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origin在大学物理中的应用

origin在大学物理中的应用
origin在大学物理中的应用

【附录】

Origin在大学物理实验中的应用

认识Origin

由于高级图表绘制和数据分析能力是科学家和工程师必需掌握的,而Origin是当今世界上最著名的科技绘图和数据处理软件之一,与其它科技绘图及数据处理软件相比,Origin 在科技绘图及数据处理方面能满足大部分科技工作者的需要,并且容易掌握,兼容性好,因此成为科技工作者的首选科技绘图及数据处理软件.

目前,在全球有数以万计的公司、大学和研究机构使用OriginLab公司的软件产品进行科技绘图和数据处理.

打开Origin,在菜单View > Toolbars中可以看到许多选项,勾中后可以看到在菜单区出现很多图标,这显示了Origin丰富的操作功能.当然,如果浏览一下各个菜单,可以发现更多的功能.

图1 工具栏显示

1. 输入数据

我们以光敏电阻实验中的《光敏电阻在一定照度下的伏安特性》为例,说明Origin的作图方法,需要说明的是Origin的作图功能十分强大,我们在这里介绍的只是最基本的部分.我们采用的版本是Origin7.5.Origin6.0的操作在有些方面与7.5相差较大,所以我们建议使用7.5的版本.

打开Origin后,在下方出现几个窗口,类似资源管理器的作用.双击“Data1”打开数据表,然后可以输入您作图用的数据.如果先要对直接测量值进行计算,我们强烈建议使用Excel进行数据计算,因为Excel的计算功能比Origin强大,更因为Excel是一个世界通

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用的表格计算软件,了解和使用它非常必要.但在科学作图时用Origin 要方便得多,所以应该把两者结合起来.实际上Origin 本身就有与Excel 链接的功能,但在中文操作系统中有时会出现问题,所以还是分别打开为好.

我们可用copy/paste 命令在Excel/Origin 之间传递数据.可在Excel 中选中要粘贴的数据,直接粘贴到Origin 的数据表中,粘贴的方法与在Excel 中的操作一致. 从实验中得到的数据如表1,粘贴好的画面如图2所示.如数据列不够多,可单击增加列的图标,见图2.为了方便同学们练习,我们把这张数据表放在了网上,是Excel 形式的.这样同学们就不必费神敲击键盘了.网址:pec .sjtu .edu .cn >实验预习系统>基本物理实验>Origin 使用教程.数据表名称是【Origin 作图-光敏电阻的伏安特性】.

表1 光敏电阻在一定照度下的伏安特性

U (V ) I ph (mA )

α = 0° I ph (mA ) α = 30°

I ph (mA ) α = 60° I ph (mA ) α = 90°

2 1.496 1.269 0.699 0.022 4 3.00

3 2.540 1.400 0.045 6 4.528 3.835 2.11

4 0.069 8

6.072 5.146 2.827 0.093

10 7.644 6.467 3.555 0.117 12 9.130 7.809 4.290 0.143 14 10.846 9.274 5.027 0.168 16 12.528 10.680 5.782 0.193 18 14.214 12.179 6.550 0.218 20 15.730 13.280 7.178 0.273

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2. 快速作图

用鼠标选中要绘图的数据,在本例中为第3行到第12行的A-E 列.然后再在左下角的图标中选择图的形式,一般我们选的形式,如图3所示.

用鼠标点击该图标后Origin 就转到绘图窗口,给出一张曲线图.如图4所示.显然,这张图还需要编辑. 这张图可分为5个部分,都可以用鼠标进行

操作.用左单击选择目标,用左双击可对选择的目标进行具体的操作.而右单击则可进入常用操

作的选择菜单.下面我们就围绕着这张图来完成我们的作业.我们按图中的标注编号的顺序分别操作.

