物理实验基础知识
教学目标：
一、绪论
二、测量及其误差
三、直接测量测量结果的最佳值与随机误
差的计算
四、直接测量测量结果的最佳值与随机误
差的计算
五、不确定度
六、数椐处理的基本方法
一、绪论
1、大学物理实验的地位和作用：
科学实验是人们根据一定的研究目的，通过积极的构思，利用科学仪器、设备等物质手段，人为地控制或模拟自然现象，使自然过程或生产过程以比较纯粹的或典型的形式表现出来，从而在有利条件下，探索自然规律的一种研究方法。
（1）科学实验的任务是：
研究人类尚未认识或尚未充分认识的自然过程，发现未知的自然规律，创立新的学说、新理论，研制、发明新材料、新方法、新工艺，为生产实践提供科学理论的依据，促进生产技术的进步和革命，提高人们改造自然的能力。
（2）、大学物理实验的地位：
物理实验是科学实验的重要组成部分之一，物理实验在科学、技术的发展中有着独特的作用。历史上每次重大的技术革命都源于物理学的发展。如热力学、分子物理学的发展，使人类进入热机、蒸汽机时代；电磁学的发展使人类跨入电气化的时代；原子物理学、量子力学的发展，促进了导体、原子核、激光、电子计算技术的迅猛发展。然而物理学本质上是一门实验科学，三四百年前，伽利略和牛顿等学者，以科学实验方法研究自然规律，逐渐形成了一门物理学科。从此一切物理概念的确立，物理规律的发现，物理理论的建立都有赖于实验，并受实验的检验。
物理实验在物理学自身的发展中有着
重要的作用，同时在推动其他科学、工程技术的发展中也起着重要作用。特别是近代各学科相互渗透，发展了许多交叉学科，物理实验的构思、物理实验的方法和技术与化学、生物学、天文学等学科相互结合已经取得了丰硕的成果，而且必将发挥更大的作用。
2、大学物理实验的目的和任务
物理实验作为一门独立的基础课程，它有以下三方面的目的和任务：
（1）、通过实验现象的观察分析和对物理量的测量，使学生进一步掌握物理实验的基本知识、基本方法和基本伎能；并能运用物理学原理、物理实验方法研究物理现象和规律，加深对物理学原理的理解。
（2）、培养与提高学生从事科学实验的素质。包括：理论联系实际和事实求是的科学作风；严肃认真的工作态度；不怕困难、主动进取的探素精神；遵守操作规程，爱护公共财物的优良品德；以及在实验过程中同学间相互协作、共同探素的合作精神。（3）、培养与提高学生科学实验的能力。
包括：
自学能力——能够自行阅读实验教材或参考资料，正确理解实验内容，再实验前作好准备。
动手实践能力——能够借助教材和仪器说明书，正确调整和使用常用仪器。
思维判断能力——能够运用物理学理论，对实验现象进行初步的分析和判断。
表达书写能力——能够正确记录和处理实验数据，绘制图线，说明实验结果，撰写合格的实验报告。
简单的设计能力——能够根据课题要求，确定实验方法和条件，合理选择仪器，拟定具体的实验程序。
3、大学物理实验的过程和要求。
（一）、实验前的准备（预习）
科学实验是一种有目的的实践活动。实验前需要认真阅读实验材料，明确该实验的目的要求，实验原理，要测的物理量及测量方法。对实验中涉及的仪器，预习时就要阅读教材中有关该仪器的介绍，弄清构造原理、使用操作方法和注意事项。必要时还可
到实验室观看仪器实物。另外，按列表法记录数据的要求，在数据记录本上设计好数据记录表格。再此基础上简明扼要地写出书面的预习报告。
预习报告的内容有：
1、实验目的：说明本实验的主要目的。
2、实验原理：应在对本实验理解的基础上用自己的语言简要地叙述。一般应写出本实验所依据的主要公式和公式中各量的意义，明确实验中所要直接测定的物理量及测量方法。必要时，还应画出原理图、电路图或光路图。
3、实验仪器
4、验步骤及注意事项：这部分内容一般在
实验教材中均有详细说明，因而预习报告中只要写出关键性的步骤和重要的注意事项。
（二）、实验的进行
在进入实验室正式进行实验测量前，首先应核对提供的仪器设备是否完备、齐全。如有问题，应向指导教师反映解决。应仔细阅读教材中有关仪器的介绍和使用注
意事项，做到按操作规程进行操作调试，切忌盲目操作。其次，要认真思考和安排好实验操作程序，不要一上来就急于求成，因为一些关键性步骤的疏忽或错误，会导致整个实验的失败。
实验测试中，不要单纯追求顺利地测好数据，要养成对实验仔细观察和对所测数据随时进行分析判断的习惯，这样才能及时发现和纠正错误。对实验中遇到的故障要积极思考，尽可能自己排除。要如实记录实验的原始数据，实验数据的记录应做到整齐清洁而有条理，养成列表法记录数据的习惯，以便于计算和复核。
（三）、实验报告的书写
具体要求：
1、数据处理与结果分析。要求写出数据处
理的主要过程，并根据误差理论计算误
差。对要求作图的实验必须作出相应的
实验图线（正规坐标纸）。
2、最后结果。写出测量的最后结果，并标
明绝对和相对误差。必要时，还须注明
得此结果的实验条件。
3、问题讨论。对实验中观察到的现象或你
感性趣的问题进行分析，改进实验的建
议，实验的体会及回答思考问题（四）物理实验课成绩考核办法
1、物理实验课成绩=+ks
2、平时实验报告成绩
（缺一次实验成绩以N i=0计算）
3、考试成绩ks=（操作）+（理论）
（考试实验内容包括本学期所做的12
个实验，题目抽签确定）
4、实验报告成绩=40分（预习报告）+20
分（数据处理与结果分析）+20分（最
后结果）+20（问题讨论）
5、每次实验前上交前一次的实验报告，延
时一周扣10分。
6、实验成绩不合格的学生，重做实验报告中成绩低于80分的所有实验，然后再抽签考试，最后按以上办法评定成绩。
二、测量及其误差
1、量、测量
任何现象和实体都能以量来表征。量具有对现象和实体作定性区别或定量确定的属性。
测量是人类对自然界中的现象和实体取得数量概念的一种认识过程。
2、直接测量和间接测量
直接测量是将待测量与预先标定好的仪器、量具进行比较，直接从仪器、量具上读出量值的大小。
如用天平测物体的质量、用温度计测温度。
间接测量是待测量由若干个直接测量在一定的函数关系下，运算后获得的。
如球体体积的测量V=
3、测量误差及其分类
被测物理量的大小（即真值）是客观存在的，但是在测量过程中由于测量方法的设计、测量仪器的精度、测量人员的水平的限制，测量值总是与真值有一定的差异，测量
值与真值X之差称为测量误差x，简称误
差。
误差＝测量值—真值
即x X
误差自始至终存在于一切科学实验中，误差可以逐渐减小但不可能消除，即测量永远不可能得到真值。
根据误差的性质和产生的原因，可分为：系统误差和随机误差。
4、系统误差
在同一条件下（指测量方法、仪器、环境和观测者保持不变）对同一量进行多次测量时，误差的符号和绝对值保持不变或按一定规律变化。
他的来源有以下几个方面：
（1）、仪器的固有缺陷；
（2）、实验方法不完善或这种方法所依据的理论本身具有近似性；
（3）、环境的影响或没有按规定的条件使用仪器；
（4）、实验者生理或心理特点、或缺乏经验引入的误差。
