应测磁场38箱式电位差计测温差电动势39薄透镜焦距的测定310分光计的调整与使用511示波器的原理及使用312惠斯登电桥测电阻313超声声速的测定314光电管特性的研究315迈克耳孙干涉仪的调节及使用316等厚干涉的应用-牛顿环317用阿贝折射仪测液体的折射率218旋光仪的应用219液体比热容的测定220重力加速度的测定（单摆法）221电表的扩程与校准222二极管伏
4、安特性的研究223电子比荷的测定324普朗克常数的测定325空气相对压力系数的测定326拉伸法测液体表面张力系数327法拉第效应428动量守恒定律的验证329全息照相430塞曼效应431长度及规则固体密度的测定332牛顿第二定律的验证333惯性秤334复摆的振动研究335弦振动研究336液体粘滞系数随温度的变化关系研究337良导体导热系数的测定338金属线胀系数的测量339热功当量的测定340冰的溶解热测定341不良导体导热系数的测定342水的汽化热测定343伏安法测电阻344万用电表的使用345密立根油滴实验346F-H实验347衍射现象的观察与研究348偏振光的定量研究349双棱镜干涉45
5、0用透射光栅测定光波波长3四、实验教学内容及学时分配实验一 三线摆测物体转动惯量 （3学时）1、 目的要求 研究刚体转动时合外力矩与刚体转动角加速度的关系，考查刚体的质量分布改变时，对转动惯量的影响。2、方法原理刚体转动定律： ， 平行轴定律：3、主要实验仪器及材料三线摆，秒表，游标卡尺，直尺。4、掌握要点三线摆的调节与使用。5、实验内容：（1）测量出三线摆转动的周期、各部分的尺寸，。（2）改变重物的位置，考查质量分布对转动的影响。实验二 拉伸法测杨氏弹性模量 （3学时）1、目的要求 用伸长法测定金属丝的杨氏模量，学习光杠杆原理并掌握使用方法。2、方法原理胡克定律指出，在弹性限度内，弹性体的应
6、力和应娈成正比，设有一根长为横截面积为的钢丝，在外力作用下伸长了，则，此式中比例系数称为杨氏模量，单位为设钢丝的直径为，则，代入上式并整理得出：。杨式模量表达了材料抵抗外力产生拉伸（压缩）形变的能力。3、主要实验仪器及材料杨氏模量测定仪、光杠杆、尺读望远镜、螺旋测微仪、游标卡尺、砝码、米尺、金属丝。4、掌握要点学习光杠杆原理。5、实验内容：（1）测量金属丝的长度和直径，金属丝直径要在金属丝下端测量。（2）测量光杠杆镜面到直尺的距离。（3）测量光杠杆前后足尖的垂直距离，可将光杠杆轻轻在纸上压下三个足痕，用游标卡尺去测量。（4）测量加砝码前后的读数和。（5）数据处理，算出金属丝的杨氏模量实验三 密
7、度的测定 （3学时）1、目的要求 熟练掌握分析天平的调节和使用方法，掌握静力称衡法。2、方法原理，质量用天平称量，体积用阿基米德定律求出。3、主要实验仪器及材料分析天平、小烧杯、酒精、不规则铜块、型架。4、掌握要点分析天平的调节和方法、测量密度的方法：静力称衡法。5、实验内容：（1）学习调整和使用分析天平。（2）用流体静力称衡法测固体的密度。实验四 液体粘滞系数的测定 （3学时）1、目的要求 熟练使用基本仪器测量长度、时间和温度，观察液体内摩擦现象，学会用落球法测量液体的粘滞系数。2、方法原理根据斯托克斯定律考虑到各种修正3、主要实验仪器及材料落球粘度仪、读数显微镜、游标卡尺、米尺、秒表、温度
8、计、比重计、小球、蓖麻油。4、掌握要点用粘度仪测粘度的方法。5、实验内容：（1）调节粘度仪底板上的调螺钉，使玻璃筒轴线沿铅直方向。（2）用游标卡尺测量玻璃筒仪内径，用米尺测筒上两横线间的距离。（3）用读数显微镜测量小球的直径，测次求平均值。（4）测小球匀速下落通过距离的时间。（5）计算及不确定度，误差。实验五 电位差计测电池的电动势和内阻 （3学时）1、目的要求掌握用补偿法测电动势的原理，了解电位差计的结构。2、方法原理接好线路，当待测电池的电动势和已知可调电动势相等，此时，检流计上无电流通过，从而测出待测电池的电动势，电池内阻，将电池与已知电阻串联，算出内阻。3、主要实验仪器及材料箱式电位差
9、计、板式电位差计、直流电源、标准电池、检流计、电阻箱、滑线电阻、开关、干电池。4、掌握要点补偿法测电动势和内阻的方法和原理。5、实验内容：（1）正确的用导线接实验仪器。（2）用板式电差计测量干电池电动势。（3）测量干池的内阻。实验六 静电场模拟 （3学时）1、目的要求了解静电场的性质，学习用电流场模拟静电场的基本方法。2、方法原理利用静电场与电流场变化规律相同的特点，用电流场模拟静电场，进行静电场的模拟。3、主要实验仪器及材料静电场模拟仪、滑线变阻器、单刀开关、电源、毫伏表。4、掌握要点静电场的性质。5、实验内容：（1）线路的连接、毫伏表的调零。（2）利用静电场模拟仪模拟静电场。实验七 霍尔效
10、应测磁场 （3学时）1、目的要求了解霍尔元件和霍尔效应的基本原理，学会用霍尔效应测量磁场的基本方法，进一步熟悉箱式电位差计的使用。2、方法原理当电流沿垂直于外磁场方向通过导电体时，在垂直于电流和磁场方向上，该导电体两侧产生电位差，其大小正比于电流强度和磁感应强度。3、主要实验仪器及材料霍尔效应仪、待测磁场（螺线管）、低电势直流电位差计、标准电池、干电池、复射式电流计、直流安培表、直流毫安表、直流稳压电源、滑线变阻器、双刀双掷开关4、掌握要点霍尔效应产生的原理。5、实验内容：（1）霍尔系数，载流子浓度，霍尔灵敏度的测定。（2）利用霍尔效应测长螺线管轴线上的磁场分布。实验八 箱式电位差计测温差电动势 （3学时）1、目的要求了解温差电动势产生的原理，学会用箱式电位差计测量温差电动势的基本方法，进一步熟悉箱式电位差计的使用。2、方法原理当两种不同的金属材料构成一个闭合回路时，如果这两种材料的两个连接点的温度不相同，则在闭合回路中会产生电动势，其大小与金属材料、连接点的温差有关。3、主要实验仪器及材料低电势直流电位差计、标准电池、复射式电流计、直流稳压电源、滑线变阻器、单刀开关、热电偶。4、掌握