图4 初步绘制的曲线图

2.1 对坐标轴名称的操作① 左击〈 Y Axis Title 〉,这时出现一个框套住要操作的区域,表示选中.左双击则进入这个框内,可直接在内部输入文字.如果是右击,则出现一个菜单.我们选择〈 Properties… 〉可进入一个文本控制对话框,如图5所示.在这里,可完成对文本的各种操作. 我们在此窗口输入“电流 / mA ”,并把字体设置为“Times New Roman ”,字的尺寸设置为22.这样我们就完成了

图3 选择作图的图形 图5 文本控制对话框

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对Y 坐标轴名的操作.对X 坐标轴名也同样处理.同理,对文字的操作都可用这个对话框完成.

2.2 对图例的操作② 对准字母左击或左按拖动鼠标套住图例,这时图例框四周出现8个方形小黑块,表示整个图例可以移动.我们把它拖到左上方,对准字母双击可进入直接编辑,或右击再选择〈 Properties… 〉进入一个文本控制对话框,则出现与坐标轴名称操作类似的画面.其后的操作也是一样的.我们在这里分别把B-E 改为0°、30°、60°、90°,见图6中左上方.

图6 对坐标轴进行编辑

对准某个图标双击可出现一个绘图参数编辑对话框〈 Plot Details 〉.在这里可对绘图特性进行各种参数的设定.这里分三个级别,第一个是整个绘图板参数设定,第二个是图层参数的设定,第三个是数据参数的设定.前面两个一般不用改变.第三个可以修改线型、标记的形状、大小以及相互关系,使得图形更符合自己的要求.同学们可以进入这里练习一下.注意,这些参数只是与显示有关. 对准某个图标右击和在整个制图框(X-Y 坐标轴套住的区域)内右击的效果是一样的.也会有一个菜单出现,其中也有绘图编辑对话框〈 Plot Details 〉. 2.3 对坐标轴的操作③ 对准Y 坐标(或对Y 坐标轴),这时出现一个有关Y 坐标(或Y 坐标轴)参数编辑的对话框,如图6所示.在图6中标出了对话框的各部分作用.因为可编辑的参数较多,我们只选与物理实验作图有关的介绍,同学们可在此基础上进一步操作.注意,有关坐标的所有操作可以在这里一次完成.

:此栏是对坐标文字特性的编辑.我们需要编辑的参数在右半边.【Display 】为选择数的表示方法,如科学记数法,工程记数法等.【Divide by 】是把坐标除以某个数.再下面3个操作分别是小数点后要显示的位数设置、坐标的前缀、坐标的后缀.只要试着把数值或文字(可以是中文)输入后再按右下方的“应用”按钮立即可以看到结果.这是不是非常的灵活呢? < Scale >:此栏是对坐标轴特性的编辑.一般需要编辑的参数是范围【From 】【To 】,坐标轴刻度形式【Type 】,主标尺增量【Increment 】, 次主标尺增量【Minor 】等.其他可由Origin 自动设定.在本例图中可看到,因为90°的数据较小,所以曲线几乎贴到X 轴上.而0°最大值小于16.所以我们可以把Y 轴的范围定-1到16.另外还有 < Title & Format >、< Grid Lines >等设置,也可以试一下. 在坐标轴对话框的左侧 Selection 栏中选中“Bottom ”,这时对话框的标题就会变为 “X Axis ”.这说明,当前的操作转到对X 轴了,我们同样按我们的要求进行设置就可以了. 这样,一张图就初步完成了.我们还可以在上面加上说明.比如图名、班级、作者等.只要点击图标< T >,在适当位置输入文字即可.文字编辑的方法与对坐标轴名称操作的方法是一样的.做好后选中 “说明”和“图例”,用“左对齐”功能键使两图左对齐.如图7所示.最后的结果见图8. 2.4 对曲线的的操作④ 对曲线的的操作与②类似,就不另外叙述了.