5、随机误差（偶然误差）
在同一条件下多次测量同一物理量时，
测量值彼此之间总有稍许差异，而且变化不定，并在消除系统误差后仍然如此，这种绝对值和符号随机变化的误差称为随机误差或偶然误差。
其来源是：
（1）、实验者本人感觉器官能力的限制。（2）、测量过程中，实验条件和环境因素的微小的、无规则的起伏变化。
6、仪器误差
（1）、仪器的最大误差（极限误差）：
仪器误差就是指在正确使用仪器的条件下，测量所得结果的最大误差，或误差限，用△仪表示。
下面列举几种常用器具的仪器误差、
1）、有刻度的仪器，若未标出精度（等级），取其最小分度的一半为△仪。如米尺、温度计；而对于不能连续读数的仪器就以最小分度值做为△仪。如秒表：
2）、标有精度的仪器仪表，如卡尺：一般测量范围在0~300mm以下的其分度值便是仪器的△仪。
如精度是0.02mm的卡尺示值误差是±
0.02mm。
螺旋测微仪：实验室一般使用的是一级，测量范围在0~100mm以下的，示值误差为±0.004mm。
物理天平：
最大称量感量示值误差
500g 20mg 20mg
1000g 50mg 50mg 3）、标有精度等级的仪器仪表，可用公式计算△仪
如电表：
△仪=±量程×准确度等级﹪
=±X m×S n﹪
（电表的准确度等级S n 分为0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0 七级）
例：0.5级电压表量程为3V时
△仪=±3×0.5﹪=±0.015V
4）、数字显示仪器仪表，可以用所显示的最小数字作为△仪
如数字毫秒计最小显示值为0.01s，
则△仪=±0.01s
（2）、仪器的标准误差：
仪器误差也同样包含系统误差和偶然误差，级别较高的仪器主要是偶然误差；级别较低的或工业用表主要是系统误差；实验室常用仪表两种误差都有，且数值相近。一般仪器误差的概率密度函数遵从均匀分布，则仪器的标准误差：
δ仪＝
（3）、精密度、准确度和精确度
由以上的分析讨论可知，偶然误差和系统误差的原因、规律和处理方法是不同的，为了分别反映他们对测量结果的影响，提出了精密度、准确度和精确度的概念。
精密度：是指重复测量所得的结果彼此离散的程度。测量结果彼此非常密集则测量的精密度高，反之则精密度低。因此，精密度是测量结果偶然误差大小的反映。
准确度：是指测量结果接近真值的程度。准确度高则表示测量结果接近真值的程度好，即系统误差小。所以准确度反映了系统误差的大小。
精确度：宗合反映测量结果的离散程
度及与真值接近的程度。精确度高就是精密度与准确度都高。所以精确度是系统误差与偶然误差的宗合反映。
7、测量结果表示
绝对误差：X=（±U X）
相对误差：E=×100%
七、直接测量测量结果的最佳值与随机误
差的计算
1、随机误差的统计规律
实践和理论都证明，大部分测量的随机误差服从统计规律。
如图所示，这种分布称为正态分布
δ = （n∞）
δ称为标准误差，其中n为测量次数。服从正态分布的随机误差具有下面的一些特性：（1）、单峰性：绝对值小的误差出现的概率比绝对值大的误差出现的概率大。
（2）、对称性：分布曲线对xμ是对称的，这说明绝对值相同的正负误差出现的概率
相同。
（3）、有界性：超过一定大小范围的误差出现的概率趋近于零。
（4）、抵偿性：随机误差的算术平均值随着测定次数的增加而越来越趋向于零。
2、测量结果的最佳值——算术平均值
设对某一物理量进行了几次等精度的重复测量，所得的一系列测量值分别为：x1，x2，…，x i，…，x n 。测量结果的算术平均值为：
3、随机误差的表示法
1）、标准误差、置信区间、置信概率标准误差δ所表示的意义是：任做一次测量，测量误差落在-δ到+δ之间的概率为68.3﹪。δ并不是一个具体的测量误差值，它提供了一个用概率来表达测量误差的方法。
区间[-δ，+δ] 称为置信区间，其相应的概率p（δ）= 68.3﹪称为置信概率。显然，置信区间扩大，置信概率提高。置信区间取
[-2δ，+2δ]、[ -3δ，+3δ]，相应的置信概率p （2δ）=95.4﹪、p（3δ）=99.7﹪。
注：对一个物理量进行多次等精度测量时，可根据置信区间[ -3δ，+3δ]来剔除测量中的坏数据。
如用天平称一物体的质量m，测得m1、m2、、m10
先求出
然后求出δ =
最后确定出区间
可以断定，超出上述区间的数据应予以剔除。该方法叫拉依达准则（或称准则）。
2）、平均值的标准误差
在我们进行了有限次测量后，可得一最佳值，并以S
来估算标准误差。这时，任
一次测量值x i 的误差落在（-S X，+S X）范围内的概率为68.3﹪。但是，也是一个随机
变量，随n增减而变化，那么平均值的可
靠性如何呢？显然肯定比任一次测量值x i
更可靠。由误差理论可以证明平均值的标准误差为
即平均值的标准误差是n次测量中任一
次测量值标准误差
的倍。它表示在
（
，）范围内包含真值X的可能性是68.3﹪。
八、间接测量的误差传递
a)误差传递的基本公式
N=E
N=E
N=x E
E
E
E
y=
y
归纳：
当几个直接测量量是加减关系时，先算绝对误差，后算相对误差较方便。
当几个直接测量量是乘除关系时，先算相对误差，后算绝对误差较方便。
例：单次测量测得一圆柱体的直径、长度
D=（1.00）cm，
L=（16.00）cm
求圆柱体的体积V。
因为是单次测量，就作为极限误差的传递来处理
V=
则v
E
例：用单摆测重力加速度，已知摆长的测量值为L=90.00cm，系统误差为L=0.05cm，周期的测量值为T=1.905s，系
统误差为T=0.001s，求修正后的重力加速
度。
由
E=
可得，重力加速度包含的系统误差为
=
重力加速度的修正值==
则修正后的重力加速度值g=
b)标准偏差的误差传递公式
N=
N=
N=
N=
九、不确定度
a)不确定度
不确定度是建立在误差理论基础上的一个新概念，是误差的数字指标。它表示由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度，即测量结果不能肯定的误差范围。每个测量结果总存在着不确定度，作为一个完整的测量结果不仅要标明其量值大小，还要标出测量不确定度，以表明该测量结果的
第一部分：基本实验基础1．（直、圆）游标尺、千分尺的读数方法。 答：P46 2．物理天平 1．感量与天平灵敏度关系。天平感量或灵敏度与负载的关系。 答：感量的倒数称为天平的灵敏度。负载越大，灵敏度越低。 2．物理天平在称衡中，为什么要把横梁放下后才可以增减砝码或移动游码。 答：保护天平的刀口。 3．检流计 1．哪些用途？使用时的注意点？如何使检流计很快停止振荡？ 答：用途：用于判别电路中两点是否相等或检查电路中有无微弱电流通过。 注意事项：要加限流保护电阻要保护检流计，随时准备松开按键。 很快停止振荡：短路检流计。 4．电表 量程如何选取？量程与内阻大小关系？
