设计性物理实验
课题名称：__微小电阻及金属棒电阻率的测量所在院系：__材料科学与工程学院__________ 班级：__ 08热工（2）班
学号：___200810610225_______________ 姓名_____胡岗龙___________________ 指导老师_____李翠云___________________ 时间_____2009年11月________________
景德镇陶瓷学院
目录：
引言 (3)
实验目的 (3)
实验仪器 (4)
实验任务及要求 (4)
实验原理 (5)
A、电位差计的原理 (5)
B、双臂桥法测电阻原理 (7)
C、金属棒电阻率的测量 (9)
实验结果数据记录与计算 (12)
实验心得体会 (13)
参考文献 (14)
引言
电阻按照阻值大小可分为高电阻(100KW以上)、中电阻(1W ～1 00KW)和低电阻(1W 以下)三种。一般说导线本身以及和接点处引起的电路中附加电阻约为>0.1W，这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。一般来说,附加电阻的数量级为10-4~10-2,用传统的单电桥测量低电阻时,由于导线电阻和接触电阻的影响,测量误差很大。对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于测量10-6~102Ω范围的电阻。本实验要求在掌握双臂电桥工作原理的基础上，用双臂电桥测金属材料的电阻率。
一、实验目的：
（1）掌握用电位差计及开尔文电桥精测电阻的原理和使用方法。
（2）掌握线路连接和排除简单故障的技能。
（3）理解电桥灵敏度的概念并学会测量。
(4)熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。
(5)掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。
(6)了解金属电阻率测量方法的要点。
电阻箱，滑线变阻器，待测电阻（1Ω以下、几十Ω、几kΩ电阻各一只），检流计，直流稳压电源，单刀开关，双刀换向开关，箱式电桥（QJ31型，0.1级），箱式双臂电桥，导线若干。
三、实验任务及要求
（1）、用双臂桥法测电阻箱的零值电阻。
（2）、设计用电位差计测量电阻的方法，并对同一电阻箱的零值电阻进行测量，比较两种方法的结果。
（3）、设计和测量金属棒的电阻率。
A、电位差计的原理：
图A电位差计原理图
图A是UJ31 型电位差计的原理简图。UJ-31型电位差计是一种测量直流低电位差的仪器，量程分为17.1mV（最小分度1μV，倍率开关K1旋至×1）和171mV（最小分度10μV，倍率开关旋到×10）两档。该电路共有3个回路组成：①工作回路②校准回路③测量回路。
(1)校准：为了得到一个已知的“标准”工作电流I0=10mA。将开关S合向“标准”处，E N为标准电动势1.0186v，取R N＝101.86 ，调节“粗”“中”“细”三个电阻大小使检流计G指零，显然I0=E N/R N=10mA （1）
(2)测量:将开关S合向“测量”处，Ex是未知待测电动势。保持，I0=10mA调节R x使检流计G指零，则有
Ex=I0R x（2）
I0R x是测量回路中一段电阻上的分压，称为“补偿电压”。
被测电压Ex与补偿电压极性相反、大小相等，因而相互补偿（平衡）。这种测量未知电压的方式叫“补偿法”。补偿法具有以下优点：
①电位差计是一电阻分压装置，它将被测电压Ux和一标准电动
势接近于直接加以并列比较。Ux 的值仅取决于电阻比及标准电动势，因而能够达到较高的测量准确度。
②上述“校准”和“测量”两步骤中，检流计两次均指零，表明测量时既不从标准回路内的标准电动势源（通常用标准电池）中也不从测量回路中吸取电流。因此，不改变被测回路的原有状态及电压等参量，同时可避免测量回路导线电阻，标准电阻的内阻及被测回路等效内阻等对测量准确度的影响，这是补偿法测量准确度较高的另一个原因。
测定原理图如图3-5.1所示，
其中电阻R 0=1Ω为制造精度较高的标准电阻,其两端接在电位差计的未知一处， X R 接在电位差计的未知二处，电源输出电压为1.5V.
由于 X P P R U R U 21
0=
得 012R U U R P P X ⨯=
测定阻值
（1）校准电位差计. （2）将2K 拔在“未知2”处，调节发动变阻器，读出X R 两端
电压. 再将
K拔在“未知1”处，读出0R两端电压。重复测出9 2
组数据
（3）计算各组电阻并求平均值
B、双臂桥法测电阻原理：
为了消除接触电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成下图3方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接，等效电路如图4。
此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降，由Rx = V/I即可准测计算出Rx。接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图5和图6所示。标准电阻Rn电流头接触电阻为Rin1、R in2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为Rix1、R ix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为Rn1、R n2，待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2，连接到双臂电桥电压
测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R相串连，故其影响可忽略。
由图 5 和图6 ，当电桥平衡时，通过检流计G的电流IG = 0, C 和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）
I1R=I3R x+I2R3
I1R1=I3R n+I2R2
(I3-I2)R1=I2(R3+R2)
解方程组得
R x=(R/R1)R n+((R•R i)/(R3+R2+R i)) • (R2/R1-R3/R) (2)
通过联动转换开关，同时调节R1、R 2、R3、R，使得成立
R2/R1=R3/R，则（2）式中第二项为零，待测电阻Rx和标准电阻Rn的接触电阻Rin1、R ix2均包括在低电阻导线Ri内，则有
R x=(R/R1)R n(3)
实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到R2/R1=R3/R。为了减小(2)式中第二项的影响，使用尽量粗的导线以减小电阻Ri 的阻值(Ri<0.001W)，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(3)式。
注意事项：
（1）拟好实验步骤，接好线路，经检查无误后方可通电实验，注意电源电压；
（2）注意保护电阻的使用。在测量开始时，电桥通常远离平衡，必须通过大保护电阻保护检流计，在调整到平衡点附近后，又必须逐渐减少保护电阻阻值直至为零，以保证电桥足够灵敏；
（3）检流计为灵敏易损仪器，请轻拿轻放，测量使用跃接法。
C、金属棒电阻率的测量
使用仪器:
QJ31型双臂电桥，0.1级、直流稳压电源、电流表（5A）、RP 电阻、双刀双掷换向开关、0.001W标准电阻（0.01级）、超低电阻（小于0.001W)连接线、低电阻测试架（待测铜、铝棒各一根）、直流复射式检流计、千分尺、导线等。
双臂电桥面板