2.5 绘图层特性的编辑⑤ 在这里的操作比较重要,前面我们是在数据表中把数据选中后再选择图例,然后生成了一张图.那种方法虽然快捷,但却不灵活.如果我们已经初步绘好了一张图,现在要增加 / 删除一条曲线呢?或者要对数据重新选择X-Y 轴呢?这时我们就要进入绘图层特性编辑的菜单中了.这里有两个菜单选项是在修改绘图时比较常用的选项,一个是< plot setup … >,这个功能可以用来加入、删除曲线,修改、编辑已存在的曲线与数据表中数据的依存关系,也可以设置线形.如图9所示.另一个是< layer

图7 对齐部件位置

.顾名思义,显然,它是用来在一张绘图层中加入 / 删除曲线的.

3.输出

我们可以把它输出成为某种格式的图形文件,以备其他程序调用.打开【File】菜单,点击“Export Page ..”.再在【保存类型】下拉菜单中选择图形格式.对于“word”程序,我们最好选用对“word”程序的兼容性好“EMF”格式.

4. 进一步修饰

拿我们图8与书中常见的插图形式比较,总会觉得差点什么.对了,原来是右边和上边缺少了边框,可能还缺少若干标尺线.这些都可以在对坐标轴的操作中搞定.再次打开Y坐标轴编辑对话框,选中< Title & Format > 栏如图10所示.对主次标尺线选择“In”,再选择轴的位置为“Top”,在“Show Axis & Tick”方框中打钩,再次选主次标尺线为“In”.对“Right”、“Bottom”也同样处理.如果在图中要显示标尺线,可在 栏中编辑.最后效果如图11所示.

5. 显示两个相关的曲线

有时要在同一自变量中显示两条不同应变量的曲线,比如不同电压下光敏电阻的功率.这时必须在另一绘图层(layer)上作图,对于这一特性的理解是很重要的.在计算机的绘图软件中,都毫无例外地应用了

这一概念,正是这一做法使得计算机

的“绘图”功能强大而又灵活.我们

可以把绘图层看成是一张张的透明

纸,操作就在这些透明纸上操作.这

些层面是可以迭在一起的.而我们正

好是在透视它们.

打开菜单【Tools】,选择“Layer”,

在“Add”栏中选中加“右边轴”.如

图12所示.

这时可注意到图的左上角出现数

字“2”.右击它,选中< layer contents … 图12 新增绘图层

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>.在这里,我们给出的Y的数据是电压乘电流,即功率.这个计算可在数据表中右击数据栏选择“Set Colum Values…”操作.我们把相应的4条功率曲线选入layer2的图层中.然后再进入< polt setup … > 中编辑,如图13所示.完成后的结果如图14所示.

13 在新图层中加入数据

6.数据的处理

Origin里也带有数据处理的功能,也可以作统计,如线性回归、多项式拟合等.简单的处理可由Origin完成,但一般这类工作在Excel中作较好.在这里,我们以α=30°和60°两条曲线为例作线性回归,请注意它们的区别.

右击图例中的图标或右击左上角的标号“1”,选中要线性回归的数据,然后在菜单

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【Analysis】中点击“Fit Linear”.Origin就会给出α = 30°的数据的线性回归,并给出了有关统计结果.注意到这根直线并没有过零.这显然不对,曲线应过零.

我们再选择α = 60°的数据操作,这次我们在菜单【Tools】中点击“Linear Fit”,这时跳出一个对话框,我们在“Throught Zero”方框中打钩.再“Fit”,结果请见图15.请同学们自行比较.

7.