答：先估计待测量的大小，选稍大量程试测，再选用合适的量程。 电流表：量程越大，内阻越小。 电压表：内阻=量程×每伏欧姆数 5．万用表 不同欧姆档测同一只二极管正向电阻时，读测值差异的原因？ 答：不同欧姆档，内阻不同，输出电压随负载不同而不同。 二极管是非线性器件，不同欧姆档测，加在二极管上电压不同，读测值有很大差异。 6．信号发生器 功率输出与电压输出的区别？ 答：功率输出：能带负载，比如可以给扬声器加信号而发声音。 电压输出：实现电压输出，接上的负载电阻一般要大于50Ω。 比如不可以从此输出口给扬声器加信号，即带不动负载。7．光学元件 光学表面有灰尘，可否用手帕擦试？
8．箱式电桥 倍率的选择方法。 答：尽量使读数的有效数字位数最大的原则选择合适的倍率。 9．逐差法 什么是逐差法，其优点？ 答：把测量数据分成两组，每组相应的数据分别相减，然后取差值的平均值。 优点：每个数据都起作用，体现多次测量的优点。 10．杨氏模量实验 1．为何各长度量用不同的量具测？ 答：遵守误差均分原理。 2．测钢丝直径时，为何在钢丝上、中、下三部位的相互垂直的方向上各测一次直径，而不是在同一部位采样数据？ 答：钢丝不可能处处均匀。 3．钢丝长度是杨氏模量仪上下两个螺丝夹之间的长度还是上端螺丝夹到挂砝码的砝码钩之间的长度？
物理实验练习题及答案 一、基础知识部分 1、下列几种情况各属于哪一类误差？ ① 天平零点不准；②电表的接入误差；③检流计零点漂移；④电压起伏引起电表读数不准。 答：（1）和（2）属于系统误差；（3）和（4）属于随机（偶然）误差 2、有甲、乙、丙、丁四人，用螺旋测微计测量一钢球的直径，各人所得的结果是：甲为（1.2832±0.0002）cm ；乙为（1.283±0.0002）cm ；丙为（1.28±0.0002）cm ；丁为（1.3±0.0002）cm ，问哪个人表示得正确？其他人的结果表达式错在哪里？ 答：甲的测量结果表达式正确。其他人的测量结果中未将近真值保留至误差所在位（螺旋测微计的仪器误差在104-cm 的量级）。 3、用米尺测量一物体长度，测得的数值为98.98 cm 、98.94 cm 、98.96 cm 、98.97 cm 、99.00 cm 、98.95 cm 及98.97 cm ，试求其平均值、合成不确定度及相对不确定度，并给出完整的测量结果。 解： L = 7 ∑i L =98.97（cm ）, L S = ) 1()(2 --∑n n L L i =0.008（cm ） 本测量用的是米尺，其仪σ= 3 仪?= 3 05.0=0.029 (cm) 合成不确定度 22,仪 σ +=L L c S u =0.03 (cm) E r,L =L u L c ,=0.03% 于是可给出最后的测量结果为：L=L ±L c u ,= 98.97±0.03 (cm), E r,L =0.03% 4、一个铅质园柱体，测得其直径为d ＝2.040±0.001 cm ，高度为h ＝4.120±0.001 cm ，质量为m ＝149.10±0.05g （式中不确定度均为合成不确定度）。试求：①铅的密度ρ；②铅密度的合成不确定度及相对不确定度；③表示出ρ的测量结果。 解：ρ= h d m 2 4π= 120 .4040.2142.310 .14942 ???=11.078 (g/cm 3) 2,2,22,,2h r d r m r r E E E E ++=ρ= 2 222)120 .4001.0()040.2001.0(2)10.14905.0( ++ = 0.00106= 0.1%
大学物理实验心得体会 大学物理实验心得体会（一） 为期七周的的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了，回顾这七周的学习，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。 物理学从本质上说就是一门实验的科学，它以严格的实验事实为基础，也不断的受到实验的检验，可是从中学一直到现在，在物理课程的学习中，我们都普遍注重理论而忽视了实验的重要性。本学期的大学物理实验，向我们展示了在物理学的发展中，人类积累的大量的实验方法以及创造出的各种精密巧妙的仪器设备，让我们开阔了视野，增长了见识，在喟叹先人的聪明才智之余，更激发了我们对未知领域的求知与探索。 大学物理实验是我们进入大学后受到的又一次系统的实验方法与实验技能的培训，通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，使我们进一步加深了对物理学原理的理解，培养与提高了我们的科学实验能力以及科学实验素养。特别是对于我们这样一批工科的学生，仅有扎实的科学理论知识是远远不够的，科学实验是科学理论的源泉，是自然科学的根本，也是工工程技术的基础。一个合格的工程技术人员除了要具备较为深广的理论知识，更要具有较强的实践经验，大学
物理实验为我们提供了这样的一个平台，为我们动手能力的培养奠定了坚实的基础。 除次之外，大学物理实验使我们认识到了一整套科学缜密的实验方法，对于我开发我们的智力，培养我们分析解决实际问题的能力，有着十分重要的意义，对于我们科学的逻辑思维的形成有着积极的现实意义。 感谢大学物理实验，让我收获了许多。 大学物理实验心得体会（二） 本学期我们生科专业开设了3门实验课，在实验课中，我学到了很多在平时的学习中学习不到的东西，尤其是物理光学实验。它教会我更多的应该是一种态度，对待科学，对待学习。为期七周的的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了，回顾这七周的学习，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。 我很感谢能够有机会学习物理实验，因为每一位老师都教会了我很多。每次上实验课，老师都给我们认真的讲解实验原理，轮到我们自己动手的时候，老师还常常给予我们帮助，不厌其烦地为我们讲解，直到我们做出来。有的同学在实验过程中出现了问题，就耽误了时间，老师也总是陪着我们直到最后一名同学做完实验。