棒材金属测试架
实验内容
用双臂电桥测量金属材料（铜棒、铝棒）的电阻虑r，先用（3）式测量Rx,再用P=(S/L)R x求r。
1．将铜棒安装在测试架上，按实验电路图接线。选择长度为50cm，调节R1，R2为1000W,调节R使得检流计指示为0，读出此时R的电阻值。利用双刀开关换向，正反方向各测量3组数据。
2．选取长度40cm,重复步骤1。
3．在6个不同的未知测量铜棒直径并求D的平均值。
4．计算2种长度的和r，再求。
5．取40cm长度，计算测量值r的标准偏差。
6．将铜棒换成铝棒，重复步骤1至5。
实验电路图
注意事项：
1、按线路图电流回路接线，标准电阻和未知电阻连接到双臂电桥时注意电压头接线顺序。
2、先将铝棒(后测铜棒)安装在测试架刀口下面，端头顶到位螺丝拧紧。
3、检流计在X1和X0.1档进行调零、测量，不工作时拨到短路档进行保护。
六、实验结果数据记录与计算
用电位差计测微小电阻
数据记录与计算
箱式惠斯登电桥测两电阻及其串并联电阻
数据记录与计算
单位：欧姆
用开尔文电桥测金属棒电阻率ρ
数据记录与计算
单位：欧姆
七、实验心得体会：
这次物理设计性实验为期一周，这周大多时间是在图书馆查阅资料，亦或是在网上看相关材料。真正在实验室进行操作却只有短短的一两天时间。看似简单的电路图，在实际操作当中总是难以得心应手。特别是电位差计的校准，让人不厌其烦，真的，有时觉得很累，但是每当数据得出的那一刻，喜悦的心情无以言表。每当自己觉得对理论部分都掌握的时候，却在实验时还是不能应用自如。可是每一次阻碍都有新的收获。实验中，老师没怎么关注我们这个实验，可能是老师觉得这个实验比较简单吧。但是看似简单的实验，在实际操作中也面临了诸多困难，其中很大的一个原因归结于实验仪器的不准确。但是这些都是可以克服的。还记得好几次跟学习委员赵维维一起做实验到天黑。一路上还在讨论着实验的过程。虽然有些疲惫，但是一想到学习的乐趣，这些便成了微不足道的事了。通过这次实验，发现自己还有很多地方存在着不足，如对基础知识掌握的不牢靠，实际操作能力偏差等等。通过这次实验，我终于明白了今后自己努力的方向所在。我想我一定可以做到更好的。恩，我坚信。
八、参考文献
[1]张宏琴,刘郁.直流电桥使用范围和误差分析[J].大学物理实验。
[2]黄宁一.双臂电桥的接线和测量[J].标准化报道。
[3]刘恒昌.电工及电子测量技术[M].北京:机械工业出版社。
[4]马葭生,宦强.大学物理实验[M].上海:华东师范大
学出版社。
[5]赖国忠.开尔文电桥测低电阻的原理讨论[J].龙岩师专学报。
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设计性物理实验 一. 物理实验的现状 物理实验是理工科大学学生必修的一门重要基础实验课。着名的物理学家麦克斯韦对物理实验的教育功能早有阐述，他说：“这门课程，除了在实践上保持在大学里长期培养的注意力和分析力外，也促进学生锤炼自己观察的敏锐和动手操作的能力。”正是如此，各学校对物理实验都非常重视。从八十年代开始，国内重点大学对物理实验独立设课（我校是1982年对物理实验独立设课的，学时数为54学时，3个学分）。全国每年都有几次物理实验研讨会、学术交流会，西北地区有物理实验协作组、陕西各高校物理实验协作组都定期进行教学研讨。 尽管从事物理实验教学的教师作了巨大的努力，但由于历史的原因，物理实验和时代有所脱节，不能反映当前物理学的发展及科学技术发展的现状，具有明显的陈旧性、滞后性、非实用性。传统的教学方式是：学生实验前先予习实验讲义，每个实验的目的、仪器、原理、实验内容、数据表格、数据处理都写得清清楚楚。学生在做实验过程中，基本上是“按部就班”，“照葫芦画瓢”。在实验中，学生没有充分锻炼自己动手能力和思维能力，而是把实验当做一种任务来完成，测量记录出所需数据就大功告成。从某种意义上讲，实验只是学生对所学知识的验证，重复和再现。而在知识的灵活运用上、与现代科
学技术结合上、以及培养学生综合分析、解决问题的能力等方面，需要得到进一步的加强。 二. 开设设计性物理实验课的目的 随着现代化科学技术的飞速发展，当今世界学科门类已愈数千，不仅物理学本身内容不断更新，而且出现了不少边缘学科。就其测量技术而言，测量方法，测量手段，所用仪器仪表等也是日新月异。 教育要面向现代化，面向世界，面向未来，这是高校改革的根本目标。进入21世纪的教育，必须适应现代社会需要，着重培养学生的综合分析问题和解决问题的能力、创造力和创造精神。 设计性物理实验的教学目的，是在学生具有一定实验能力的基础上，把所学到的物理知识，电子技术及微机应用知识和技能，运用到解决物理问题或实际测量问题中。通过独立分析问题、解决问题，使学生把知识转化为能力，为作毕业设计，写科研成果报告和学术论文，作初步训练。这对激发学生的创造性和深入研究的探索精神，培养科学实验能力，提高综合素质有重要作用。通过生动活泼的学习和思考，对开发学生聪明才智以及培养独立工作能力都是大有好处的。 三. 设计性物理实验的选题 195
迈克尔逊干涉仪是利用干涉条纹精确测定长度或长度改变的仪器.它是迈克尔逊在1881年设计成功的。迈克尔逊和莫雷应用该仪器进行了测定以太风的著名实验.后人根据此种干涉仪研制出各种具有实用价值的干涉仪。 预备知识 ?光程：光波实际传播的路径与折射率的乘积， ?光程差：，在杨氏干涉的例子里，它的光程差就可以表示为 ?光程差与相位差的变换关系为： ?相干条件：两束光满足频率相同，振动方向相同，相位差恒定时即可成为相 干光源，这时的光强应表达为： 令；对应的位相差为
?获得相干光光源的两种常见方法 1.分波阵面法：从同一波阵面上获取对等的两部分作为子光源成为相干光 源；如杨氏实验等。 2.分振幅法：当一束光投射到两种介质的分界面时，它的所有的反射光线 或所有的透射光线会聚在一起时即可发生相干；如薄膜干涉等。 ?迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理 G2是一面镀上半透半反膜，M1、M2为平面反射镜，M1是固定的，M2和精密丝相连，使其可前后移动，最小读数为10-4mm，可估计到10-5mm, M1和M2后各有几个小螺丝可调节其方位。当M2和M1’严格平行时，M2移动,表现为等倾干涉的圆环形条纹不断从中心“吐出”或向中心“消失”。两平面镜之间的“空气间隙”距离增大时，中心就会“吐出”一个个条纹；反之则“吞进”一个个条纹。M2和M1’不严格平行时，则表现为等厚干涉条纹，M2移动时，条纹不断移过视场中某一标记位置，M2平移距离 d 与条纹移动数 N 的关系满足。 迈克尔逊干涉仪示意
经M2反射的光三次穿过分光板，而经M1反射的光只通过分光板一次.补偿板就是为了消除这种不对称而设置的.在使用单色光源时，补偿板并非必要，可以利用空气光程来补偿；但在复色光源时，因玻璃和空气的色散不同，补偿板则是不可缺少的。 若要观察白光的干涉条纹，两相干光的光程差要非常小，即两臂基本上完全对称，此时可以看到彩色条纹；若M1或M2稍作倾斜，则可以得到等厚的交线处（d=0）的干涉条纹为中心对称彩色直条纹，中央条纹由于半波损失为暗条纹。 实验内容 ?观察非定域干涉条纹，干涉条纹的形状、疏密及中心“吞”、“吐”条纹随 光程差的改变而变化情况； ?测量He-Ne激光的波长，利用公式计算，用适当的数据处理方法 求出值； ?测钠黄光波长及钠黄光双线的波长差，观察条纹的可见度的变化； ?测量钠黄光的相干长度，观察氦氖激光的相干情况； ?调节观察白光干涉条纹，测定透明薄片的折射率. 实验重点 ?迈克尔逊干涉仪的干涉原理； ?非定域干涉和时间相干性； ?测量激光波长和介质的折射率. 实验难点 ?等臂情况下的白光干涉条纹的调节； ?有测量介质条件下的白光干涉条纹的调节.
