大学物理实验基础知识

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 →⨯+122。

(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。

大学物理实验复习资料大学物理实验复习资料复习要求1．第一章实验基本知识；2．所做的十二个实验原理、所用的仪器（准确的名称、使用方法、分度值、准确度）、实验操作步骤及其目的、思考题。

第一章练习题（答案）1．指出下列情况导致的误差属于偶然误差还是系统误差？⑴ 读数时视线与刻度尺面不垂直。

——————————该误差属于偶然误差。

⑵ 将待测物体放在米尺的不同位置测得的长度稍有不同。

——该误差属于系统误差。

⑶ 天平平衡时指针的停点重复几次都不同。

——————该误差属于偶然误差。

⑷ 水银温度计毛细管不均匀。

——————该误差属于系统误差。

⑸ 伏安法测电阻实验中，根据欧姆定律R x =U/I ，电流表内接或外接法所测得电阻的阻值与实际值不相等。

———————————————该误差属于系统误差。

2．指出下列各量为几位有效数字，再将各量改取成三位有效数字，并写成标准式。

测量值的尾数舍入规则：四舍六入、五之后非零则入、五之后为零则凑偶⑴ 63.74 cm ——四位有效数字， 6.37×10cm 。

⑵ 1.0850 cm ——五位有效数字， 1.08cm ，⑶ 0.01000 kg ——四位有效数字，1.00 ×10－2kg ，⑷ 0.86249m ——五位有效数字，8.62 ×10－1m ，⑸ 1.0000 kg ——五位有效数字， 1.00kg ，⑹ 2575.0 g ——五位有效数字，2.58×103g ，⑺ 102.6 s ；——四位有效数字，1.03 ×102s ，⑻ 0.2020 s ——四位有效数字，2.02 ×10－1s ，⑼ 1.530×10－3 m. ——四位有效数字，1.53 ×10－3m⑽ 15.35℃ ——四位有效数字，1.54×10℃3．实验结果表示⑴ 精密天平称一物体质量，共称五次，测量数据分别为：3.6127g ，3.6122g ，3.6121g ，3.6120g ，3.6125g ，试求① 计算其算术平均值、算术平均误差和相对误差并写出测量结果。

大学物理知识点的总结一、理论基础力学1、运动学参照系。

质点运动的位移和路程，速度，加速度。

相对速度。

矢量和标量。

矢量的合成和分解。

匀速及匀速直线运动及其图象。

运动的合成。

抛体运动。

圆周运动。

刚体的平动和绕定轴的转动。

2、牛顿运动定律力学中常见的几种力牛顿第一、二、三运动定律。

惯性参照系的概念。

摩擦力。

弹性力。

胡克定律。

万有引力定律。

均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式（不要求导出）。

开普勒定律。

行星和人造卫星的运动。

3、物体的平衡共点力作用下物体的平衡。

力矩。

刚体的平衡。

重心。

物体平衡的种类。

4、动量冲量。

动量。

动量定理。

动量守恒定律。

反冲运动及火箭。

5、机械能功和功率。

动能和动能定理。

重力势能。

引力势能。

质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式（不要求导出）。

弹簧的弹性势能。

功能原理。

机械能守恒定律。

碰撞。

6、流体静力学静止流体中的压强。

浮力。

7、振动简揩振动。

振幅。

频率和周期。

位相。

振动的图象。

参考圆。

振动的速度和加速度。

由动力学方程确定简谐振动的频率。

阻尼振动。

受迫振动和共振（定性了解）。

8、波和声横波和纵波。

波长、频率和波速的关系。

波的图象。

波的干涉和衍射（定性）。

声波。

声音的响度、音调和音品。

声音的共鸣。

乐音和噪声。

热学1、分子动理论原子和分子的量级。

分子的热运动。

布朗运动。

温度的微观意义。

分子力。

分子的动能和分子间的势能。

物体的内能。

2、热力学第一定律热力学第一定律。

3、气体的性质热力学温标。

理想气体状态方程。

普适气体恒量。

理想气体状态方程的微观解释（定性）。

理想气体的内能。

理想气体的等容、等压、等温和绝热过程（不要求用微积分运算）。

4、液体的性质流体分子运动的特点。

表面张力系数。

浸润现象和毛细现象（定性）。

5、固体的性质晶体和非晶体。

空间点阵。

固体分子运动的特点。

6、物态变化熔解和凝固。

熔点。

熔解热。

蒸发和凝结。

饱和汽压。

沸腾和沸点。

汽化热。

临界温度。

固体的升华。

空气的湿度和湿度计。

露点。

大学物理光学实验基本常识和知识一.基本常识1.所有光学透镜（透镜、平面镜、棱镜、光栅、波片、偏振器、分光镜等）的透光面不能用手触摸，需要清洗时必须使用专用透镜纸。

2.用于固定透镜的支架上的固定螺钉和调整螺钉应轻微扭曲。

3.白炽灯是复色光源（白光－由红、澄、黄、绿、青、蓝、紫色光混合而成）；汞灯是由部分线状谱的光混合成的复色光源；钠灯是准单色光源（有两条非常相近的波长），可以用于干涉实验的光源，只是光强较弱不方便观测；激光是单色光源（一种波长），是用于干涉实验的光源。

