《大学物理实验B》教学大纲

Experiments in College Physics B

课程编码：17A00400 课程类别：专业基础课（必修课） 学分：1

计划学时：32 课程属性：实验

适用专业：理工科非物理专业

推荐教材：

张海鹍，邵明辉，崔晓军，大学物理实验，高等教育出版社，2015年8月

参考资料：

1.张映辉，大学物理实验，机械工业出版社，2010年1月

2.赵黎，大学物理实验，复旦大学出版社，2012年8月

课程的教学目的与任务

本课程是为非物理专业理工科学生独立设置的一门实验课。通过本课程的学习，应使学生掌握物理实验中有关误差与数据处理的基本知识，掌握各类物理量的基本测量原理与基本测量方法，培养学生分析问题、解决问题的能力。该实验课程以基本实验为主以及少部分综合实验，要求学生根据课堂讲解及操作示范能够独立或合作完成仪器操作和实验测量，独立完成实验数据处理并书写合格的实验报告，从而掌握实验的完整流程。

课程的基本要求

需要学生有一定的大学物理和数学知识，前期需要修过大学物理理论课程。要求学生做实验前做好预习，熟悉实验的原理、所用仪器结构和基本操作步骤，预习内容需要手写到实验报告模板纸质版上，上课前交给指导老师检查，做实验过程中要求学生实验操作相互协作，数据独立测量、分析，实验结果上交给指导老师检查，待指导老师认可实验结果并签字，整理仪器与实验室卫生后方可离开实验室，实验结束后一周内将实验数据处理、分析结果整理完毕，然后把整份实验报告上交给指导老师。

教学内容、方式及过程安排

绪论 建议学时：2

[教学目的与要求]

1、掌握大学物理实验课的目的、任务、基本要求、上课基本程序；

2、掌握误差、不确定度概念；测量结果的评价、实验数据的处理方法；

[教 学 方 式]自学与讲授法相结合。

[场所及条件要求]教室，满足理论课授课条件。

[作 业 要 求]

1.大学物理实验课的目的、任务、基本要求、上课基本程序、注意事项；

2.误差、不确定度概念；测量结果的评价、实验数据的处理方法。

[注 意 事 项]提前预习，按时上课。

实验1：分光计的调整及棱镜色散关系研究 建议学时：5

[教学目的与要求]

1、了解分光计的基本构造；学会分光计的调整；

2、掌握分光计刻度盘的读数方法；

3、掌握最小偏向角法测棱镜折射率的实验方法；

4、研究棱镜的折射率与入射光波长之间的关系。

[教 学 方 式]实验操作与讲授法相结合。

[场所及条件要求]第七教学楼大学物理实验室，满足实验开展条件。

[作 业 要 求]

1.分光计的组成结构、平行光管的内部结构、望远镜调节原理、载物台关于俯仰和防侧倾的调节方法、载物台或反射镜与望远镜的共轴调节、平行光管和望远镜的共轴调节等；

2.三棱镜顶角的两种测量方法和实验原理；

3.最小偏向角测量方法和实验原理。

[注 意 事 项]提前预习，按时上课。

实验2：基本力学量测量 建议学时：2.5

[教学目的与要求]

1、掌握直尺、螺旋测微器、游标卡尺、读数显微镜长度的测量原理与使用方法；

2、质量、时间的基本测量。

[教 学 方 式]实验操作与讲授法相结合。

[场所及条件要求]第七教学楼大学物理实验室，满足实验开展条件。

[作 业 要 求]

1.螺旋测微器、游标卡尺、读数显微镜工作原理和方法；

[注 意 事 项]提前预习，按时上课。

实验3：二踪示波器的使用 建议学时：5

[教学目的与要求]

1、了解示波器的基本组成和工作原理。学会使用二踪示波器和函数信号发生器。

2、掌握二踪示波器各旋钮的功能，掌握利用示波器观察波形及测量电压信号电压、周期及频率的方法；

3、理解二踪示波器的X-Y功能，能利用示波器合成李萨如图形。

4、掌握利用李萨如图形比较两个正弦信号频率和测定某一未知信号频率的实验方法。

[教 学 方 式]实验操作与讲授法相结合。

[场所及条件要求]第七教学楼大学物理实验室，满足实验开展条件。

[作 业 要 求]

1.示波器的基本组成和工作原理；

2.二踪示波器的X-Y功能；

3.李萨如图形。

[注 意 事 项]提前预习，按时上课。

实验4：声速的测定 建议学时：2.5

[教学目的与要求]