大学物理实验设计性实 实验报告 单摆法测重力加速度 院系：勘测学院 姓名：李晓霞 班级：勘查0941 学号：01 号 指导教师：刘莹 一．实验要求
重力加速度是重要的地球物理常数，准确测定它的量值，无论是在科学研究还是在生产实践方面都十分重要。测定重力加速度的方法很多，如单摆法，自由落体仪法等，本实验是用单摆法测定本地的重力加速度的值。 根据小球从不同角度摆下后所用的时间及其所摆的次数可得出其周期，在分别测出摆线的长度及小球的直径可得摆长长度，在由周期公式便可求的其重力加速度。 1.所用的实验方法：《单摆法测重力加速度》。 2.实验地点：二教五楼实验室。 3.实验时间：2009年月号。 4.环境与类别：室内-设计性试验。 5.指导教师：老师。 二．实验目的 1、用单摆测量重力加速度； 2、学习一种验证理论公式的方法； 3、了解测量中的主要误差来源及减小误差的方法； 4、作直方图研究偶然误差的特点。 仪器用具及实验装置 单摆仪，MUJ-5C计时计数测速仪，游标卡尺，钢卷尺，单摆小钢球。 实验装置图 三.实验原理：
1)用一不可伸长的轻线悬挂一小球，作摆角很小的摆动就构成一个单摆。设小球的质量为m ，其质心到摆的支o的距离即摆长为l 。作用在小球上的切向力的大小为，它总指向平衡点o。 当角很小时，则，切向力的大小为, 按牛顿第二定律，质点的运动方程为 这是一简谐运动方程，可知该简谐振动角频率的平方等于，由此得出 2）利用MUJ-5C测量100个周期所用的时间，在单摆从第一次计数开始到第一百个周期结束，所用时间为T。 3）用卡尺测量小球直径，测量6次 MUJ-5C计时计数测速仪 四．实验内容: 1.测重力加速度g (1)用米尺测量摆线的长度； (2)用游标卡尺沿着摆线的方向测量单摆小球的直径，算出小球的半径；则该单摆摆长为 (3)测量其在,的情况下连续摆动n=100次的时间，代入公式中求出g值。用MUJ-5C测量时间T。周期
大学物理设计性实验报告 课题________________ 学院________________ 班级________________ 姓名________________ 学号________________
【实验目的】 1. 掌握多种测定重力加速度的方法。 2. 正确进行数据处理和误差分析。 【实验器材】 秒表、倾角固定的斜面（倾角未知）、木块、米尺 【实验原理】 借用一道测定木块与斜面之间动摩擦因数进行知识的迁移与转换，运用牛顿第二定律及运动学公式可测定出重力加速度。在B 点给木块一初速度让其沿 斜面匀减速上滑，记下到达最高点的时间1t ，并测出BD 长度s 。将木块由D 点静止释放让其沿斜面匀加速下滑，记下 到达B 点的时间2t 。由牛顿第二定律易知上滑、下滑的加速度分别为 θθcos sin g a 1mg +=、θθcos sin g 2mg a +=。由运动学公式，有2112 1t a s = ，2222 1t a s = 解得)11(2221t t h sl g += ，l h =θsin 运用水滴法测重力加速度测出水滴间隔时间以及掉落高度，运用牛顿第二定律以及运动学公式可测出重力加速度。 【实验内容】 1.测出斜面的高 H 、斜面的长L 2.给木块一初速度，记录到达最高点的时间 3.将木块静止释放，使其下滑，记录下滑到点B 的时间 4.多次重复步骤2、3，记录多组数据。 5.在自来水龙头下面固定一个盘子，使水一滴一滴连续地滴到盘子里，仔细调节水龙头，使得耳朵刚好听到前一个水滴滴到盘子里声音的同时，下一个水滴刚好开始下落。 6.量出水龙头口离盘子的高度h ，再用停表计时。 7.当听到某一水滴滴在盘子里的声音的同时，开启停表开始计
大学物理气垫导轨测重力加速度实验设计性实验 本实验旨在通过气垫导轨测量地球表面的重力加速度，并研究测量误差来源及其对结 果的影响。 实验原理 在地球表面，一个质量为 m 的物体所受到的重力加速度可以表示为： g = G*M/r^2 其中，G 为引力常数，M 为地球质量，r 为该物体与地心的距离。根据上式，可以直 接测量出地球表面的重力加速度 g。 在本实验中，将采用气垫导轨的方法进行测量。在气垫导轨上，可以使得质量为 m 的物体受到一个近似为零的水平支持力 F，因此在垂直方向上只受到重力 Fg 的作用。则有： Fg = m*g 为了消除气垫导轨与地球表面之间的接触，则需要在导轨上加装一个固定的磁铁系统，使得导轨与地面之间的间隙不超过导轨高度的 1/10。在磁铁的作用下，导轨可以在空气 垫的支持下在地面上滑动，实现对物体的测量。 实验步骤 1. 在实验台的支架上固定气垫导轨，并调整导轨支架的高度，使得导轨与地面之间 的距离为导轨高度的 1/10。 2. 在气垫导轨上放置一个质量为 m 的物体，并用卡尺等工具准确测量物体的直径 d。 3. 打开气垫系统，使得气垫导轨充满气体，并使用气垫导轨上配备的手动推进器将 物体移动到高度为 0 的位置。 4. 记录气垫导轨的长度 L 和物体的初始位置，并用一个秒表来记录物体向下移动一 定距离所需的时间 t。 5. 根据垂直方向上的运动规律，求出物体下降的平均加速度 a，即： a = 2L/(t^2) 7. 重复实验多次，取平均值，得到地球表面的重力加速度 g 的最终测量值。
注意事项 1. 在实验前需要对气垫导轨及磁铁系统进行充分的清洁和调整，以保证气垫导轨能够在地面上畅通无阻地运动。 2. 需要准确测量物体的直径，以消除测量误差。 3. 实验中尽量保持实验环境的稳定性，避免因环境变化而引起的误差。 4. 重复实验多次，取平均值，以提高测量结果的准确性。 结论 通过气垫导轨测量地球表面的重力加速度，可以得到较为准确的测量结果，并通过分析误差来源，可以采取相应的措施来提高实验精度。此外，本实验还可以为学生提供基本物理测量技能的训练，有助于提高学生对物理实验的兴趣和认识。
大学物理实验设计教案 一、实验名称：测量重力加速度 二、实验目的： 1. 了解重力加速度的概念和作用； 2. 掌握测量重力加速度的方法； 3. 熟悉实验操作和数据处理。 三、实验原理： 物体在地球表面受到的重力可以用以下公式表示： F = mg 其中，F为物体所受的重力，m为物体的质量，g为重力加速度。 由于重力加速度g是一个恒定值，因此可以通过测量物体所受重力和质量来确定其数值。 四、实验器材： 1. 重力测量仪； 2. 物体样品； 3. 动量称； 4. 计算机。 五、实验步骤：