实验7 分光计的调整与使用 ★1、本实验所用分光计测量角度的精度是多少？仪器为什么设两个游标？如何测量望远镜转过的角度？ 本实验所用分光计测量角度的精度是：1＇。为了消除因刻度盘和游标盘不共轴所引起的偏心误差，所以仪器设两个游标。望远镜从位置Ⅰ到位置Ⅱ所转过的角度为2 )_()('1'212?????+-= ，注：如越过刻度零点，则必须按式)(120360??--来计算望远镜的转角。 ★2、假设望远镜光轴已垂直于仪器转轴，而平面镜反射面和仪器转轴成一角度β，则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的？此时应如何调节？试画出光路图。 反射的小十字像和平面镜转过180o 后反射的小十字像的位置是一上一下，此时应该载物台下螺钉，直到两镜面反射的十字像等高，才表明载物台已调好。光路图如下： ★3、对分光计的调节要求是什么？如何判断调节达到要求？怎样才能调节好？ 调节要求：①望远镜、平行光管的光轴均垂直于仪器中心转轴；②望远镜对平行光聚焦（即望远调焦于无穷远）；③平行光管出射平行光；④待测光学元件光学面与中心转轴平行。 判断调节达到要求的标志是：①望远镜对平行光聚焦的判定标志；②望远镜光轴与分光计中心转轴垂直的判定标志；③平行光管出射平行光的判定标志；④平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直的判定标志。 调节方法：①先进行目测粗调；②进行精细调节：分别用自准直法和各半调节法进行调节。 4、在分光计调节使用过程中，要注意什么事项？ ①当轻轻推动分光计的可转动部件时，当无法转动时，切记不能强制使其转动，应分析原因后再进行调节。旋转各旋钮时动作应轻缓。②严禁用手触摸棱镜、平面镜和望远镜、平行光管上各透镜的光学表面，严防棱镜和平面镜磕碰或跌落。③转动望远镜时，要握住支臂转动望远镜，切忌握住目镜和目镜调节手轮转动望远镜。④望远镜调节好后不能再动其仰角螺钉。 5、测棱镜顶角还可以使用自准法，当入射光的平行度较差时，用哪种方法测顶角误差较小？ ?2 1=A 的成立条件是入射光是平行的，当入射光的平行度较差时，此公式已不再适用，应用自准直法测三棱镜的顶角，用公式?-=1800 A 来计算，误差较小。
初中物理实验方法及案例说明
中学物理实验常用方法 一、观察法 物理是一门以观察、实验为基础的学科。人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结和思索得来的。著名的马德堡半球实验，证明了大气压强的存在。在教学中，可以根据教材中的实验，如长度、时间、温度、质量、密度、力、电流、电压等物理量的测量实验中，要求学生认真细致的观察，进行规范的实验操作，得到准确的实验结果，养成良好的实验习惯，培养实验技能。大部分均利用的是观察法。 观察是学习物理最基本的方法,是科学归纳的必要条件, 学生对学习活动 的外部表现进行有目的、有计划的观察、记录, 能够为物理概念的形成、物理知识的理解、物理规律的探究提供信息和依据。常用观察方法有： 1.观察重点, 排除无关因素的干扰。如做气体膨胀对外做功的实验时,学生只听到“嘭”的一声, 看到瓶塞跳得很高, 对真正需要看的现象———塑料瓶口出现的酒精烟雾却视而不见, 这就需要教师及时交待, 提醒学生, 然后再进行分析。 2.前后对比观察, 抓住因果关系。如学习密度一节时, 我首先让学生区分铜块、铁块、铝块、石块、酒精、水等物体, 通过观察它们的颜色、状态、软硬来辨认。然后出示用纸包住的相同体积的铜块、铁块、铝块, 怎样区分它们? 学生通过实验发现, 它们的质量不同, 因而得出相同体积的物体质量不同, 也是物质的一种特性, 从而引入密度概念。 3.正、反对比观察, 深化认识。在指导学生观察时, 多采用一些正反对比的方法, 可以加深学生理解知识, 拓宽思路。如探究声音的产生, 即无声又有声；探究沸点与气压的关系时, 即增大气压, 沸点升高, 减小气压, 沸点降低。 二、控制变量法 控制变量法是指一个物理量与多个物理量有关, 把多因素的问题变成多个单因素的问题, 分别加以研究, 最后再综合解决。利用控制变量法研究物理问题, 有利于扭转“重结论、轻过程”的倾向, 有利于培养学生的科学素养, 使学生学会学习。如导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻都有关系, 研究导体中的电流跟这段导体两端的电压时, 控制导体的电阻不变, 改变导体两端电压, 看导体中电流的变化, 通过学生实验, 得出欧姆定律I=U/R。另外,研究导体的电阻大小、滑动摩擦力的大小、液体压强的大小、浮力大小、动能和
大学物理实验答案 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
实验一 物体密度的测定 【预习题】 1．简述游标卡尺、螺旋测微器的测量原理及使用时的注意事项。 答：（1）游标卡尺的测量原理及使用时的注意事项： 游标卡尺是一种利用游标提高精度的长度测量仪器，它由主尺和游标组成。设主 尺上的刻度间距为y ，游标上的刻度间距为x ，x 比y 略小一点。一般游标上的n 个刻度间距等于主尺上(n -1)个刻度间距，即y n nx )1(-=。由此可知，游标上的刻度间距与主尺上刻度间距相差n 1,这就是游标的精度。 教材P33图1-2所示的游标卡尺精度为 mm 501,即主尺上49mm 与游标上50格同长，如教材图1-3所示。这样，游标上50格比主尺上50格（50mm ）少一格（1mm ），即游标上每格长度比主尺每格少1÷50 = 0.02(mm)， 所以该游标卡尺的精度为0.02mm 。 使用游标卡尺时应注意：①一手拿待测物体，一手持主尺，将物体轻轻卡住，才 可读数。②注意保护量爪不被磨损，决不允许被量物体在量爪中挪动。③游标卡尺的外量爪用来测量厚度或外径，内量爪用来测量内径，深度尺用来测量槽或筒的深度，紧固螺丝用来固定读数。 （2）螺旋测微器的测量原理及使用时的注意事项： 螺旋测微器又称千分尺，它是把测微螺杆的角位移转变为直线位移来测量微小长 度的长度测量仪器。螺旋测微器主要由固定套筒、测量轴、活动套筒(即微分筒)组成。
如教材P24图1-4所示，固定套管D上套有一个活动套筒C(微分筒)，两者由高精度螺纹紧密咬合，活动套筒与测量轴A相联，转动活动套筒可带动测量轴伸出与缩进，活动套筒转动一周( 360)，测量轴伸出或缩进1个螺距。因此，可根据活动套筒转动的角度求得测量轴移动的距离。对于螺距是0.5mm螺旋测微器，活动套筒C的周界被等分为50格，故活动套筒转动1 格，测量轴相应地移动0.5/50=0.01mm,再加上估读，其测量精度可达到0.001 mm。 使用螺旋测微器时应注意：①测量轴向砧台靠近快夹住待测物时，必须使用棘轮而不能直接转动活动套筒，听到“咯、咯”即表示已经夹住待测物体，棘轮在空转，这时应停止转动棘轮，进行读数，不要将被测物拉出，以免磨损砧台和测量轴。②应作零点校正。 2．为什么胶片长度可只测量一次？ 答：单次测量时大体有三种情况：（1）仪器精度较低，偶然误差很小，多次测量读数相同，不必多次测量。（2）对测量的准确程度要求不高，只测一次就够了。（3）因测量条件的限制，不可能多次重复测量。本实验由对胶片长度的测量属于情况（1），所以只测量1次。
复旦大学基础物理实验期末考试复习题库 （内部资料请勿传阅） 整理汇编者：复旦大学临床医学（五年制）bsong@https://www.doczj.com/doc/2416984734.html, 示波器的原理及使用 1. 2. 3. 4.