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最好能把弯曲部分的数据点屏蔽掉.Origin 提供了这个功能,我们看看如何使用它. 图16是一个非线性元件的伏安曲线,我们要取其直线部分的数据作直线拟合.打开屏蔽工具条,要注意的是,工具条的按钮是状态开关键,按第一次表示进入“mask ”操作状态,这是可以进行“mask ”功能的操作,再按一次表示确认操作并退出.点击< mask rang>按钮,见图17,这时曲线两个端点会出现一对相向竖直的箭头,这表明这时mask 的

范围是整条曲线,同时鼠标也变成了一个方

框.改变范围的方法是用方框套住箭头,按下

鼠标左键拖动到另一个数据点上,如图18所示. 选定后,再点击< mask rang>按钮,这时可以看到被屏蔽的数据点改变颜色.之后就可以进行所需的操作了,如图18所示.要取消屏蔽,则要点击< unmask rang>,连续点击两次,就可以取消屏蔽.其他屏蔽功能的操作方法与此类似,比如屏蔽掉一个坏点等.

8. 模板

费了不少工夫设置好的图的风格是否能够保存下来?Origin 带有模板保存的功能.打开【File 】菜单,选择“Save Template As…”,设置好名称、位置等参数就可把作好的图作为模板存起来.下次遇到类似的作图就直接可以引用了. 同学们在作图中一定会有不少精彩之作,欢迎大家上传到我们实验中心,我们将选出优秀之作展示给大家.同时欢迎大家把作图的心得体会,Origin 的应用技巧等上传到中心.我们整理后供大家参考. 上传的网址是:pec .sjtu .edu .cn> 学习交流>Origin .

图17 屏蔽工具条 1. 左键拖曳确定范围

2. 按下后完成屏蔽

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)、

大学物理实验答案2

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。

大学物理学习心得体会

大学物理学习心得体会 大学物理学习心得体会一:大学物理学习心得体会经过两个学期的物理学习后,我对物理学习有了一定的心得和感受。首先要做好课前准备。北京邮电大学的《大学物理》课程开始于大一下学期,在正式开始物理学习之前,最好能根据老师对课程体系的介绍,以及在高年级同学那里得到的信息,弄清课程特点和必备的基础知识,结合自己对中学物理的学习情况,提前做好充分准备。因为大学物理与高中的物理是紧密相关的,是高中物理知识的扩展和提高,所以适当复习高中的物理概念和公式,以及常用的物理模型是很有必要的。当然,大一上学期的高等数学知识例如积分部分也是需要及时复习的。 然后要有科学的学习方法。每个人都有不同的学习习惯和方法,更有参差不齐的基础知识,要正确认识自身,熟悉周围学习条件和学习环境,根据课程特点,把一天中学习效果最好的时间安排给相应课程的学习。 以我自己为例,本人就对物理这门学科的兴趣还是很浓厚的,高中的时候由于题目类型固定,各种题目做得多,所以能取得相应比较好的成绩。但是到大学,在学习时间没有高中多的情况下,怎样调动自己的学习兴趣,提高单位时间的学习效率是最需要解决的问题。必须做一道题通一类题,这样才能在有限的学习时间内获得最大的学习效果。 再者就是要共同学习。科学家中很少有独立进行科学研究的,他们更多的是在团队中合作工作。向他们那样,如果能与同学或老师经常面对面或通过互联网等形式进行交流,甚至参与老师的科研项目,或者与同学组成学习小组共同学习,那么将会收获更多的知识和乐趣。 我在平时尽量要求自己,争取每节课后提出一个问题。如果没有问题,也可以在老师身边听听其它同学有什么问题。有一些问题可能折射出我们在某个知识点上的欠缺,所以问问题是必要的查漏补缺环节。 另外,经常逛逛物理学习交流论坛,参与问题讨论也是件很有乐趣的事。更要注重课堂学习。课堂学习是学习的主要方式,教师的课堂讲解和示范对于正确理解物理理论有很大帮助,保证课堂学习效果是提高整体学习效率的关键一环。要保证课堂学习效果,就要做好预习、认真听讲、积极思考、跟紧老师思路、理解理论内涵,掌握例题解法、记录课堂笔记,还要把课后复习、完成作业及总结提高与课堂学习相结合。 首先是保证课上的精神状态良好,提前一天预习物理书上的内容。课上认真记录,最好用双色记录法,用红笔标注出重难点,以便在以后的复习过程中可以多加留意。课上听到不太懂的地方或是有疑问的地方,要做好标注比如打个问号什么的,下课及时找老师解决。人的惰性会使我们当天不及时解决的问题留到第二天就忘了。