1. 在实验室桌面上放置一个重力测量仪。 2. 将物体样品放在重力测量仪的平台上。 3. 使用动量称测量物体的质量，并记录下来。 4. 启动计算机上的数据处理软件，并通过串口连接重力测量仪。 5. 通过数据处理软件读取重力测量仪所测得的重力数值，并记录下来。 6. 重复步骤2-5，以获取不同质量物体所受重力的数据。 7. 将所得数据整理成表格或图表，并分析得到的重力加速度数值。 六、实验注意事项： 1. 操作时要注意安全，避免物体掉落或造成意外伤害。 2. 保持实验环境稳定，避免外界因素对实验结果的干扰。 3. 确保仪器的准确性和精密度，在每一次实验前都要进行校准。 4. 测量过程中要保持仪器和物体的稳定，避免产生额外的误差。 七、实验结果分析： 1. 根据实验数据计算得到不同质量物体所受重力。 2. 统计所有数据并绘制质量与重力之间的关系图。 3. 利用统计方法计算得到重力加速度的平均值和标准差，评估实验结果的可靠性。
4. 将实验结果与理论值进行比较，并分析差异的原因。 八、实验拓展： 1. 探究重力加速度对物体质量的影响； 2. 探究重力加速度与地理位置的关系； 3. 探究重力加速度与海拔高度的关系； 4. 探究重力加速度与地球自转速度的关系。 九、实验总结： 通过本次实验，我们深入了解了重力加速度的概念和测量方法。实践中，我们熟悉了实验器材的使用和数据处理的步骤，并从中获取了关于重力加速度的实验数据。在实验结果分析中，我们重点关注了实验结果与理论值的比较，对实验误差进行了分析。同时，我们也提出了一些可以拓展研究的方向，以便进一步深入了解重力加速度的相关知识。 十、参考文献： 无 十一、附录： 实验数据表格 十二、致谢：
普通物理实验设计性实验方案 实验题目：用双缝干涉测玻璃片的折射率班级：物理学2011级（1）班 学号：2011433161 姓名：XXXXXXXX 指导教师：XXXXXXXX 凯里学院物理与电子工程学院 2013 年3月
用双缝干涉测玻璃片的折射率 序言 1801年，杨氏巧妙地设计了一种把单个波阵面分解为两个波阵面以锁定两个光源之间的相位差的方法来研究光的干涉现象。杨氏用叠加原理解释了干涉现象，在历史上第一次测定了光的波长，为光的波动学说的确立奠定了基础。 在双缝实验中，入射光的波长为λ，用一厚h的透明薄片盖着S1缝，中央明纹位置从O点向上移到O1点，其它条纹随之平动，但条纹宽度不变。不加透明薄片时，0出现第K 级明纹,加了透明薄片后有如下关系： 一、实验要求 1.实验方法的论证。 2.实验仪器的论证。 3.要求。 二、实验目的 1.了解双缝干涉的原理及干涉图样。 2. 用双缝干涉测玻璃片的折射率。 三、实验原理 1.双缝干涉 在垂直于纸平面的方向置一小孔S，由一定距离处的单色光源（通常采 用钠光灯）照明通过针孔S后的光再通过两针孔S 1和S 2 。S 1 和S 2 平行于S， 也垂直于纸平面。S 1和S 2 距离约半毫米，并且他们到S的距离相等。由S 1 和S 2 辐射的波将在像屏上出现干涉图样。
图1 由图中可以看出，该装置的光程差∆r= r 2- r 1，可得∆r= dy r 当∆r=02k dy 2 =r 2k+12 λ⎧±⎪⎪⎨λ⎪ ±⎪⎩ 干涉加强（） 干涉削弱（k=0，1，2……） （1） 由（1）式我们可以求得： 00r k d y=r 2k+12d ⎧ ±λ⎪⎪⎨λ⎪±⎪⎩ 明纹中心（） 暗纹中心 （k=0，1，2……） （2） 由（2）式可以求得相邻明（暗）条纹间距为0r y=d λ ∆。 2.测玻璃片的折射率 用透明薄片盖着S 1缝，中央明纹位置从P （图2）。点向上移到P 点，其它条纹随之平动，但条纹宽度不变 图2 加透明薄片后，光路的光程为 P 点是中央明纹，两光路的光程差应等于0 h n r ne h r )1(11-+=+-
大学物理实验课程设计 引言 大学物理实验是物理学专业的学生必修课程之一，旨在帮助学生加深对物理学 理论的理解，培养实践能力和科学探究精神。而设计一个好的实验课程，则是 这门课程的关键所在。本文将探讨大学物理实验课程的设计方法和重要性，旨 在帮助教师和学生既能保证教学质量，又能提高学习的兴趣和效果。 为什么大学物理实验课程设计重要？ 提高学习者的积极性和主动性 大学物理实验课程的设计能够激发学生的积极性和主动性。传统教学模式重视 理论传授，学生在被动接受知识的过程中容易失去兴趣。而通过设计富有创造 性和挑战性的实验，学生将更加主动地参与其中，培养问题解决和探究的能力。加深对物理学理论的理解 实验是将抽象的物理学理论转化为实际应用的重要手段。通过设计合理的实验 课程，学生能够将书本上的知识联系到实际问题中，加深对物理学理论的理解。例如，通过设计测量重力加速度的实验，学生不仅能够了解重力的概念，还能 够亲自进行实际测量，加深对重力的理解。 培养实践能力和科学探究精神 实验课程的设计是为了培养学生的实践能力和科学探究精神。在实验中，学生 需要运用物理学知识和实际操作技巧解决问题，培养实际应用能力和实验设计
能力。而科学探究精神是科学家所必备的素质，通过实验课程的设计，学生能够培养观察、思考、实验和总结的能力。 大学物理实验课程设计的方法 确定教学目标 在设计实验课程之前，首先要明确教学目标。教学目标是教师在教学过程中应达成的预期结果，需要根据教学大纲确定。教学目标可以包括知识、技能和态度三个方面，需要具体明确且可衡量。 选取合适的实验项目 在确定教学目标的基础上，需要选取合适的实验项目。实验项目的选择应符合学生的年级和专业背景，并能够达到教学目标。同时，实验项目也要具有一定的挑战性，以激发学生的学习兴趣和求知欲。 设计实验流程和步骤 实验课程的设计需要明确实验流程和步骤。实验流程和步骤是学生进行实验的指导，需要清晰、简洁且易于理解。同时，实验流程和步骤也要考虑到实验的安全性和可操作性。 设计实验数据处理和分析方法 在设计实验课程时，需要考虑实验数据的处理和分析方法。实验数据的处理和分析是学生对实验结果进行深入理解和探究的重要环节。教师可以设计相应的数据处理和分析问题，引导学生进行思考和讨论。
- - 电阻率是表征导体材料性质的一个重要物理量。测量导体的电阻率一般为间接测量，即通过测量一段导体的电阻，长度及其横截面积，在进行计算。而电阻的测量方法很多，电桥是其常用方法之一。 双臂电桥简称双电桥，又名开尔文电桥，它是惠斯登电桥的改进和发展，它可以消除（或减小）附加电阻对测量的影响，因此是测量1Ω以下低电阻的主要仪器。常用来测量金属材料的电阻率、电机、变电器绕组的电阻、低阻值线圈电阻、电缆电阻、开关接触电阻以及直流分流器电阻等。 【实验目的】 1.学习用双臂电桥测低值电阻的原理和方法。 2.掌握用双臂电桥测量几种金属棒的电阻，并计算其电阻率。 【实验原理】 测量电阻常用多用电表，但其测量误差较大。如果要对电阻进行精密测量，可用各种电桥。通常单臂惠斯登电桥的测量准确度可达0.5%（电阻值测量范围为10～106Ω）。但在测
