大学物理实验设计
重力加速度的测量
实验时需要的的主要器材
1.GM－1单摆实验仪1台，如图所示。
2.激光定位装置2只。
3.集成霍耳传感器说明
本次设计实验中采用MS－1多功能毫秒仪实现自动计时。集成霍耳开关放于小球正下方1.0cm处，如图3所示。（1.1cm为该霍耳开关导通或截止的最大距离）。将一钕铁硼小磁钢放置在小球正下方，当小磁钢随小球从霍耳开关上方经过时，会使集成霍耳开关输出一个由高电平向低电平的跳变信号，此跳变信号使MS－1多功能毫秒仪开始计时以及自开始计时后磁钢经过霍耳开关进行次数的自动记录，当记录的次数和计时器面板上预置的次数一样时，则该信号便是计时器停止
的信号。计时器可锁存和显示计时数。次数预置拨码开关可从0~64次任意调节，并可查阅与计时次数相对应的时间数值。
实验目的和要求
在地面上的不同地区，同一物体所受的重力并不相同，所以重力加速度g也不相同，它是由物体所在地区的纬度、海拔高度及矿藏分布等因素决定。重力加速度是一个重要的地球物理常数，准确地测定它的量值在科学研究和工程技术方面都有重要的意义。本实验采用新型单摆实验仪，运用集成开关型霍耳传感器和多功能毫秒仪实现自动计时，从而能在很短几个振动周期内准确测得单摆的周期。以达到准确测量重力加速度之目的。
实验前应回答的问题
1.什么叫单摆？在摆角不超过5度时，其振动周期T等于什么？
2.单摆周期的一般表达式为：
为何此时切向力不与θ成正比，而与sinθ成正比？
3.单摆的运动是简谐振动吗？为什么？
4.如果摆线的质量不可忽略，单摆的周期比一般公式的表达式数值大，还是
小或者不变？
5.什么叫复摆？其振动周期T的表达式是什么？
6.什么叫霍耳效应？什么是霍耳传感器？
实验内容
1.调节摆线长度，测量和记录摆线长度。
2.连接集成霍耳开关和HTM－3电子计时器。
3.调节集成霍耳开关的位置，使霍耳开关恰好在小球铅直位置时磁钢的正下
方。并使霍耳开关输出低电平，多功能毫秒仪面板上的低电平指示灯亮。
4.预置开关次数。
5.将小球拉开一定距离，用水平直尺量出这一距离，利用三角函数算出摆角，
作表如下
6.
实验报告要求
1.写明本实验的目的和意义。
2.阐明实验的基本原理，实际思路和研究过程。
3.记录所用的一起、材料的规格和型号、数量等。
4.记录实验的全过程，包括实验步骤，实验图示，各种实验现象和数据等。
5.分析实验结果，讨论实验中出现的各种问题。
6.得出实验结论，并提出改进意见。
参考书籍与材料
1.沈元华，陆申龙.基础物理实验。北京：高等教育出版社,2003.
2.上海大学电子设备厂：新型单摆实验仪产品说明书，2001
浅谈大学物理实验教学设计
浅谈大学物理实验教学设计 【摘要】大学物理实验是高等院校理工科学生必修的一门重要基础课。在提高学生的科学素质、培养学生的创新精神和实践能力中具有特殊的作用。实施新型实验教学方式已成为大学物理实验教学改革和实践的热点。本文对大学物理实验教学模式进行研究对该实验教学模式中的“完善实验教学设计”进行了详细分析。 【关键词】大学物理实验；创新能力；教学模式 物理学是一门实验科学，是物理学的基础。凡是物理学的概念、规律及公式都是以客观实验为基础的，即物理理论绝不能脱离物理实验的验证。大学物理实验作为大学生进校后的第一门科学实验课程，不仅应让学生受到严格的、系统的实验技能训练掌握科学实验的基本原理、方法和技巧，更主要的是要培养学生严谨的科学思维能力和创新精神，培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力，特别是与科学技术发展相适应的综合能力。因而实验教学应该面对时代的发展、科技进步的新趋势和新挑战不断有所改变和创新。只有这样才能适应社会对人才知识和科学素质越来越高的要求[1]。为了搞好大学物理实验教学，教师必须重视和研究实验教学。首先，要进行完善的实验教学设计，确定明确的实验目标；其次，要提供开放的实验环境和及时的辅导，让学生不断自主地进行实验探索并获得成就感；再次，要充分利用现代教育媒体和信息技术手段，提高实验教学效率加强教师与学生的互动，激发学生对实验的探索兴趣和重视[2-3]。本文对如何完善实验教学设计结合我院大学物理实验的教学模式进行研究和探讨。 大学物理实验教学是消化理论知识验证知识的过程它有助于锻炼和提高学生的实验方法和技能。随着科学技术的不断进步和发展物理实验将在学生的知识、能力和素质的培养方面发挥越来越重要的作用。 1 以素质教育为目的，建立物理实验课程新体系 课程体系重新设置的重点是：加强基础，重视应用，培养能力，提高素质，把“知识、能力、素质”三要素贯穿整个实验教学改革过程。实验课程体系的设计必须让学生系统掌握物理实验的基本知识、基本方法和基本技能，打好基础；同时还必须与现代科学技术接轨，现代科技成果与经典课程内容相互渗透，是在对实验课程体系改革时应充分给以关注的问题。 2 授课对象起点分析 《大学物理实验》课程是针对全体工科专业开设，开设时间在大学第二、三学期。学生为地方高考青年学生，已经具备了比较扎实的科学文化基础。经过大学第一学期物理课程的学习，学生掌握了大学物理的一般规律和一般物理实验的基本原理，对常见物理现象具有感性认识和一般的理性理解。本科学生总体知识水平较好，但动手能力一般，实操经验不强，对《大学物理实验》课程的学习大