大学物理创新设计实验报告

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

大学物理实验

一、选择题(每小题3 分,共30分) 1. 以下说法正确的是( ) A. 多次测量可以减小随机误差 B.多次测量可以消除随机误差 C.多次测量可以减小系统误差 D.多次测量可以消除系统误差 2. 用分度值为 0.05 的游标尺测量一物体的长度,下面读数正确的是( ) A. 12.63mm B.12.64mm C. 12.60mm C.12.635mm 3. 牛顿环测曲率半径实验中,观测到的同心干涉圆环的疏密分布是什么( A.均匀分布 C.从内到外逐渐变得密集 4.0.070 的有效数字有( ) A. 1 位 B.2 位 5. 某电流值的测量结果为 I=(30.55±0.05)mA ,则下面关于被测电流的真值 I 0 的哪种理解是正 确的( ) (A ) I 0=30.55mA (B ) I 0=30.50mA 或 I 0=30.60mA (C ) 30.50mA

大学物理实验项目优化及内容拓展论文

大学物理实验项目优化及内容拓展论文 关于《大学物理实验项目优化及内容拓展论文》,是我们特意为大家整理的,希望对大家有所帮助。 摘要:针对目前应用型人才的培养目标,基于现有大学物理实验课程的教学条件和师资水平,对大学物理实验项目、内容进行优化和拓展。构建了基础性必做实验、综合性选做实验和创新性拓展实验三个层次的项目内容的教学模式,并积极引导学生参加各类创新实验竞赛。实践结果表明,新的教学模式能有效地提高学生的自主学习和创新能力。 关键词:大学物理实验;项目优化;内容拓展 近年国内外经济发展形势对人才类型的需求产生了深远的影响,就目前分析,高素质应用型人才的培养是工科院校的首要目标。大学物理实验主要是针对高等学校工科学生开设的一门必修基础课程,该课程对提高学生初步的研究能力和实践学习能力是至关重要的。因此,大学物理实验的教学内容和方式与高素质应用型人才的培养息息相关。我国一般高等院校的多数物理实验项目、内容仍采用老旧的模式,主要偏重对经典验证实验,而对有助于提高应用能力、创新能力,解决实际问题的能力的拓展实验缺少开发,这与当代科学发展的综合性和交叉性趋势是相违背的,也不利于当代所需应用型人才的培养。进行大学物理实验项目优化和内容拓展势在必行[1-3]。针对大学物理实验项目、内容的改革也引起了国内学者的关注[4,5],依据辽宁工业大学(以下简称我校)的实验室设备投入情况和师资条件,抓住我校实施提高大学物理实验教师教学能力和实验设备维修能力,开发设计性、综合性实验项目能力,指导创新、创业项目的能力活动之契机,对大学物理实验项目进行了优化,对内容进行了拓展。通过具体实施、实践,结果表明,新的项目优化与内容拓展的教学模式有效地提高了工科学生应用能力、创新能力和解决实际问题的能力。 一、大学物理实验项目优化 针对我校工科学生的专业特征和应用型人才培养的需要,在现有实验室面积和实验设备数量及实验室教师的师资水平基础上,对本学期开设的实验项目:用复摆测重力加速度、稳态法测量不良导体的导热系数、用双臂电桥测低电阻、用惠斯登电桥测电阻、用模拟法测绘静电场、计算机仿真-热敏电阻的特性研究、热电偶的定标、电子束综合试验仪的使用、电子示波器的使用、光的干涉-平凸透镜曲率半径的测定、迈克尔逊干涉仪、衍射法测量微小长度、用衍射光栅测光波波长、霍尔效应测磁场这14个实验项目进行优化。为了兼顾工科各专业的学科特点和培养目标,通过现有的大学物理实验网上选课系统,将学生所上实验项目分为必做项目和选做项目两大类。必做实验项目为具有代表性的经典实验,必做实验可以使各专业学生对基本的实验知识、实验方法和实验技能得到系统地学习和掌握;而选做实验可以使学生按照自身的专业特点自行分类,发挥自己的专业特长。考虑到知识的全面性,力学、热学、电学和光学实验都不能缺少,故用复摆测重力加速度和稳态法测量不良导体的导热系数保留作为必做实验项目。同为电学实验的用双臂电桥测低电阻和用惠斯登电桥测电阻有较大的相同之处,故保留经典的用惠斯登电桥测电阻作为必做实验项目。电子束综合试验仪的实验有助于学生进一步理解电子示波器的原理,同时电子示波器又是多数工科学生必用的仪器,因此,两个实验都作为必做实验项目。用模拟法测绘静电场和计算机仿真-热敏电阻的特性研究这两个实验同为模拟实验,计算机仿真实验是目前模拟实验的典型,故选计算机仿真-热敏电阻的特性研究作为必做实验。霍尔效应测磁场作为电气、电子类专业学生的选做实验项目会更为合适。光学实验选干涉和衍射的典型实验——光的干涉-平凸透镜曲率半径的测定和用衍射光栅测光波波长作为必做实验,可以达到对光学实验的基本方法和基本