5.一个已知相关参数的信号，60dB衰减，在已知示波器T和V参数设置的情况下在示波屏上V/DIV和T/DIV的相应读数（按照示波器读数规则） 答案A 9. 10. 11.答案C
13.答案：2 14. 15. 16、输入的信号为正弦波形，但是屏幕上只看到一条直线，可能的原因 A、按下了接地按钮 B、AC\DC档中选了DC档位 C、Volts/DEC衰减过大 D、扫描速度过 17.快衰变改变的是什么（）A.幅度 B.频率 C.相位 D.波形 18.已经得到了正弦波图像，改变下面条件，一定不会使图像消失的是B A调节辉度intensity B交流AC变成直流DC（DC还是会保留交流部分。） C接地 D调节垂直position 19.使用示波器前，应先对示波器进行校准，将示波器内部提供的标准方波输入到CH1或CH2通道。用示波器观察李萨如图形时，图形不稳定，应该调节电平旋扭。 20.如果示波器上的波形在触发源开关选择正确的情况下总是沿横向左右移动，应该 先调节“SEC/DIV”旋钮再调节“LEVEL”触发电平调节旋钮 21.“VOLTS/DIV”和“TIME/DIV”旋钮的作用是什么？ 22.测量被测信号的电压时，应通过调节衰减倍率开关（VOLTS/DIV）使其幅度尽量放大，但是不能超出显示屏幕为什么？ 23.测量被测信号的周期和频率时，应通过调节扫描速度开关（TIME/DIV）使被测信号相邻两个波峰的水平距离尽量放大，但是不能超出显示屏幕为什么？ 24.“VOLTS/DIV”和“TIME/DIV”旋钮所在位置分别为0.5v和0.2ms，请给
附件2： 理工科大学物理实验课程教学基本要求 物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用及其转化规律的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是其他自然科学和工程技术的基础。 在人类追求真理、探索未知世界的过程中，物理学展现了一系列科学的世界观和方法论，深刻影响着人类对物质世界的基本认识、人类的思维方式和社会生活，是人类文明的基石，在人才的科学素质培养中具有重要的地位。 物理学本质上是一门实验科学。物理实验是科学实验的先驱，体现了大多数科学实验的共性，在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。 一．课程的地位、作用和任务 物理实验课是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程，是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。 物理实验课覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法、手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训练，是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。 本课程的具体任务是： 1.培养学生的基本科学实验技能，提高学生的科学实验基本素质，使学生初步掌握实验科学的思想和方法。培养学 生的科学思维和创新意识，使学生掌握实验研究的基本方法，提高学生的分析能力和创新能力。 2.提高学生的科学素养，培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风，认真严谨的科学态度，积极主动的探索精 神，遵守纪律，团结协作，爱护公共财产的优良品德。 二、教学内容基本要求 大学物理实验应包括普通物理实验（力学、热学、电磁学、光学实验）和近代物理实验，具体的教学内容基本要求如下： 1.掌握测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的基本能力。 （1）测量误差与不确定度的基本概念，能逐步学会用不确定度对直接测量和间接测量的结果进行评估。 （2）处理实验数据的一些常用方法，包括列表法、作图法和最小二乘法等。随着计算机及其应用技术的普及，应包括用计算机通用软件处理实验数据的基本方法。 2.掌握基本物理量的测量方法。 例如：长度、质量、时间、热量、温度、湿度、压强、压力、电流、电压、电阻、磁感应强度、光强度、折射率、电子电荷、普朗克常量、里德堡常量等常用物理量及物性参数的测量，注意加强数字化测量技术和计算技术在物理实验教学中的应用。 3.了解常用的物理实验方法，并逐步学会使用。 例如：比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、平衡法和干涉、衍射法，以及在近代科学研究和工程技术中的广泛应用的其他方法。 4.掌握实验室常用仪器的性能，并能够正确使用。 例如：长度测量仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、交／直流电桥、通用示波器、低频信号发生器、分光仪、光谱仪、常用电源和光源等常用仪器。 各校应根据条件，在物理实验课中逐步引进在当代科学研究与工程技术中广泛应用的现代物理技术，例如,激光技术、传感器技术、微弱信号检测技术、光电子技术、结构分析波谱技术等。 5.掌握常用的实验操作技术。
大学物理实验报告----------制流电路、分压电路和电学实验基础知识 姓名：_______柳天一__________ 学号：______2012011201 _______ 实验组号：____3______________ 班级：______计科1204_________ 日期：______2013.3.23__________
实验报告 【实验名称】 制流电路、分压电路和电学实验基础知识 【实验目的】 1、了解电学实验的要求、操作规程和安全知识。 2、学习电学实验中常用仪器的使用方法。 3、学习连接电路的一般方法，学习用变阻器连成制流电路和分压电 路的方法。 【实验原理】 制流电路的特性： 制流电路如图3所示，图中E 为直流（或交流）电源；R 1为滑线变阻器，A 为电流表；R 2为负载（本实验采用电阻）；K 为电源开关。它是将滑线变阻器的滑动头C 和任一固定端（如A 端）串联在电路中，作为一个可变电阻，移动滑动头的位置可以连续改变AC 之间的电阻R AC ，从而改变整个电路的电流I 。 （a ） （b ） 1.分压电路的特性： 分压电路如图4所示，图中E 为直流（或交流）电源，滑线变阻器两个固定端A 、B 与电源E 相接，负载R 2接滑动端C 和固定端A （或B ）上，当滑动头C 由A 端滑至B 端，负载上电压由0变至E ，调节的范围与变阻器的阻值无关。 （a ） （b ） 2.制流电路与分压电路的选择： 图3 制流电路 图4 分压电路