螺丝，B 和C 接点间用较粗的U 形铜棒连接。P 和Q 是两个弹簧片，起固定R x 的作用。标尺用螺丝固定在铜棒的前面，这样可在尺上直接读出MN 的长度。铜棒AB 镀了防腐蚀材料。M 是一用胶木和接触弹簧片组成的滑块，且固定在粗的金属棒上。除BC 间的接线在板的上面，其他连接均在板下，均用粗铜线。电阻间的接线柱有板上部分和板下部分，板上是旋钮接线柱，板下是由螺丝固定的垫圈和焊片。左边电阻配法是按顺时针方向依次为100Ω、450Ω、450Ω、100Ω；右边相同。 配阻计算如下： 由于电阻对称的分布，可只设左边阻值依次为*1、*2、*3、*4按设计要求，列方程 用矩阵解线性方程组的方法解出通解，得到*1：*2：*3：*4=2：9：9：2 于是考虑现有电阻和对实验准确度的影响，精挑细选100Ω、20Ω和430Ω三种规格的电阻。 二．双臂电桥的工作原理 双电桥的原理电路图如图2所示。它有两大特点：（1）待测电阻R x 和比较臂电阻R 0 路。分别为r 1、r 2、r 3包括导线电阻、C 1和C 处的接触电阻、以及之间电阻的总和。r 2和类似情况。线的附加电阻分别为r r '3和r '4，和接触电阻。 （2）在电路中增加了R 4适当调节电阻R 1时流过电阻R 1和R 2、双电桥平衡时，S 和T 两点的电位相等，下述关系式成立，即 33'2311'11R I r I IR R I r I x ++=+ （1） 0'3343'4121IR r I R I r I R I ++=+ （2） 为了使附加电阻r '1、r '2、r '3和r '4的影响可以忽略不计，在双电桥电路中要求桥臂电阻R 1、R 2、R 3和R 4足够大，即R 1〉〉r '1、R 2〉〉r '2、R 3〉〉r '3和R 4〉〉r '4；同时C ' 2和M '的联接采用一条粗导线，使得附加电阻r 2很小，以满足I 〉〉I 1和I 〉〉I 3的条件。于是，式（1）和（2）可简化为 3311R I R I IR x -= （3） 43210R I R I IR += （4） 以上两式相除得
西北工业大学 设计性基础物理实验报告班级:11051401 姓名:日期:2016.05.06 黑盒子实验 一、实验目的 1、学习使用示波器对黑盒子中电学元件进行判别及估算; 2、培养设计检测步骤和综合分析推理的能力。 二、实验仪器(名称、型号及参数) TDS1001B波形输出器示波器电阻箱电容箱导线黑盒子 三、实验原理 黑盒子里的元件可能是干电池、定值电阻、电容器、半导体二极管、电感器等,各元件链接在接线端,元件之间可能是并联、串联。使用如下电路图: 信号发生器输出正弦波信号电压输入;R0取适当值;CH1测量取样电阻箱两端电压;CH2检测信号发生器输出电压;虚线框内的i\j表示黑盒子面板上的接线柱,实验观测中i端对应信号发生器输出正端。 假设信号发生器输出正弦波信号幅度为A0、频率为f,各元件检测判断过程如下: 1.电阻元件 示波器CH1通道显示U R为正弦波,幅度A< A0,若f变化A不变。 2.电容
示波器CH1通道显示U R为正弦波,幅度A< A0,若f变化A也变化,且f和A 同变 化。 3.电感 示波器CH1通道显示U R为正弦波,幅度A< A0,若f变化A也变化,且f和A 变化不同步。 4.二极管 示波器CH1通道显示U R为半波,并可由脉冲向上还是向下判断二极管的正负极。 5.电池 先用示波器判断有无电池,此时示波器为直流。 四、实验内容与方法 黑盒子1 黑盒子1有四个接线柱,每两个接线柱之间最多连接一个元件,盒内三个元件 可能是电池、电阻、电容、电感或半导体二极管。 按一定顺序连接各个接线柱,用示波器测量信号发生器和取样电阻箱两端电压,记录示波器波形;调节信号发生器频率,观察记录A的变化。 黑盒子2
大学物理创新设计实验报告 篇一：物理创新设计实验报告大学物理 浙江海 物理创新设计实验报告 实验名称：利用霍尔效应法测量空间的磁场分布指导教师：鲁晓东 专业：数学与数学应用 班级： B10数学 实验者：于祥雨吴联帅 学号：100 实验日期： XX年12月01日 洋学院 利用霍尔效应法测量空间的磁场分布 实验者：于祥雨同组实验者：吴联帅指导老师：鲁晓东 （B10数学 8 654495 ;B10数学 8 670903） 【摘要】通过霍尔效应法测量霍尔电流和励磁电流的方法，并使用“对称测量法”消除副效应的影响，最终通过多组数据的处理，得出空间磁场分布。 【关键词】霍尔效应；霍尔电流；对称测量法；磁场分布 一、引言
空间磁场实际存在，但是人眼看不到，因此用直接的方法测量是行不通的。本实验正是考虑了这点，通过测量霍尔电流和励磁电流的方式，通过霍尔电流、励磁电流和磁场强度的关系，间接的测出磁场强度。并结合多组数据的处理，最大程度减小误差，使实验更加科学、严谨，从而使得实验方法具有可实施性和借鉴性。 二、设计原理 2．1简介 置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，这一现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应。如今霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量的电测量、自动控制和信息处理等方面。在工业生产要求自动自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更广泛的应用前景。掌握这一富有实用性的实验，对日后的工作将有益处。 2.2霍尔效应 霍尔效应是磁电效应的一种，当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这个电势差就被叫做霍尔电势差。 导体中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹
实验报告 课程名称大学物理实验 专业班级 姓名 学号 电气与信息学院 和谐勤奋求是创新