大学物理实验设计性实验方案
普通物理实验设计性实验方案 实验题目：简单显微镜的设计 班级：物理学2011级（2）班 学号：2011433175 姓名：唐洁 指导教师：陈广萍 凯里学院物理与电子工程学院2013 年3月
简单显微镜的设计 要求： 1. 了解显微镜的基本光学系统及放大原理，以及视觉放大率等概念； 2. 学会按一定的原理自行组装仪器的技能及调节光路的方法； 3. 学会测量显微镜的视觉放大率； 4. 简单显微镜的放大率为31.8； 5. 物镜与目镜之间的距离为24cm ，即光学间隔为1 6.6cm 。 序 言 显微镜是最常用的助视光学仪器，且常被组合在其他光学仪器中。因此，了解并 掌握它的构造原理和调整方法，了解并掌握其放大率的概念和测量方法，不仅有助于加 深理解透镜的成像规律，也有助于正确使用其他光学仪器。 一、实验原理 （一）、光学仪器的视觉放大率 显微镜被用于观测微小的物体，望远镜被用于观测远处的目标，它们的作用都是 将被观测的物体对人眼的张角（视角）加以放大。显然，同一物体对人眼所张的视角与 物体离人眼的距离有关。在一般照明条件下，正常人的眼睛能分辨在明视距离处相距为 0.05～0.07mm 的两点。此时，这两点对人眼所张的视角约为/1，称为最小分辨角。当 微小物体（或远处物体）对人眼所张视角小于此最小分辨角时，人眼将无法分辨，因而 需借助光学仪器（如放大镜、显微镜、望远镜等）来增大物体对人眼所张的视角。这是 助视光学仪器的基本工作原理，它们的放大能力可用视觉放大率Γ表示，其定义为 w w tan tan / =Γ （1） 式中，w 为明视距离处物体对眼睛所张的视角，/w 为通过光学仪器观察时在明视距离 处的成像对眼睛所张的视角。 （二）、显微镜及其视觉放大率 最简单的显微镜是由两个凸透镜构成的。其中，物镜的焦距很短，目镜的焦距较 长。它的光路如图所示，图中的o L 为物镜（焦点在o F 和/o F ）,其焦距为o f ；e L 为目镜， 其焦距为e f 。将长度为1y 的被观测物AB 放在o L 的焦距外且接近焦点o F 处，物体通过 物镜成一放大的倒立实像//B A (其长度为2y )。此实像在目镜的焦点以内，经过目镜放
大学物理设计性实验设计性实验报告
大学物理实验设计性实 验 --电位差计测金属丝电 阻率 姓名：马野 班级：土木0944 学号： 0905411418 指导教师：曹艳玲 实验地点：大学物理实验教学中心
【实验目的】 1. 了解电位差计的结构，正确使用电位差计； 2掌握电位差的工作原理—补偿原理。 3能用电位差计校准电表和电阻率的测定。 4学习简单电路的设计方法，培养独立工作的能力。 【实验原理】 利用电位差计，通过补偿原理，来测定未知电阻和已知电阻两端的 电压，利用分压原理，算出未知电阻的阻值，利用螺旋测微器和刻度尺测出电阻丝的长度和横截面积的直径，通过电阻率公式即可计算出电阻率。 补偿原理 在图1的电路中，设E 0是电动势可调的标准电源，Ex 是待测电池的电动势（或待测电压Ux ），它们的正负极相对并接，在回路串联上一只检流计G ，用来检测回路中有无电流通过。设E 0的内阻为r 0；Ex 的内阻为 rx 。根据欧姆定律，回路的总电流为： 电位差原理 如果我们调节E 0使E 0和Ex 相等，由(1)式可知，此时I =0，回路无电流通过，即检流计指针不发生偏转。此时称电路的电位达到补偿。在电位补 R R r r E E I g x x +++-= 00 图1 补偿原理 x
偿的情况下，若已知E 0的大小，就可确定Ex 的大小。这种测定电动势或电压的方法就叫做补偿法。 显然，用补偿法测定Ex ，必须要求E 0可调，而且E 0的最大值E 0max ＞Ex ，此外E 0还要在整个测量过程中保持稳定，又能准确读数。在电位差计中，E 0是用一个稳定性好的电池（E ）加上精密电阻接成的分压器来代替的，如图2所示。 图2中，由电源E 、限流电阻R 1以及均匀电阻丝RAD 构成的回路叫做工作回路。由它提供稳定的工作电流I 0，并在电阻RAD 上产生均匀的电压降。改变B 、C 之间的距离，可以从中引出大小连续变化的电压来，起到了与E 0相似的作用。为了能够准确读出该电压的读数，使用一个标准电池进行校准。换接开关K 倒向“1”端，接入标准电池E S ，由E S 、限流电阻R 2、检流计G 和RBC 构成的回路称为校准回路。把B 、C 固定在适当的位置（如图中的位置），设RBC =R S ，调节R 1（即调节I 0），总可以使校准回路的电流为零，即R S 上的电压降与E S 之间的电位差为零，达到补偿。 图2 电位差计原理图 x
最新大学物理自主设计性实验
大学物理自主设计性 实验
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
大学物理综合设计性实验(完整)
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、