(1) 调节范围 分压电路的电压调节范围大，可从E →0；而制流电路电压调节范围小，只能从 E E R R R →?+1 22。 (2) 细调程度 当2/21R R ≤时，在整个调节范围内调节基本均匀，但制流电路可调范围小；负载上的电压值小，能调得较精细，而电压值大时调节变得很粗。 (3) 功率损耗 使用同一变阻器，分压电路消耗电能比制流电路要大。基于两电路的差别，当负载电阻较大，调节范围较宽时选分压电路；反之，当负载电阻较小，功耗较大，调节范围不太大的情况下则选用制流电路。若一级电路不能达到细调要求，则可采用二级制流（或二段分压）的方法以满足细调要求。 【实验器材】 万用电表（指针式、数字式各一块），低压电源（直流型、交流型各一台），滑线变阻器，电阻箱，导线。 3.滑线变阻器： 滑动变阻器是根据接入电路的金属丝长短来改 变阻值大小，来达到控制电流的。 滑动片左右滑动即是在改变接入电路的金属丝 长短。 因为已知金属材料的电阻丝，其阻值跟电阻丝的 长度，横截面积，还有材质有关系。长度越长，阻值 越大；截面积越大，阻值越小，阻值与该种材料的阻 值系数成正比。 滑动电阻器结构图[1] 注意事项： 注意：要选择合适的滑动变阻器，每个变阻器都有规定的最大电阻和允许通过的最大电流，使用时要根据需要进行选择，不能使通过滑动变阻器的电流超过它允许通过电流的最大值，否则会烧坏变阻器。使用前应该将滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大。接法：不管是有几个接线柱的滑动变阻器，在连入电路时，可采用“一上一下”的连接方法。“一上” 指上面金属棒两端的任一接线柱连入电路，“一下”指把下面线圈两端的任一接线柱连入电路中。 滑动变阻器连入电路中的电阻值大小的判断，可采用“近小远大”的判断方法。即如果滑动变阻器的滑片在移动过程中逐渐接“近”连入电路的下接线柱，则变阻器连入电路的阻值将逐渐减“小”，灯泡就越亮，反之，若滑片移动过程中逐渐“远”离连入电路的下接线柱，则连入电路的阻值将逐渐增“大”，灯泡就越暗。 滑动变阻器在电路中的作用是：（1）保护电路，即连接好电路，电键闭合前，应调节滑动变阻器的滑片P ，使滑动变阻器接入电路部分的电阻最大。（2）通过改变接入电路部分的电阻来改变电路中的电流，从而改变与之串联的导体（用电器）两端的电压。在连接滑动变阻器时，要求：一上一下，各用一个接线柱；实际连接应根据要求选择下面的接线柱。 4.电阻箱：
第一章复习提要 1.什么是基本单位和导出单位? 2。什么是基本量与导出量? （教材P10）物理学中独立定义的单位叫做基本单位，所对应的物理量叫做基本量。由基本单位导出的单位叫做导出单位，对应的物理量叫做导出量。 2.哪些物理量为基本物理量，它们的基本单位、符号、定义是什么？（教材P10） 在国际单位制中，长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、物质的量和发光强度等七个物理量为基本物理量，它们的单位分别为“米”、“千克”、“秒”、“安培”、“开尔文”、“摩尔”和“坎德拉”，它们的单位符号分别为“m”、“kg”、“s”、“A”、“K”、“mol”和“cd”，它们的单位定位分别详见教材P10表1-1 。 3.物理实验中有哪些常用的长度测量器具？（教材P11） 物理实验中，测量长度的常用工具有：钢直尺、钢卷尺、游标卡尺、千分尺、千分表、测微目镜、读数显微镜、电涡流传感器、电容传感器、电感传感器、光栅传感器、激光干涉仪等。 4.物理实验中有哪些常用的质量测量工具？（教材P11） 物理实验中，质量测量最常用的仪器有电子秤、弹簧秤、物理天平、分析天平等。 5.物理实验中常用的时间测量工具有哪些？（教材P12） 物理实验中常用的时间测量仪器有：秒表（停表），指针式机械表、数字显示式电子表、数字毫秒计等。 6.物理实验中常用的温度测量工具有哪些？（教材P12） 物理实验中常用的温度测量仪器有水银温度计、热电偶和光测温度计等。 7.物理实验中有哪些常用的电流测量仪表？（教材P12） 物理实验中电流测量常用仪器有安培表、检流计、表头、灵敏电流计、万用电表、钳表等。 9．（1）力学、热学实验操作过程中应注意什么？（2）力学实验的基本功有哪些？ （1）略（教材P13）。（2）仪器的零位校准，水平和铅直调整等调节是力学实验的基本功，务必熟练掌握。 10．（1）电磁学实验操作过程中应注意什么？（2）电磁学实验的基本功是什么？ （1）略（教材P13）。（2）回路法接线是电磁学实验的基本功，务必熟练掌握。11．（1）光学实验操作过程中应注意什么？（2）光学实验的基本功有哪些？ （1）略（教材P14）。（2）“等高共轴”的调节、成像清晰位置的判断、消视差的调节是光学实验的基本功，务必熟练掌握。 12．常用的物理实验测量方法有哪几种？（教材P14-17） 常用的物理实验测量方法有比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、干涉法和衍射法等。 13．物理实验中应掌握哪些基本调节技术？（教材P18-20） 物理实验中应掌握的基本调节技术有：仪器初态与安全位置的调节、回路接线法、跃接法、零位（零点）调整、水平、铅直调整、等高共轴调整、调焦、消视差调整、逐次逼近调整、空程误差消除的调节、先定性后定量原则等。 14．计算机和计算器在物理实验中有哪些基本应用？（教材P20-21） 计算器的基本应用：测量数据的统计处理；图形的简单处理等。 计算机的基本应用：实验数据处理、模拟与仿真实验、实时测量、利用物理实验课程网站进行物理实验的辅助教学和教学管理等。 15. 指出几种利用机械放大作用来提高测量仪器分辨率的测量工具。
绪论 物理实验的地位和作用 实验是人们认识自然规律、改造客观世界的基本手段。借助于实验，人们可以突破感官的限制，扩展认识的境界，揭示事物的内在联系。近代科学历史表明，自然科学领域内的所有研究成果都是理论和实验密切结合的结晶。随着科学技术的发展，实验的运用日益广泛和复杂，实验的精确程度越来越高，实验环节在科学技术的重大突破中所起的作用也越来越大。 物理实验是科学实验的重要组成部分之一。物理实验本质上是一门实验科学。在物理学的发展中一直起着重要的作用。物理概念的确立、物理规律的发展、物理理论的建立都有赖于物理实验，并受物理实验的检验。物理学是一切自然科学的基础，人类文明史上的每次重大的技术革命都是以物理学的进步为先导的，物理实验在其中起着独特的作用。如，法拉第等人进行电磁学的实验研究促使了电磁学的产生与发展，导致了电力技术与无线电技术的诞生，形成了电力与电子工业；放射性实验的研究和发展导致原子核科学的诞生与核能的运用，使人类进入了原子能时代；固体物理实验的研究和发展导致晶体管与集成电路的问世，进而形成了强大的微电子工业与计算机产业，使人类步入信息时代。 当今科学技术的发展以学科互相渗透、交叉与综合为特征。物理实验作为有力的工具，其构思、方法和技术与其他学科的相互结合已经取得巨大的成果。不容置疑，今后在探索和开拓新的科技领域中，物理实验仍然是有力的工具。 物理实验的任务和目的 物理实验是对工科学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端，是工科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。 本课程的具体任务是： （1）通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习物理实验知识，加深对物理学原理的理解。 （2）培养与提高学生的科学实验能力。其中包括： ① 能够自行阅读实验教材或资料，作好实验前的准备。 ② 能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器。 ③ 能够运用物理学理论对实验现象进行初步分析判断。 ④ 能够正确记录和处理实验数据，绘制曲线，说明实验结果，撰写合格的实验报告。 ⑤ 能够完成简单的设计性实验。 （3）培养与提高学生的科学实验素养。要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学态度，严肃认真的工作作风，主动研究的探索精神和遵守纪律、爱护公共财产的优良品德。