1、掌握声速测定的基本原理与方法。

（1）了解超声波产生的机理，压电换能器的工作原理。

（2）理解共振干涉法和相位比较法的理论原理，能测量声速测定仪的共振频率。

（3）掌握共振干涉法和相位比较法测量声速的方法。

（4）掌握根据实验数据用逐差法求声波波长的计算方法。

2、会用时差法测量固体中的声速。

[教 学 方 式]实验操作与讲授法相结合。

[场所及条件要求]第七教学楼大学物理实验室，满足实验开展条件。

[作 业 要 求]

1.超声波产生的机理，压电换能器的工作原理；

2.共振干涉法和相位比较法的理论原理；

3.实验数据用逐差法求声波波长的计算方法。

[注 意 事 项]提前预习，按时上课。

实验5：模拟法描绘静电场 建议学时：2.5

[教学目的与要求]

1、掌握模拟法描绘静电场的原理。

2、掌握静电场实验仪的使用方法。

3、测量同轴电缆电极、平行导线电极、聚焦电场电极的静电场。

4、学会静电场图像的绘制及其与电场强度、电势的关系。

[教 学 方 式]实验操作与讲授法相结合。

[场所及条件要求]第七教学楼大学物理实验室，满足实验开展条件。

[作 业 要 求]

1.模拟法描绘静电场的原理；

2.静电场实验仪的使用方法；

3.同轴电缆电极、平行导线电极、聚焦电场电极的静电场。

[注 意 事 项]提前预习，按时上课。

实验6：电表的组装与校准 建议学时：2.5

[教学目的与要求]

1、了解组装电流表、电压表的原理；

2、学会测量表头的内阻；

3、学会组装电流表、电压表及用标准表进行校准和定级。

[教 学 方 式]实验操作与讲授法相结合。

[场所及条件要求]第七教学楼大学物理实验室，满足实验开展条件。

[作 业 要 求]

1.组装电流表、电压表的原理；

2.测量表头的内阻；

3.组装电流表、电压表。

[注 意 事 项]提前预习，按时上课。

实验7：拉伸法测杨氏模量 建议学时：2.5

[教学目的与要求]

1、理解杨氏模量的物理意义。

2、掌握用拉伸法测量金属丝杨氏模量的方法。

3、掌握光杠杆测量微小长度的原理和方法以及望远镜的调节方法。

4、学会用逐差法处理数据。

[教 学 方 式]实验操作与讲授法相结合。

[场所及条件要求]第七教学楼大学物理实验室，满足实验开展条件。

[作 业 要 求]

1.杨氏模量的物理意义；

2.拉伸法测量金属丝杨氏模量的方法；

3.光杠杆测量微小长度的原理和方法以及望远镜的调节方法。

[注 意 事 项]提前预习，按时上课。

实验8：动力学法测杨氏模量 建议学时：2.5

[教学目的与要求]

1、了解动态法测量杨氏模量的原理。

2、学会动态法测量仪的调节与使用。

3、测量给定材料的杨氏模量。

[教 学 方 式]实验操作与讲授法相结合。

[场所及条件要求]第七教学楼大学物理实验室，满足实验开展条件。

[作 业 要 求]

1.动态法测量杨氏模量的原理；

2.动态法测量仪的调节与使用；

[注 意 事 项]提前预习，按时上课。

实验9：动力学综合实验 建议学时：2.5

[教学目的与要求]

1、学习测定平均速度、瞬时速度、加速度、重力加速度。

2、学会用外延法处理数据。

3、动量守恒定理验证。

[教 学 方 式]实验操作与讲授法相结合。

[场所及条件要求]第七教学楼大学物理实验室，满足实验开展条件。

[作 业 要 求]

1．平均速度、瞬时速度、加速度、重力加速度概念。

2．外延法处理数据。

3．动量守恒定理。

[注 意 事 项]提前预习，按时上课。

实验10：霍尔效应实验 建议学时：2.5

[教学目的与要求]

1、了解霍尔元件产生霍尔效应的基本原理；

2、学习用对称测量法消除副效应的影响；

3、学习霍尔电压大小和极性的影响因素。

[教 学 方 式]实验操作与讲授法相结合。

[场所及条件要求]第七教学楼大学物理实验室，满足实验开展条件。

[作 业 要 求]

1.霍尔效应的基本概念；

2.霍尔电压大小和极性的影响因素；

[注 意 事 项]提前预习，按时上课。

成绩考核与评定

考核方式：该课程最终成绩由平时成绩和期末笔试成绩组成，平时成绩占总成绩的60%，期末笔试考试占总成绩的40%。平时成绩主要指实验报告成绩，由2部分组成，各为50分，一部分为预习+实验操作部分，另一部分为数据处理部分。

撰稿人：崔晓军 审核人：邵明辉