大学物理实验设计性实验方案.123333333doc
大学物理实验设计性实验方案 实验题目：音叉声波的干涉 班级：物理学2011级（2）班 学号：2011433196 姓名：赵得芳 指导教师：粟琼 凯里学院物理与电子工程学院 2013 年5月
前言 用橡胶锤敲击音叉，声波将向空间的各个方向传播形成声场。由于音叉产生的声波在空间中将会发生干涉现象，因此在音叉的周围将会出现声音强弱的分布区域，并且将会呈现出一定的规律。音叉分为两股它的两股以同样的频率做开合运动。每一股都将带动它的内外两侧气体形成疏密波，因而音叉振动时可以认为每股两侧各有一个声源而且这两个声源是反相的。 按照声学的分析方法，应该区分近场区和远场区，对近场区音叉的每一股的内外两个侧面可以近似视为活塞式声源组成的声柱; 而对远场区，任何声源都可以近似视为球源由于近场区声源性质十分复杂本文以下将只讨论远场区。 一、实验目的 1.了解音叉声场的产生原理。 2.探究音叉声场的规律。 二、实验原理 音叉的叉股只能抽象为通常的面波源或特殊的平面波源和点波源，因此纵波干涉的规律是不可能直接应用于音叉干涉情况的! 那么音叉周围存在的声波干涉，也就应该能够通过这些波源振动发出声波的叠加来加以解释。 1.只考虑内侧面s 1,s 2 振动时声波的叠加情况。
图 1 当内侧面s1、s2振动发声时，远场区的综合波完全可以等效为一个由特殊点波源振动发出的波，如图1所示，其波动方程为： x s=A s(r,θ)cos[ω(t-r/v)+φ] 其中，A s(r,0)，A s(r,π) 最小，A S（r, π/2）、A S(r,3π/2)最大。 2.只考虑外侧面S/1,S/2振动发声时声波的叠加情况。
大学物理实验(最终)
大学物理实验 一、万用表的使用 1、使用万用表欧姆档测电阻时，两只手握住笔的金属部分在与电阻两端接触进行测量时，对结果有无影响？为什么？ 有影响，会使测量值偏小 因为人体本身有电阻，两只手握住笔的金属部分在与电阻两端接触相当于并联 2、用万用表测电阻时，通过电阻的电流是由什么电源供给的？万用表的红表笔和黑表笔哪一个电位高？ 电源部电路提供（万用表的部电池供给的） 黑笔 3、用万用表欧姆档判别晶体二极管的管脚极性时，若两测量得到阻值都很小或都很大，说明了什么？ 两测量得到阻值都很小，说明二极管已被击穿损坏 两测量得到阻值都很大，说明二极管部断路 4、能否用万用表检查一回路中电阻值？为什么？ 不能，因为通电电路中测量电阻值会造成万用表的损坏。
【数据处理】（要求写出计算过程） 1．1R = Ω 2．2R = Ω
3．U = V U σ== V = =2 ?仪最小分度值 V U U == V U U U U =±=（ ± ）V 100%U U U E U = ?= % 二、用模拟法测绘静电场 1、出现下列情况时，所画的等势线和电力线有无变化？（电源电压提高1倍；导电媒质的导电率不变，但厚度不均匀；电极边缘与导电媒质接触不良；导电媒质导电率不均匀） 有，电势线距离变小，电力线彼此密集 无任何变化 无法测出电压，画不出等势线、电力线 等势线、电力线会变形失真 2、将电极之间电压正负接反，所作的等势线和电力线是否有变化？ 等势线和电力线形状基本不变，电力线方向相反 3、此实验中，若以纯净水代替自来水，会有怎样的结果？ 实验无法做，因为纯净水不导电 4、本实验除了用电压表法外还可以用检流计法（电桥法）来测量电势。试设计测量电路。两种方法各有何优缺点？ 电压表法优点：简单 缺点：误差大
大学物理实验设计
大学物理实验设计 验证动生电动势大小的计算公式v BL E = 电动势是物理学中的一个重要的物理量，再有关于电磁学的科学研究和实验中有着重要的作用。组成回路的导体（整体或局部）在恒定磁场中运动，使回路中磁通量发生变化而产生的感应电动势。动生电动势来源于磁场对运动导体中带电粒子的洛伦兹力。由洛伦兹力公式 F=qv×B ，当导体中的带电粒子在恒定磁场B 中以速度v 运动时，F'=ev×B/e,单位正电荷所受洛伦兹力为v×B ，此即引起动生电动势的非静电力。根据电动势的定义，非静电力将电子从负极搬到正极做功为E=BvL,在运动的导体回路中的动生电动势为BvL 。本实验将验证其是否成立。 一、实验目的 1、测量物体加速度的原理，从而计算其速度。 2、学习计算长螺线管中的磁场大小。 3、学会用控制变量法来分析各个物理量之间的关系。 二、实验原理 由我们已学过的知识可知，动生电动势和3个物理量有关，即磁场B ，导体杆长度L 和导体杆速度v 。实验用图如下所示，围绕螺线管的导线通均匀稳定的电流I （图中未画出电源）。螺线管单位长度上的匝数为n ，本实验将螺线管看成是无限长螺线管，则磁场的大小可以用公式I B n 0μ=计算，改变电流的大小即可以求得磁场的大小。保持导体杆的速度大小和长度不变就可以
知道电动势和磁场的关系。同理，保持磁场的大小和导体杆的速 度不变，就可以知道电动势和导体杆长度的关系。 对于导体杆速度大小的测量，本实验先计算出导体杆的加速度，再求出导体杆的速度。将物体和导体杆看成整体，由于电压表的电阻很大，电压表示数即为电动势，故电路可看成断路，即可以忽略导体杆所受的安培力，因此可求出共同加速度为 m M mg ，（其中M 为导体杆质量，m 为重物质量）然后测出导体运动时间t ，就可以知道导体杆的瞬时速度 v ，从而可以分析导体杆动生电动势和导体杆速度的关系。 三、实验仪器 长螺线管，导线，开关，可变直流电源，导体杆（刻有长度标记），直流电压表，导轨（带有光滑定滑轮），重物，细绳。 四、实验内容