第一部分：基本实验基础 1．（直、圆）游标尺、千分尺的读数方法。 答：P46 2．物理天平 1．感量与天平灵敏度关系。天平感量或灵敏度与负载的关系。 答：感量的倒数称为天平的灵敏度。负载越大，灵敏度越低。 2．物理天平在称衡中，为什么要把横梁放下后才可以增减砝码或移动游码。 答：保护天平的刀口。 3．检流计 1．哪些用途？使用时的注意点？如何使检流计很快停止振荡？ 答：用途：用于判别电路中两点是否相等或检查电路中有无微弱电流通过。 注意事项：要加限流保护电阻要保护检流计，随时准备松开按键。 很快停止振荡：短路检流计。 4．电表 量程如何选取？量程与内阻大小关系？ 答：先估计待测量的大小，选稍大量程试测，再选用合适的量程。 电流表：量程越大，内阻越小。 电压表：内阻=量程×每伏欧姆数 5．万用表 不同欧姆档测同一只二极管正向电阻时，读测值差异的原因？ 答：不同欧姆档，内阻不同，输出电压随负载不同而不同。 二极管是非线性器件，不同欧姆档测，加在二极管上电压不同，读测值有很大差异。 6．信号发生器 功率输出与电压输出的区别？ 答：功率输出：能带负载，比如可以给扬声器加信号而发声音。 电压输出：实现电压输出，接上的负载电阻一般要大于50Ω。 比如不可以从此输出口给扬声器加信号，即带不动负载。 7．光学元件 光学表面有灰尘，可否用手帕擦试？ 答：不可以 8．箱式电桥 倍率的选择方法。 答：尽量使读数的有效数字位数最大的原则选择合适的倍率。 9．逐差法 什么是逐差法，其优点？ 答：把测量数据分成两组，每组相应的数据分别相减，然后取差值的平均值。 优点：每个数据都起作用，体现多次测量的优点。 10．杨氏模量实验 1．为何各长度量用不同的量具测？
1 / 9 初中物理实验设计及答案 一、《天平量筒法》 例题 ：有一块形状不规则的石块，欲测量它的密度，所需哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。 分 析：用天平和量筒测定密度大于水的物质的密度，可用排水法测体积。 实验原理： 实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块 实验步骤： （1）用调节好的天平，测出石块的质量m ； （2）在量筒中倒入适量的水，测出水的体积V 1 （3）将石块用细线拴好，放在盛有水的量筒中， （排水法）测出总体积V 2； 实验结论： 二、《助沉法》 例题 有一块形状不规则的蜡块，欲测量它的密度，所需哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。 分 析：用天平和量筒测定密度小于水的物质的密度，可用助沉法测体积。 实验原理：实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、蜡块、铁块。 实验步骤： （1）用调节好的天平，测出蜡块的质量m ； （2）在量筒中倒入适量的水，如图甲将蜡块和铁块 用细线拴好，先将测铁块没入水中，测出水 和石块的体积V 1 （3）再将蜡块浸没在水中，如图乙。（助沉法）测出 水、石块、蜡块的体积总体积V 2； 实验结论： 注意：物质的密度比水小，放在量筒的水中漂浮，不能直接用量筒测出体积。例题中采用的方法是助沉法中的沉锤法，还可以用针压法，即用一根很细的针，将物体压入量筒的水中，忽略细针在水中占据的体积，则可用排水法直接测出物体的体积了。 四、《弹簧测力计法》也可称(双提法）-----测固体密度 【例题】张小清同学捡到一块不知名的金属块，将它放到水中可以沉没，现在，小清同学想测出它的密度，但身边只有一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水，请你帮她想一想，替她设计一个测量金属块密度的实验过程，写出实验步骤 分析与解： 这是一道典型的利用浮力知识测密度的试题。阿基米德原理的重要应用就是已知浮力求体积。它的基本思路就是用弹簧测力计测出浮力，利用水的密度已知，求得物体的体积，即可计算出物体的密度值。 实验原理：阿基米德原理 实验器材：一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水、金属块、线。 实验步骤： （1）用细线系住金属块，在烧杯中倒入适量的水； 1 2v v m －＝V m =ρV m =ρ1 2v v m －＝V m =ρ
《大学物理实验》课程教学大纲 1. 课程名称（中文）：物理实验英文名称：Physics Experiments 2.课程编码： 01000102 3.课程类别：基础独立设课 4.课程要求：必修基础实验 5.课程属性：独立设课 6.课程总学时：总学分： 7.实验学时： 51 学时总学分： 1.5学分 8.应开实验学期：第 2 学期至第 3 学期 9.适用专业：土木工程、化学工程与工艺、应用化学、材料科学与工程、生物工程、信息 与计算科学。 10.先修课程：大学物理 11. 编写人：徐子湘俸永格编写日前：2005年9月1日 一、实验课程简介 物理学是实验科学，物理规律的研究都是以严格的实验为基础，实验与数学分析相结合是 物理学研究中的一个特点。物理实验是大学生进行科学实验训练的一门基础课程，在实验过程中，通过理论的运用与现象的观测分析，充分提高学生分析问题与解决问题的能力；充分提高学生综 合运用理论知识解决实际问题的动手能力。本实验课程需学生应达到下列要求： 1、进一步巩固和加深对大学物理理论知识的理解，提高学生的综合素质。 2、能根据需要选学参考书，查阅手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己 独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。 二、实验教学目标与基本要求 1、本课程的主要目的是： （1）学生通过实验学习物理实验的基本理论、典型的实验方法及其物理思想。 （2）获得必要的实验知识和操作技能训练，培养学生的动手能力、工作能力、创造能力，提高学生分析问题、归纳问题、解决问题的能力。 （3）树立实事求是、一丝不苟、严格认真的科学态度。 2、本实验课程应达到下列要求： （1）进一步巩固和加深对大学物理理论知识的理解，提高学生的综合素质。 （2）能根据需要选学参考书，查阅手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。
物理实验基础知识 教学目标： 一、绪论 二、测量及其误差 三、直接测量测量结果的最佳值与随机误 差的计算 四、直接测量测量结果的最佳值与随机误 差的计算 五、不确定度 六、数椐处理的基本方法 一、绪论 1、大学物理实验的地位和作用： 科学实验是人们根据一定的研究目的，通过积极的构思，利用科学仪器、设备等物质手段，人为地控制或模拟自然现象，使自然过程或生产过程以比较纯粹的或典型的形式表现出来，从而在有利条件下，探索自然规律的一种研究方法。 （1）科学实验的任务是：