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

大学物理实验报告范例

怀化学院 大学物理实验实验报告系别数学系年级2010专业信息与计算班级10信计3班姓名张三学号**组别1实验日期2011-4-10 实验项目:验证牛顿第二定律

1.气垫导轨的水平调节 可用静态调平法或动态调平法,使汽垫导轨保持水平。静态调平法:将滑块在汽垫上静止释放,调节导轨调平螺钉,使滑块保持不动或稍微左右摆动,而无定向运动,即可认为导轨已调平。 2.练习测量速度。 计时测速仪功能设在“计时2”,让滑块在汽垫上以一定的速度通过两个光电门,练习测量速度。 3.练习测量加速度 计时测速仪功能设在“加速度”,在砝码盘上依次加砝码,拖动滑块在汽垫上作匀加速运动,练习测量加速度。 4.验证牛顿第二定律 (1)验证质量不变时,加速度与合外力成正比。 用电子天平称出滑块质量滑块m ,测速仪功能选“加速度”, 按上图所示放置滑块,并在滑块上加4个砝码(每个砝码及砝码盘质量均为5g),将滑块移至远离滑轮一端,使其从静止开始作匀加速运动,记录通过两个光电门之间的加速度。再将滑块上的4个砝码分四次从滑块上移至砝码盘上,重复上述步骤。 (2)验证合外力不变时,加速度与质量成反比。 计时计数测速仪功能设定在“加速度”档。在砝码盘上放一个砝码(即 g m 102=),测量滑块由静止作匀加速运动时的加速度。再将四个配重块(每个配重 块的质量均为m ′=50g)逐次加在滑块上,分别测量出对应的加速度。 【数据处理】 (数据不必在报告里再抄写一遍,要有主要的处理过程和计算公式,要求用作图法处理的应附坐标纸作图或计算机打印的作图) 1、由数据记录表3,可得到a 与F 的关系如下: 由上图可以看出,a 与F 成线性关系,且直线近似过原点。 上图中直线斜率的倒数表示质量,M=1/=172克,与实际值M=165克的相对误差: %2.4165 165 172=- 可以认为,质量不变时,在误差范围内加速度与合外力成正比。

物理创新设计实验报告 大学物理

浙江海洋学院 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: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:100601108 100601118 实验日期:2011年12月01日

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 100601108 654495 ;B10数学 100601118 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。

【实验报告】大学物理实验课程设计实验报告

大学物理实验课程设计实验报告北方民族大学 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.