(整理)大学物理自主设计性实验
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）、
大学物理实验设计
重力加速度的测量 实验时需要的的主要器材 1.GM－1单摆实验仪1台，如图所示。 2.激光定位装置2只。 3.集成霍耳传感器说明 本次设计实验中采用MS－1多功能毫秒仪实现自动计时。集成霍耳开关放于小球正下方1.0cm处，如图3所示。（1.1cm为该霍耳开关导通或截止的最大距离）。将一钕铁硼小磁钢放置在小球正下方，当小磁钢随小球从霍耳开关上方经过时，会使集成霍耳开关输出一个由高电平向低电平的跳变信号，此跳变信号使MS－1多功能毫秒仪开始计时以及自开始计时后磁钢经过霍耳开关进行次数的自动记录，当记录的次数和计时器面板上预置的次数一样时，则该信号便是计时器停止
的信号。计时器可锁存和显示计时数。次数预置拨码开关可从0~64次任意调节，并可查阅与计时次数相对应的时间数值。 实验目的和要求 在地面上的不同地区，同一物体所受的重力并不相同，所以重力加速度g也不相同，它是由物体所在地区的纬度、海拔高度及矿藏分布等因素决定。重力加速度是一个重要的地球物理常数，准确地测定它的量值在科学研究和工程技术方面都有重要的意义。本实验采用新型单摆实验仪，运用集成开关型霍耳传感器和多功能毫秒仪实现自动计时，从而能在很短几个振动周期内准确测得单摆的周期。以达到准确测量重力加速度之目的。 实验前应回答的问题 1.什么叫单摆？在摆角不超过5度时，其振动周期T等于什么？ 2.单摆周期的一般表达式为： 为何此时切向力不与θ成正比，而与sinθ成正比？ 3.单摆的运动是简谐振动吗？为什么？ 4.如果摆线的质量不可忽略，单摆的周期比一般公式的表达式数值大，还是 小或者不变？ 5.什么叫复摆？其振动周期T的表达式是什么？ 6.什么叫霍耳效应？什么是霍耳传感器？ 实验内容 1.调节摆线长度，测量和记录摆线长度。 2.连接集成霍耳开关和HTM－3电子计时器。
大学物理设计性实验
大学物理设计性实验
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
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）。但在测量低值电阻时（1Ω以下的电阻），由于导线电阻和连接点的接触电阻（数量级为102-～104-Ω）的存在，惠斯登电桥的测量误差将显著增大，甚至根本无法测量。因此单臂电桥不适宜测定低电阻。必须在测量线路上采取措施，避免接触电阻和导线电阻对低电阻测量的影响。 为了消除导线电阻和接触电阻的影响，我们采用四端钮接法（如图1），并在单电桥的基础
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 x 1、x 2 、x 3 、x 4 按设计要求，列方程 10 /) ( 1 ) /( ) ( 1.0 ) /( 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 1 = + + = + + = + + x x x x x x x x x x x x 用矩阵解线性方程组的方法解出通解，得到 x 1：x 2 ：x 3 ：x 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 测电阻R x 较臂电阻R 是采用四
物理创新设计实验报告_大学物理朱
航海学院 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： 专业：轮机管理 班级：（2）班 实验者：黄玉麟 学号：631218050203 实验日期：2013年10月14日
利用霍尔效应法测量空间的磁场分布 【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，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。 因此，对于一个已知霍尔系数的导体，通过一个已知方向、大小的电流，同时测出该导体两侧的霍尔电势差的方向与大小，就可以得出该导体所处磁场的方向和大小。 2.3实验原理 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场H E 。如图2-1所示的半导体式样，若在X 方向通以电流H I ，在Z 方向加磁场B ，则在Y 方向即试样2-4电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。对图2-1所示的N 型试样，霍尔电场为Y -方向。显然，霍尔电场H E 是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力H eE 与洛伦兹力evB 相等，样品两侧电荷的积累就达到动态平衡，故： H eE evB = （2.3.1） 其中H E 为霍尔电场，v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。