实验题目转动惯量的测定 实验室实验时间2011 年12 月6日 成绩指导教师签字： 【实验目的】 （1）扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量和弹簧的扭转常数，并与理论值进行比较； （2）学会转动惯量测试仪的使用方法； （3）了解转动惯量的平行轴定理，理解“对称法”验证平行轴定理的实验思想，学会验证平行轴定理的实验方法。 【实验重点】 理解转动惯量与若干因素的关系。 转动惯量是刚体转动时惯性大小的量度，是表明刚体特性的一个物理量。刚体转动惯量除了与物体质量有关外，还与转轴的位置和质量分布（即形状、大小和密度分布）有关。如果刚体形状简单，且质量分布均匀，可以直接计算出它绕定轴的转动惯量。对于形状复杂，质量分布不均匀的刚体，计算将极为复杂，通常采用实验方法来测定，例如机械部件，电动机转子和枪炮的弹丸等。转动惯量的测量，一般都是使刚体以一定形式运动，通过表征这种运动特征的物理量和转动惯量的关系，进行转换测量。本实验使物体作扭摆摆动，由摆动周期计算出物体的转动惯量。 【实验难点】 平行轴定理的理解。 平行轴定理：刚体对任一轴的转动惯量，等于刚体对于过质心并与该轴平行的轴的转动惯量，加上刚体的质量与两轴间距离的平方的乘积。 【实验仪器】 （1）扭摆，附件为空心金属圆筒，实心高矮塑料圆柱体，验证转动惯量平行轴定理用的金属细长杆，金属滑块；数字式电子台秤； （2）转动惯量测试仪。
图2 TH －I 型转动惯量测量仪面板示意图 【实验仪器及说明】 1．扭摆及几种待测转动惯量的物体： 空心金属圆柱体、实心塑料圆柱体、实心塑料球、验证转动惯量平行轴定理用的细金属杆（杆上有两块可自由移动的金属滑块）。实验中扭摆机座应保持水平，扭摆机架上装有检测水平度的水准泡，机座可以用底座螺栓进行水平调整。 2．TH －I 型转动惯量测量仪： 由主机和光电传感器两部分组成。 主机采用新型的单片机作控制系统，用于测量物体转动和摆动的周期，以及旋转体的转速，能自动记录、存储多组实验数据并能够准确地计算多组实验数据的平均值。 光电传感器主要由红外接收管组成，将光信号转换为脉冲电信号，送入主机工作。因人眼无法直接观察仪器工作是否正常，可用遮光物体往返遮挡光电探头发射光束通路，检查计时器是否开始计数。为防止过强光线对光电探头的影响，光电探头不能置放在强光下，实验时采用窗帘遮光，确保计时准确。 3．仪器使用方法： TH －I 型转动惯量测量仪面板如图2所示。 （1）调节光电传感器在固定支架上的高度，使被测物体上的挡光杆能自由地通过光电门，再将光电传感器的信号传输线插入主机输入端（位于测试仪背面）。 （2）开启主机电源，“摆动”指示灯亮，参量指示为“P1”、数据显示为“- - - -”。 （3）本机设定扭摆的周期数为10，如要更改，可按“置数”键，显示“n=10”，按“上调”键周期数依次加1，按“下调”键周期数依次减1，周期数可在1–20范围内任意设定，再按“置数”键确认。更改后的周期数不具有记忆功能，一旦切断电源或按“复位”键，便恢复原来的默认周期数。 （4）按“执行”键数据显示为“000.0”,表示仪器已处在等待状态，此时，当被测的往复摆动物体上的挡光杆第一次通过光电门时，仪器即开始连续计时,直到仪器所
设计性研究性物理实验 2015年课题 白翠琴 纳米颗粒对淀粉样多肽聚集行为的影响（1位） 岑剡 1) Vapour-mediated theory in two-component droplets（1位） 2）超声声致发光在光敏剂中的应用研究（1位） 3）平行板电容器测量液体相对介电常数（1位） 陈元杰 Contactless Calliper（IYPT课题）（1位） Invent and construct an optical device that uses a laser pointer and allows contactless determination of thickness, refractive index, and other properties of a glass sheet. 冀敏 1)流体力学综合演示实验仪改进；（1位） 2)心电信号即时采集处理及显示系统改进；（1位） 3)呼吸物理模拟实验仪改进。（1位） 乐永康 1）Invent yourself （IYPT课题）（1位） Truly random numbers are a very valuable and rare resource. Design, produce, and test a mechanical device for producing random numbers. Analyse to what extent the randomness produced is safe against tampering. 2）基于LED的教学实验开发（1位）
马世红 大学生学习动机调查可行性研究及其主要内容的设计（条目、问题等）。（1-2位）。 姚红英 利用低场磁共振分析仪研究食品保鲜期货架期（2位同学） 俞熹： LabVIEW 计算机实测与控制（1-2位同学） 利用计算机实时测量和控制的主要器件（A/D控制卡）及各种实用测量和控制电路以及编写Labview实时监控程序。通过这一系列实验，给学生创造一个模拟的环境，进行测量和控制的科研实践。 原媛 1）会跳舞的水滴 处于Leidenfrost效应下水滴本征振动（Normal Mode）的激发处于Leidenfrost 状态的水滴，随着与固体面接触时间的延续和质量的减少会呈现出不同的状态。通过在实验室完成该实验仪器的搭建，完成一个关于Leidenfrost（特殊状态的固液热传导）以及水滴的驻波演示实验。（1位） 2）基于LabVIEW平台的虚拟数字示波器的搭建 在LabVIEW平台上搭建《基础物理实验》现用数字示波器的配套虚拟仪器。该仪器完成后可投入现有的教学，为学生提前预习示波器的使用和加深对示波器原理的理解提供非常有利的辅助工具。（2位）
实验三、《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》 实验提要 实验课题及任务： 《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》实验课题任务是，用小型棱镜摄谱仪测量激光的波长。 提示：在实验室现有的条件下，用小型棱镜摄谱仪来测量激光光谱主谱线的波长，有两种方法。 （1）、读谱法：参阅以开实验MP-2《光谱的拍摄与测量》，的读谱方法。 （2）、摄谱法：参阅以开实验MP-2《光谱的拍摄与测量》，的摄谱方法。 学生根据自己所学知识，设计出《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》的整体方案，内容包括：（写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。）