大学物理总结

大学物理总结 --1603012022 陈军 物理学学习是一次充满迷茫、艰难探索、循序渐进的长途旅行,对物理概念、物理定律和物理思想的理解要经过反复思索、逐步加深、直到顿悟的漫长过程。学习大学物理,我们从开始就会发现,许多概念和定律在中学都曾学习过,也有了一定的理解,遇到的一些问题也能用中学物理方法解决,这种不断重复、逐步深化的方式本是学习物理学的常用方法。但这种方法易使我们产生轻敌思想,误以为学习大学物理不难,对概念的理解、方法的掌握、物理思想的确立以及物理问题的处理思路习惯于停留在中学水平,忽视了对知识体系和思想体系的深入思考,慢慢地感到学习越来越困难,逐渐失去了对物理课的兴趣,也就不可能有好的学习效果。因此,需要特别提醒的是,我们从开始就要十分重视对大学物理的学习,不仅要投入足够的时间和精力,而且要掌握正确的学习方法。 学习物理关键在于多思考,搞清楚其中的原理。学习物理不是简单的套用公式,进行数字推导;物理知识重要的是要掌握扎实的基础知识。要对基本物理概念、物理规律清楚弄清本质,明白相关概念和规律之间的联系,明白物理公式定理、定律在什么条件下应用,而不能简单地以做习题对基本概念和基本规律的学习和理解,如果概念不清做题不仅费时间费精力,而且遇到的矛盾或困惑就越多.做习题的目的是为了巩固基本知识,从而达到灵活运用。所以上课时是最重要的。这就是我学习大学物理的体会。 与学习任何课程一样,学习大学物理也要牢牢抓住课前预习、课堂听讲、做好笔记、理解例题、课后复习(包括完成作业)和考前复习这几个主要环节。课前预习就是粗略浏览将要学习的内容,目的在于明确课堂上必须重点解决的问题;课堂听讲就是要学习老师引出物理概念的目的、建立物理模型的思路、描述物理现象的方式、演绎物理原理的程序、解释物理定律的思想、分析物理问题的过程、解决物理问题的方法。在课堂上最重要的是学习物理思想和物理方法,同时以提纲的形式记录下老师授课的全过程,重点记录课本上没有的内容和自己觉得重要的东西,以备查阅。讲解例题是课堂教学的重要组成部分,学习例题也是 学会应用理论的开始。教师通过对例题的分析和求解,一方面是要教会学生求解某一类题目的方法,另一方面是要培养学生分析问题的能力,而更为重要的是要加深学生对基本理论的理解、提高应用理论解决实际问题的能力。每个例题都是一个物理模型,物理题实际上已知模型的拓展和变化。如何懂一道题通一类题,剖开题目表面找到问题所在是我们学习的关键。课后复习(包括完成作业)就是所谓的“把书读厚”,既要全面回顾课堂听讲的过程和所学内容,又要凭借记忆和查阅课本,把提纲式课堂笔记补充为详细笔记,并写下自己的思考体会,还要理清知识重点、难点以及解决某类物理问题的步骤和技巧,更要在完成作业的过程中巩固所学知识、解决发现存在的问题。考前复习就是所谓的“把书再读薄”,此时的重点不在于记忆概念、定律和结论,而在于理清课程体系和知识框架、独特的研究方法和思想模式、常见问题的处理流程和技巧、常用的数学知识,当然还要查漏补缺。 当然在大学学习物理不打你有文化课要学习,我们还有大学物理实验要做,这是在加强我们的动手能力,所以在大一下学期开始,每一次实验,我们都要预习,写好预习报告。基本上