大学设计性物理实验
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。
大学物理实验讲义实验 电表设计与制作
实验4 电表设计与制作 本实验属于设计性实验，请同学们自行查阅资料完成设计性实验报告。 【实验目的】 1． 掌握改装电表的原理和校准电表的方法。 2． 学会设计单量程电表（直流电流表、直流电压表）。 3． 学习用万用表检查电路故障的方法。 【仪器用具】 HG61303型数字直流稳压电源、GDM-8145型数字万用表、滑线变阻器、FBZX21型电阻箱、C31-V 型电压表、C31-A 型电流表、FB715型物理设计性实验装置、可调电阻及导线若干 【实验原理】 1. 将微安表头改装成较大量程的电流表 将微安表头改装成较大量程的电流表时，表头与分流器并联，被测电流的一部分流过分流器，一部分流经表头，由表头直接指示，这样，由表头和分流器组成的整体就可量度较大的电流。最简单的单量程电流表的原理图如图4-1所示，分流器只有一个电阻1R 。为方便计算，图中加入了一附加的可调电阻0R ，使表头G 与0R 串联起来，构成了一量限为g I 、等效内阻为g r '的表头（本实验要 求调节0R 使得k Ω8.10=+='R r r g g ）。如果要将量程为g I 的表头改装成量程为1I 的电流表，分流电阻1R 的计算公式为： g g g I I r I R -'?= 11 （4-1） 如果要将微安表改装成有m 个量程（分别为1I ，2I ，…）的电流表，则分流器中应有m 个电阻，选用分流器中不同阻值的分流电阻，可以得到不同量程的电流档。按照欧姆定律，可计算出各个分流电阻的阻值。 2. 将微安表头改装成电压表 将微安表头改装成电压表时，表头与分压器串联，被测电压的一大部分降落在分压器上，一小部分降落在表头上，这样，由表头和分压器组成的整体就可量度较大的电压。最简单的单量程电压表的原理图如图4-2所示，分压器只有一个电阻2R ，如果要将量程为g I 、等效内阻为g r ' （k Ω8.10=+='R r r g g ）的表头改装成量程为1U 的电压 表，分压电阻2R 的计算公式为： 图4-1 微安表头的扩程方法 图4-2 改装电压表的方法
最新大学物理实验课程设计实验报告.doc
最新大学物理实验课程设计实验报告 大学物理实验（设计性实验） 实验报告 指导老师：王建明 姓名：张国生 学号：XX0233 学院：信息与计算科学学院 班级：05信计2班 重力加速度的测定 一、实验任务 精确测定银川地区的重力加速度 二、实验要求 测量结果的相对不确定度不超过5% 三、物理模型的建立及比较 初步确定有以下六种模型方案： 方法一、用打点计时器测量 所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等. 利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的p点，用米尺测出op的距离为h，其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得
g=2h/t2，将所测代入即可求得g. 方法二、用滴水法测重力加速度 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n 个（n取50—100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为 t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法三、取半径为r的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面 重力加速度的计算公式推导如下： 取液面上任一液元a，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力n.由动力学知： ncosα-mg=0 （1） nsinα＝mω2x （2） 两式相比得tgα=ω2x/g，又tgα=dy/dx， ∴dy=ω2xdx/g， ∴y/x=ω2x/2g. ∴ g=ω2x2/2y. .将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g. 方法四、光电控制计时法 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n 个（n取50—100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为
大学物理实验设计性实验