然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果。按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。 设计要求与提示： （1）、采用读谱法测量激光波长，方法和《光谱的拍摄与测量》实验的读谱法基本上是相同的，不同的是如何将已知光源和待测光源的光，同时照射到摄谱仪的狭缝上（这是该实验的关键），再通过读谱仪进行测量，测量方法和《光谱的拍摄与测量》相同。 （2）、采用摄谱法测量激光波长，方法和《光谱的拍摄与测量》实验的摄谱法基本相同，但问题的是如何将已知光谱和待测光谱的光强调配好，因为激光的光强比汞灯和钠灯都强得多，拍摄时的曝光时间要掌握准确，否则排出的底片洗出冲洗后效果不好，甚至失败。这样就需要设计好各次曝光时间、显影时间、定影时间，显影、定影药液的选择与配置，测量谱线距离时要用读数显微镜测量等。 （3）、该实验有多种方法，可以根据上面的提示来设计，也可以根据自己的设想和方法来设计。 （4）、选择实验仪器，小型棱镜摄谱仪、光源（汞灯、钠灯、激光器）、读数显微镜、聚光镜、光谱干板及冲洗设备。 （5）、设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 （6）、实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。 实验所用公式及物理量符号提示： 参阅《大学物理实验补充讲义》，实验MP-2《光谱的拍摄与测量》一文。 评分标准（10分） （1）、正确的写出实验原理和计算公式，2分； （2）、设计出仪器可行设置，2分； （3）、做好实验前的准备，1分； （4）、写出实验内容及步骤，2分；； （5）、制作实验器材和实验室条件的合理应用，1分； （6）、写出完整的实验报告，2分；（其中实验数据处理，1分、实验结果，0.5分，整体结构，0.5分）
综合设计性物理实验指导书黑龙江大学普通物理实验室
目录绪论 实验1 几何光学设计性实验 实验2 LED特性测量 实验3 超声多普勒效应的研究和应用 实验4 热辐射与红外扫描成像实验 实验5 多方案测量食盐密度 实验6 多种方法测量液体表面张力系数 实验7 用Multisim软件仿真电路 实验8 霍尔效应实验误差来源的分析与消除 实验9 自组惠斯通电桥单检流计条件下自身内阻测定实验10 用迈克尔逊干涉仪测透明介质折射率 实验11 光电效应和普朗克常数的测定液体电导率测量实验12 光电池输出特性研究实验 实验13 非接触法测量液体电导率
绪论 一．综合设计性实验的学习过程 完成一个综合设计性实验要经过以下三个过程： 1．选题及拟定实验方案 实验题目一般是由实验室提供，学生也可以自带题目，学生可根据自己的兴趣爱好自由选择题目。选定实验题目之后，学生首先要了解实验目的、任务及要求，查阅有关文献资料（资料来源主要有教材、学术期刊等），查阅途径有：到图书馆借阅、网络查询等。学生根据相关的文献资料，写出该题目的研究综述，拟定实验方案。在这个阶段，学生应在实验原理、测量方法、测量手段等方面要有所创新；检查实验方案中物理思想是否正确、方案是否合理、是否可行、同时要考虑实验室能否提供实验所需的仪器用具、同时还要考虑实验的安全性等，并与指导教师反复讨论，使其完善。实验方案应包括：实验原理、实验示意图、实验所用的仪器材料、实验操作步骤等。 2．实施实验方案、完成实验 学生根据拟定的实验方案，选择测量仪器、确定测量步骤、选择最佳的测量条件，并在实验过程中不断地完善。在这个阶段，学生要认真分析实验过程中出现的问题，积极解决困难，要于教师、同学进行交流与讨论。在这种学习的过程中，学生要学习用实验解决问题的方法，并且学会合作与交流，对实验或科研的一般过程有一个新的认识；其次要充分调动主动学习的积极性，善于思考问题，培养勤于创新的学习习惯，提高综合运用知识的能力。 3．分析实验结果、总结实验报告 实验结束需要分析总结的内容有：（1）对实验结果进行讨论，进行误差分析；（2）讨论总结实验过程中遇到的问题及解决的办法；（3）写出完整的实验报告（4）总结实验成功与失败的原因，经验教训、心得体会。实验结束后的总结非常重要，是对整个实验的一个重新认识过程，在这个过程中可以锻炼学生分析问题、归纳和总结问题的能力，同时也提高了文字表达能力。 在完成综合性、设计性实验的整个过程中处处渗透着学生是学习的主体，学生是积极主动地探究问题，这是一种利于提高学生解决问题的能力，提高学生的综合素质的教学过程。 在综合设计性实验教学过程中学生与教师是在平等的基础上进行探讨、讨论问题，不要产生对教师的依赖。有些问题对教师是已知的，但对学生是未知的，这时教师应积极诱导学生找到解决问题的方法、鼓励学生克服困难，并在引导的过程中帮助学生建立科学的思维方式和研究问题的方法。有些问题对教师也是一个未知的问题，这时教师应与学生共同思考共同解决问题。 二．实验报告书写要求 实验报告应包括：1实验目的；2实验仪器及用具；3实验原理；4实验步骤；5测量原始数据；6数据处理过程及实验结果；7分析、总结实验结果，讨论总结实验过程中遇到的问题及解决的办法，总结实验成功与失败的原因，经验教训、心得体会。 三．实验成绩评定办法 教师根据学生查阅文献、实验方案设计、实际操作、实验记录、实验报告总结等方面综合评定学生的成绩。 （1）查询资料、拟定实验方案：占成绩的20%。在这方面主要考察学生独立查找资料，并根据实验原理设计一个合理、可行的实验方案。 （2）实施实验方案、完成实验内容：占成绩的30%。考察学生独立动手能力，综合运用知识解决实际问题的能力。 （3）分析结果、总结报告：占成绩的20%。主要考察学生对数据处理方面的知识运用情况，分析问题的能力，语言表达能力。 （4）科学探究、创新意识方面：占成绩的20%。考察学生是否具有创新意识，善于发现问题并能解决问题。 （5）实验态度、合作精神：占成绩的10%。考察学生是否积极主动地做实验，是否具有科学、
大学物理自主设计性实验（FB716-Ⅱ型物理设计性（传感器） 实验装置） 实 验 指 导 书 杭州精科仪器有限公司