研究人类尚未认识或尚未充分认识的自然过程，发现未知的自然规律，创立新的学说、新理论，研制、发明新材料、新方法、新工艺，为生产实践提供科学理论的依据，促进生产技术的进步和革命，提高人们改造自然的能力。 （2）、大学物理实验的地位： 物理实验是科学实验的重要组成部分之一，物理实验在科学、技术的发展中有着独特的作用。历史上每次重大的技术革命都源于物理学的发展。如热力学、分子物理学的发展，使人类进入热机、蒸汽机时代；电磁学的发展使人类跨入电气化的时代；原子物理学、量子力学的发展，促进了导体、原子核、激光、电子计算技术的迅猛发展。然而物理学本质上是一门实验科学，三四百年前，伽利略和牛顿等学者，以科学实验方法研究自然规律，逐渐形成了一门物理学科。从此一切物理概念的确立，物理规律的发现，物理理论的建立都有赖于实验，并受实验的检验。 物理实验在物理学自身的发展中有着
重要的作用，同时在推动其他科学、工程技术的发展中也起着重要作用。特别是近代各学科相互渗透，发展了许多交叉学科，物理实验的构思、物理实验的方法和技术与化学、生物学、天文学等学科相互结合已经取得了丰硕的成果，而且必将发挥更大的作用。 2、大学物理实验的目的和任务 物理实验作为一门独立的基础课程，它有以下三方面的目的和任务： （1）、通过实验现象的观察分析和对物理量的测量，使学生进一步掌握物理实验的基本知识、基本方法和基本伎能；并能运用物理学原理、物理实验方法研究物理现象和规律，加深对物理学原理的理解。 （2）、培养与提高学生从事科学实验的素质。包括：理论联系实际和事实求是的科学作风；严肃认真的工作态度；不怕困难、主动进取的探素精神；遵守操作规程，爱护公共财物的优良品德；以及在实验过程中同学间相互协作、共同探素的合作精神。（3）、培养与提高学生科学实验的能力。
一、 选择题（每题4分，打“ * ”者为必做，再另选做4题，并标出选做记号“ * ”，多做不给分，共40分） 1* 某间接测量量的测量公式为4323y x N -=，直接测量量x 和y 的标准误差为x ?和y ?,则间接测 量量N 的标准误差为？B N ?= ； 4 322 (2) 3339N x x y x x x ??-= =?=??， 333 4 (3) 2248y N y y y y x ??= =-?=-??- ( ) ( ) []2 1 2 3 2 2 89y x N y x ? +?=? 2*。 用螺旋测微计测量长度时，测量值=末读数—初读数（零读数），初读数是为了消除 ( A ) （A ）系统误差 （B ）偶然误差 （C ）过失误差 （D ）其他误差 3* 在计算铜块的密度ρ和不确定度ρ?时，计算器上分别显示为“8.35256”和“ 0.06532” 则结果表示为：（ C ） (A) ρ=（8.35256 ± 0.0653） （gcm – 3 ）， (B) ρ=（8.352 ± 0.065） （gcm – 3 ）， (C) ρ=（8.35 ± 0.07） （gcm – 3 ）， (D) ρ=（8.35256 ± 0.06532） （gcm – 3 ） (E) ρ=（20.083510? ± 0.07） （gcm – 3 ）， (F) ρ=（8.35 ± 0.06） （gcm – 3 ）， 4* 以下哪一点不符合随机误差统计规律分布特点 （ C ） （A ） 单峰性 （B ） 对称性 （C ） 无界性有界性 （D ） 抵偿性 5* 某螺旋测微计的示值误差为mm 004.0±，选出下列测量结果中正确的答案：（ B ） A ． 用它进行多次测量，其偶然误差为mm 004.0； B ． 用它作单次测量，可用mm 004.0±估算其误差； B = ?==? C. 用它测量时的相对误差为mm 004.0±。 100%E X δ= ?相对误差：无单位；=x X δ-绝对误差：有单位。 6* 在计算数据时，当有效数字位数确定以后，应将多余的数字舍去。设计算结果的有效数字取4位，
2009级基础物理实验期末试题 一、单项选择题（每题3分，共30分） 1、不确定度在可修正的系统误差修正以后，将余下的全部误差按产生原因及计算方法不同分为两类，其中 B 属于A类分量。 A、由测量仪器产生的的误差分析 B、同一条件下的多次测量值按统计方法计算的误差分量 C、由环境产生的误差分析 D、由测量条件产生的误差分量 2、下列说法中 C 是正确的。 A、在给定的实验条件下，系统误差和随机误差可以相互转化 B、当测量条件改变后，系统误差的大小和符号不随之变化 C、随机误差可以通过多次重复测量发现 D、一组测量数据中，出现异常的值即为粗大误差 5、已知()，下列公式中 B 是正确的。 A、 B、 C、 D、 7、用千分尺（精度0、01mm）测某金属片厚度d的结果为 i1234567 1.516 1.519 1.514 1.522 1.523 1.513 1.517
则测量结果应表述为d u(d)= A A、(1.5180.003)mm B、(1.5180.004)mm C、(1.5180.001)mm D、 (1.5180.002)mm 8.tg45°1′有 B 位有效数字 A、 6 B、5 C、 4 D、 3 9、对y=a+bx的线性函数，利用图解法求b时，正确的求解方法是 C 。 A、 b=tg（为所作直线与坐标横轴的夹角实测值） B、 b=（、为任选两个测点的坐标值之差） C、 b=（、为在所作直线上任选两个分得较远的点的坐标值之差） D、 b=（x、y为所作直线上任选一点的坐标） 10、用量程为500mV的5级电压表测电压，下列测量记录中哪个是正确的？ D A、250.43mV B、250.4mV C、250mV D、0.25V 二、填空题（每题3分，共15分） 11、已被确切掌握了其大小和符号的系统误差成为可定系统误差。 12、已知某地的重力加速度值为9.794，甲、乙、丙三人测量的结果分别为：9.7950.024，9.8110.004，9.7910.006，试比较他们测量的精密度、正确度和准确度。甲测量的精密度低，正确度高；乙测量的正确度最低；
篇一：大学物理实验报告 大学物理演示实验报告 院系名称：勘察与测绘学院 专业班级： 姓名： 学号： 辉光盘 【实验目的】： 观察平板晶体中的高压辉光放电现象。 【实验仪器】：大型闪电盘演示仪 【实验原理闪电盘是在两层玻璃盘中密封了 涂有荧光材料的玻璃珠，玻璃珠充有稀薄的 惰性气体（如氩气等）。控制器中有一块振荡 电路板，通过电源变换器，将12v低压直流 电转变为高压高频电压加在电极上。 通电后，振荡电路产生高频电压电场， 由于稀薄气体受到高频电场的电离作用二产 生紫外辐射，玻璃珠上的荧光材料受到紫外 辐射激发出可见光，其颜色由玻璃珠上涂敷 的荧光材料决定。由于电极上电压很高，故 所发生的光是一些辐射状的辉光，绚丽多彩，光芒四射，在黑暗中非常好看。 【实验步骤】： 1. 将闪电盘后控制器上的电位器调节到最小； 2. 插上220v电源，打开开关； 3. 调高电位器，观察闪电盘上图像变化，当电压超过一定域值后，盘上出现闪光； 4. 用手触摸玻璃表面，观察闪光随手指移动变化； 5. 缓慢调低电位器到闪光恰好消失，对闪电盘拍手或说话，观察辉光岁声音的变化。 【注意事项】： 1. 闪电盘为玻璃质地，注意轻拿轻放； 2. 移动闪电盘时请勿在控制器上用力，避免控制器与盘面连接断裂； 3. 闪电盘不可悬空吊挂。 辉光球 【实验目的】 观察辉光放电现象，了解电场、电离、击穿及发光等概念。 【实验步骤】 1．将辉光球底座上的电位器调节到最小； 2．插上220v电源，并打开开关； 3. 调节电位器，观察辉光球的玻璃球壳内，电压超过一定域值后中心处电极之间随机产生数道辉光； 4.用手触摸玻璃球壳，观察到辉光随手指移动变化； 5.缓慢调低电位器到辉光恰好消失，对辉光球拍手或说话，观察辉光随声音的变化。