学物理实验中设计性实验的研究大学物理实验中设计性实验的研究摘要大学物理实验课是理工科学生在大学最先接触和进行科学实验基本训练的一门基础必修课，对于提高学生的综合素质，培养学生的实践能力和提高学生的科研能力具有不可或缺的作用。设计性物理实验是大学物理实验中一种新的创新型教学模式，对于增强学生的创新意识，提高学生的创新能力，具有重要的意义。本文分析了大学物理实验课的地位和作用，以及大学物理实验教学的现状和改革发展趋势，对设计性物理实验的相关问题进行探讨，对设计性物理实验的内涵进行了描述，归纳了设计性物理实验的五个特点，即主体性、探索性、创造性、综合性和趣味性；阐述了设计性物理实验的新教学模式和新教学理念。本文的第三大部分分析了设计性物理实验设计的原则、设计性物理实验开设的必要性、开设设计性物理实验的基本过程、设计性物理实验存在的问题、设计性物理实验的实施进行了探讨。第四部分是介绍设计性物理实验的例子，第五部分是设计和分析的实验项目。最后是对开设设计性物理实验课程的一些的思考和建议。关键词：物理实验教学；设计性物理实验；新教学理念；设计；实施https://www.360docs.net/doc/746829593.html, Designing experiment research in Physics experiment ABSTRACT Physics experiment course is the first contact wi t h science and engineering students in universities and scientific experiments based on the basic training of a required course. For improving the overall quality of students and play an important role in improving students’ practical skills and improve their ability to have an indispensable role in scientific research. Designing physics experiment is a physics experiment in a new and innovative teaching model, to enhance student awareness of innovation, improve their ability to innovate, is of great significance. The article analyses status and effect of physics experiment course, and analyses the present situation and development trend of the physics experiment teaching. Exploring some problems related to the designing physics experiment, describing the content of designing physics experiment. Concluding five characteristics of the designing physics experiment, that is, initiative, exploration, creativity, synthesis, interesting. Describing the teaching mode of and teaching belief. The third part analyses the design principles and the basic process of opening physics experiment and others problems. The fourth and fifth part is the designing example and designing project. Finally are some considerations and suggestions about establishing courses of designing physics experiments. Key Words: Physical experiment teaching, Designing physics experiment, New teaching concept, Design, Implementation https://www.360docs.net/doc/746829593.html, 大学物理实验中设计性实验的研究目录 1 概述................................................................... 1 1.1 大学物理实验的地位和作用............................................ 