目录 第一、产品简介 (02) 第二、实验项目内容 (04) 实验一、应变片性能—单臂电桥 (04) 实验二、应变片：单臂、半桥、全桥比较 (06) 实验三、移相器实验 (08) 实验四、相敏检波器实验 (10) 实验五、应变片—交流全桥实验 (12) 实验六、交流全桥的应用—振幅测量 (14) 实验七、交流全桥的应用—电子秤 (14) 实验八、霍尔式传感的直流激励静态位移特性 (16) 实验九、霍尔式传感的应用——电子秤 (17) 实验十、霍尔片传感的交流激励静态位移特性 (17) 实验十一、霍尔式传感的应用研究—振幅测量 (18) 实验十二、差动变压器（互感式）的性能 (19) 实验十三、差动变压器（互感式）零点残余电压的补偿 (20) 实验十四、差动变压器（互感式）的标定 (21) 实验十五、差动变压器（互感式）的应用研究—振幅测量 (22) 实验十六、差动变压器（互感式）的应用—电子秤 (23) 实验十七、差动螺管式（自感式）传感器的静态位移性能 (24) 实验十八、差动螺管式（自感式）传感器的动态位移性能 (25) 实验十九、磁电式传感器的性能 (26) 实验二十、压电传感器的动态响应实验 (27) 实验二十一、压电传感器引线电容对电压放大器、电荷放大器的影响 (28) 实验二十二、差动面积式电容传感器的静态及动态特性 (29) 实验二十三、扩散硅压阻式压力传感实验 (30) 实验二十四、气敏传感器（MQ3）实验 (32) 实验二十五、湿敏电阻（RH）实验 (34) 实验二十六、热释电人体接近实验 (34) 实验二十七、光电传感器测转速实验 (36) 第三、结构安装图片和说明 (37) 第一、产品简介 一、FB716-II型物理设计性（传感器）实验装置 本实验装置主要由以下所述5个部分组成： 1．传感器实验台部分：装有双平行振动梁（包括应变片上下各2片、梁自由端的磁钢）、
大学物理设计性实验-测定稳压二极管的伏安特性曲 线 XXXXXX 大学物理设计性实验 测定稳压二极管的伏安特性曲线 设计报告 姓名：XX 学号：2009XXXX 专业：XXXXX 班级：XXXX 学院：XXXXXX 指导老师：XXX 2021年12月9日 1 一、题目选择 电路中二极管的应用比比皆是，有整流二极管、开关元件、限幅元件、继流二极管、变容二极管、稳压二极管等多种类型。为了进一步了解二极管的工作原理，首先要了解它们的伏安特性曲线。 本实验通过对二极管伏安特性曲线的测定，了解二极管的单向导电性的实质。 二、实验原理 1、原理及基础知识 二极管是常见的非线性元件，其伏安特性曲线如图所示： 当对二极管加上正向偏置电压，则有正向电流流过二极管，且随正向偏置电压的增大而增大。开始电流随电压变化较慢，而当正向偏压增到接近二极管的导通电压，电流明显变化。在导通后，电压变化少许，电流就会急剧变化。 当加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，但不是完全没有电流，而是有很小的反向电流。该反向电流随反向偏置电压增加得很慢，但当反向偏置电压增至该二极管的击穿电压时，电流剧增，二极管PN 结被反向击穿。
2、通过对二极管不同电压下电流的测定，得出一系列电压和电流的数值，在坐标纸上作出U-I曲线,从而得出二极管的伏安特性曲线，进一步形象的认识二极管的单向导电性。由此分析可知，能够达到精度、范围、功能的要求。 3、可行性分析 运用所学过的电学实验的基础知识（电桥法测电阻、伏安法测电阻等），采用实验室已有的电学实验元器件（直流电源、电压表、电流表、滑线变阻器等），设计出一个测定二极管伏安特性曲线的电路。通过对实验电路的控制，得出一系列电压和电流值，从而绘制二极管的伏安特性曲线。 2 三、方案设计 测定非线性电阻可采用伏安法、电桥法、电势差计法、非平衡电桥法等，现对伏安法、非平衡电桥法进行介绍，进行比较之后选用一种合适的方法来测定二级管的伏安特性曲线。1、伏安法伏安法测二极管的伏安特性曲线，测量电路图如图所示： 图（a）是测定二极管正向导通状态的伏安特性曲线的电路。测量二极管两端的电压和通过的电流，电流表和电压表有两种接法，如图，电压表接A、D两端叫做电流表外接；电压表接A、D′端叫做电流表内接。电流表外接时，其读数为流过二极管的电流ID与流过电压表电流IV之和，即测得的电流偏大；电流表内接时，电压表读数为二极管电压VD与电流表电压VA之和，即测得的电压偏大。因此，这两种接法都有测量误差。这种由于电表接入电路而引起的测量误差叫做接入误差。接入误差是系统误差，只要知道电压表的内阻RV或电流表的内阻RA，就可以把接法造成的测量误差算出来，然后选用测量误差较小的那种接法。电流表外接，造成的电流测量误差为：?IDIVRD??IDIDRV 电流表内接，造成的电压测量误差为： 3 ?VDVARA??VDVDRD
评分：大学物理实验设计性实验实验报告 实验题目：用热电阻改装温度计 班级： 姓名：学号： 指导教师：
实验7 《用热敏电阻改装温度计》实验提要 实验课题及任务 热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体。不同于导体的阻值——温度特性（温度升高，阻值增大），半导体热敏电阻的阻值——温度特性是当温度升高，阻值降低。产生这种现象的原因是由于半导体中的载流子数目随着温度升高而按数激烈地增加，载流子的数目越多，导电能力越强，电阻率就越小。热敏电阻温度计是利用半导体的电阻值随温度急剧变化的特性而制作的，以半导体热敏电阻为传感器，通过测量其电阻值来确定温度的仪器。可以利用这种“非平衡电桥”的电路原理来实现对温度的测量。用半导体热敏电阻作为传感器，设计制作一台测温范围为40℃~90℃的半导体温度计。 《用热敏电阻改装温度计》实验课题任务是：根据所学的知识，设计实验把所给的热敏电阻改装成热敏温度计。 学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用热敏电阻改装温度计》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤。)，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。 设计要求 ⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。 ⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶根据实验情况自己确定所需的测量次数。 实验仪器 惠斯通电桥，电阻箱，表头，热敏电阻，水银温度计，加热电炉，烧杯等实验所改装的温度计的要求 （1）要求测量范围在40℃~80℃。 （2）定标时要求测量升温和降温中同一温度下热敏温度计的指示值（自己确定测量间隔，要达到一定的测量精度）。 （3）改装后用所改装的温度计测量多次不同温度的热水的温度，同时用水银温度计测出此时的热水温度（作为标准值），绘制出校正曲线。 评分参考(10分) ⑴正确写出实验原理和计算公式，2分。