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

大学物理实验课程设计实验报告

大学物理实验课程设计实验报告 大学物理实验课程设计实验报告北方民族大学 大学物理实验 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=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

nsinα=mω2x 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. 方法五、用圆锥摆测量

在大学物理课堂中采用类比法教学有利于拓展学生思维能力_王文春_李雪春_郑殊_李淑

在大学物理课堂中采用类比法教学有利于拓展学生思维能力 王文春李雪春郑殊李淑凤 (基础物理国家级实验教学示范中心(大连理工大学),辽宁大连 116024) 摘 要 本文论述了在大学物理课堂教学中采用类比法教学的体会,重点介绍了在大学物理课堂教学中所应用的对称类比和协变类比方法。在大学物理课堂教学中采用类比法 教学收到了很好的效果,一方面可以加深学生对物理概念、内容及定律的理解,另 一方面可以拓宽学生的思维能力,引导学生深入思考物理学中的一些问题,激发学 生学习物理的热情和兴趣,对学生认识和掌握科学知识具有重要意义。通过在课堂 上向学生讲授类比这种科学研究方法,可以使学生掌握类比方法,学会运用类比方 法,充分发挥他们的想象力和创造力,在未来的科学研究中去发现科学问题和积极 探索科学规律。 关键词 对称类比;协变类比;物理教学;创新思维 1 类比法在物理学研究和发展中的地位和作用 所谓类比法,就是指依据两个对象的已知相似性,有可能把一个对象已知的个别知识推移到另一个对象上去,从而获得对后一对象的新知识的逻辑方法。类比法是科学发现的重要途径之一,历史上许多重要的科学结果都是通过该方法得到的,因此,类比法受到科学家、哲学家和革命导师的充分肯定和评价。哲学家康德说:“每当理智缺乏可靠论证的思路时,类比这个方法往往指导我们前进。”人们利用类比法探索了许多未知领域,在提出假设和理论方面有着十分可贵的引导和推动作用,解决了许多物理学中的难题[1],在物理学的研究和发展中起到了重要的作用。下面列举几个物理课教学中讲授的例子。自然界中的正电荷与负电荷除了极性相反之外,其他属性皆相同,这就是所谓对称性。1897年汤姆逊发现了带负电荷的电子,这就引起了人们去思考另一个问题,是否也存在与电子质量相同而电荷相反的电子? 于是从已知的正负电荷相对称的属性,人们断定可能存在正电子,1928年狄拉克从理论上推算出正电子,1931年安德森便在宇宙射线实验中找到了正电子,这一例子所用的方法是对称类比法。另外还有一种形式的对称类比,根据A对象与B对象在总体上对称,推出B对象也可能存在与A对象相似的某些属性。例如,狄拉克在1931年做出了另一个惊人的预言:自然界中存在“磁单极子”,因为电现象与磁现象在总体上是对称的,已知有单极性的电荷,那么,也可能有单极性的磁荷,即可能存在“磁单极子”,这是一种新形式的对称类比,这一预言科学家目前正在试图通过实验获得证实。1901年,普朗克在解释黑体辐射所遇到的困难时,打破常规,第一次提出了物体在辐射和吸收时能量是量子化的假设,为量子力学的建立做出了杰出的贡献。爱因斯坦受普朗克量子化假设的影响,在解释光电效应所遇到的困难时提出了光子的概念,光子概念的提出和能量量子化假设之 收稿日期:2017-07-08 基金项目:教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会教学研究项目(DWJZW20161db)。 作者简介:王文春,博士,教授,博士生导师。近40年来一直从事大学物理基础课教学,对大学物理课教学方法有深刻的理解和认知。作为项目负责人主持省级和校级教改项目多项,两次(第一作者)获得校级教学成果奖三等奖。在《大学物理》和《物理实验》等杂志发表论文10余篇,参加编写《大学物理学》和《大学物理学习指导》等4部著作,wangwenc@https://www.doczj.com/doc/3615169130.html, 通讯作者:李淑凤,sf.lee@https://www.doczj.com/doc/3615169130.html, 引文格式:王文春,李雪春,郑殊,等.在大学物理课堂中采用类比法教学有利于拓展学生思维能力[J].物理与工程,2017,27(Z1):48-50,55.

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、

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