1 1.2 大学物理实验教学的现状分析 (2) 1.3 我院大学物理实验教学的现状调查 ..................................... 4 1.4 大学物理实验教学的改革发展趋势 ...................................... 6 1.5 开设设计性物理实验的现状分析 ........................................ 7 2 设计性物理实验的相关问题................................................ 9 2.1 设计性物理实验的内涵................................................ 9 2.2 设计性物理实验的特点 (9) 2.3 设计性物理实验的新教学理念......................................... 11 2.4 设计性物理实验的新教学模式 ......................................... 11 2.5 开设设计性物理实验的意义 ........................................... 13 2.6 设计性物理实验开设的过程中教师与学生各自的角色..................... 13 3 设计性物理实验的开设与实施 ............................................. 15 3.1 设计性物理实验设计的原则 . (15) 3.1.1 实验的可行性................................................... 15 3.1.2 实验设计的简化性............................................... 15 3.1.3 实验设计的可操作性 (15) 3.2 设计性物理实验开设的必要性......................................... 15 3.3 计性物理实验存在的问题 ............................................. 17 3.3.1 当前开设设计性实验的困难 (17) 3.3.2 解决问题的办法................................................. 17 3.3.3 设计性实验的经验与不足 ......................................... 18 3.4 设计性物理实验设计的基本过程 (19) 3.5 设计性物理实验的实施 ............................................... 20 4 利用示波器测量电容的设计性物理实验例子介绍 ............................. 22 4.1 实验目的 ........................................................... 22 4.2 实验
大学物理设计实验
大学物理 设计性实验报告单摆法测重力加速度的实验研究 系别：电子信息系 专业班级：通信14班 姓名：乐家松 学号： 03121414 指导教师：
摘 要：实验研究在物理学的发展中起到至关重要的作用，因为他不仅是物理学存在的基础，也是一门学科发展的动力，而同一个物理量又有不同的测量途径和测量方法。论文采用单摆法测重力加速度g 的方法，并对这种测量方法的优势原理，仪器，操作的简便及数据的处理难易程度和误差进行详细分析 关键词：实验研究，g 值，单摆 一，实验任务（目的） （1）研究单摆振动周期和摆长的关系，学会利用单摆法测量当地的重力加速度。 （2）学习掌握电子秒表，米尺，游标卡尺的使用。 （3）学会制图法处理实验数据 （4）考查单摆的系统误差对测量重力加速度的影响。 （5）正确进行数据处理和误差分析。 二，实验要求 由单摆实验周期公式可知，只要测出单摆长和周期，就可以得所在地的重力加速度。本实验要求测量g 有四位有效数字，相对不确定度=《1％（理论计算值相对误差《5％，珠海的加速度=s)。分析实验中要注意哪些量需要精确测量，并设法减小或消除影响精确测量的各种因素。 三，实验方案 1，【实验方法比较】 (1)用落体法：需要比较长的高度h 处自由下落，用秒表计时器计时。但由 于高度打下落时间短不易测量时间等，而且计算误差也大。即不宜采用落体法 （2)斜面法测g:该方法测g 时，由于斜面存在较大的摩擦力且下滑时需要加推力，对于所测的数据具有较大误差且数据不易测量。故不宜采用斜面法测加速度 (3)单摆法：该方法实验操作简单测量的数据少且容易测量，操作仪器比较容易，较易采用方法减少实验误差 ,2，【实验器材】 实验仪器： 单摆装置，电子秒表（s 01.0），游标卡 尺(mm 02.0)，钢卷尺(mm 1)。 3，【实验原理】 用一不可伸长的轻线悬挂一小球如图1，作幅角 θ很小的摆动就构成一个单摆。