4.对于实验中使用的光学仪器，在进行实验之前，首先了解调节功能、各部分的功能和调节范围，以及秤的读数方法。

二、基本知识1.光学实验仪器（如：分光计、迈克尔逊干涉仪、读数显微镜、棱镜摄谱仪），可以用来做多种测试实验。

分光计可以用于三棱镜的顶角角度测量，某一波长的色散及色散曲线（n-λ曲线）测量，光栅衍射及光谱观测，某透明体的折射率测量。

实验用光源有汞灯、钠灯或激光器。

迈克尔逊干涉仪可以用于未知激光波长的实验测量，微位移的测量，当用平行光入射时，还可以进行面形、面形变、气体折射率或温度场的实验观测。

读数显微镜以钠灯为光源可以进行微小尺寸、球面半径的测量，还可以进行固体热胀系数、液体折射率等的测量。

棱镜摄谱仪可为了捕捉各种光源（多色光）的光谱，还可以测量线性光的波长。

2.在光具座上可进行的光学实验有：薄透镜的焦距测定，典型光学系统（显微镜、望远镜）的设计，偏振现象的观测，双棱镜的干涉、激光或钠光灯的波长测量等。

3.可以在光学平台上进行各种光学实验。

除了上述光学实验外，还可以进行许多设计和研究实验、全息干涉测量或全息图实验。

4.全息照相分为两个步骤：全息记录和再现。

从物理角度说，全息记录是两束光（物光和参考光）的干涉图样的拍摄和冲洗；全息再现是通过干涉图片产生的衍射图像。

5.对于所有干扰实验，防震是最重要的要求。

其次，根据光的时间相干性，用于干涉的两个激光束（或钠光）只能与一个光源（振幅或波面）分离，两个光束之间的光程差不能太大。

大学物理学实验(讲稿)（力、热、光、电）**: ***授课时间:所在院系: 物理与电子信息学院预备知识：不确定度的概念：不确定度是由于测量误差的存在而造成对被测量值不能确定的程度。

因此，我们应将测量中的不可靠量值叫误差，导致测量结果的不可靠量值叫不确定度。

一、 直接测量量的不确定度计算：A 类不确定度：（随机误差）)1()(2--=∑N N x xu iA （通用式）B 类不确定度：（未定系统误差）3仪∆=B u （p=0.683） （通用式）总不确定度：22B A u u u +=（通用式）仪∆获得的三个途径：（1）由仪器或说明书给出（指以前称为仪器误差）。

（2）由仪器的准确度等级给出：100量程）（等级仪⨯=∆（3）估计连续读数的仪器：分度值仪21=∆；非连续读数的仪器：分度值仪=∆； 数子式仪器：仪∆取末位数字的21±±或。

单次测量的不确定度计算：由于00)(==-A i u x x 故，3仪∆==B u u二、 间接测量量的不确定度计算：设：...),,(z y x f N = 传递公式：...)()()(222222+∂∂+∂∂+∂∂=z y x N u zf u y f u x f u 例如：园柱体的密度公式为h d m v m 24πρ==则222)()2()()(hu d u m u u h d m ++=ρρ ρρρρ⨯=)()(u u （单位）式中：—待测物体的直径。

—d —待测物体的高度。

—h —待测物体的质量。

—m三、 测量结果表示：3)18.091.8()(cm g u ±=±=ρρρ （第一位为1时可多取1位）3)05.080.7()(cm gu ±=±=ρρρ （测量值不足两位补零与不确定度位数对齐）实验一 单摆一、实验目的1、用单摆测定本地的重力加速度；2、掌握用作图法验证理论公式；3、了解测量中主要误差来源及处理方法。

物理实验基础知识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。

本学期实验知识重点液体粘度的测定液体表面张力旋转液体表面特性误差理论，长度测量与数据处理示波器的原理与应用气垫摆测转动惯量耦合摆实验拉伸法集成霍耳开关传感器与简谐振动惠斯通电桥测电阻伏安法测电阻电位差计的使用电表的改装与校验等厚干涉现象与应用导热系数的测定自组望远镜与显微镜液体粘度的测定1、液体粘滞力的特点，它的数值大小与哪些量有关，方向如何。

2、粘度系数的单位，与温度的关系。

3、小球在油中匀速下落，受几个力作用，落球法测粘度系数的原理。

4、如何知道水平叉丝与镜筒的运动方向平行，如不平行应如何调节。

5、读数显微镜的工作原理是什么，它与螺旋测微器相比有何特点。

6、如何保证小球下落能将激光线挡住进行测量时间，如何调节。

7、推导出一级和二级粘度系数的表达式，与理想情况相比有什么差别。

8、推导合成不确定度公式，在测量数据中任取一次进行误差计算。

液体表面张力1、总体要求：了解位移力敏传感器的工作原理，学习对力敏传感器进行定标及用脱拉法测量液体表面张力系数的方法。

2、为何要读出液膜断裂瞬间的电压示数？3、开始对霍尔传感器进行定标为什么要对仪器进行调零？调零的步骤是什么？各是什么原理？4、想一想金属圆环的厚度对实验误差的影响，影响来自于什么原因？圆环的厚度越大对实验所得的液体表面张力示数的影响误差是增大了还是减少了？液膜断裂时悬挂在环上液体的多少将会影响实验结果。

5、若金属圆环底部不严格水平----不严格平行于液面，会对实验结果带来什么样的误差？这样实际的环与液体接触实际上偏大。

6、想一想温度对液体表面张力系数的影响，温度升高了，系数应当偏大了还是偏小了？具体的原因是什么？液体表面张力系数与温度呈负相关，且近似为线性关系，即温度越高，表面张力系数越小。

具体的原因是界面上的分子能量增大，更易于摆脱液体表面张力的束缚。

7、浓度的影响：在纯液体中加入杂质时,体系的表面张力会发生相应的变化。

根据试验,稀溶液的表面张力和浓度的关系大致可分为3 类: 第一类的特征是浓度增加时,溶液的表面张力随之下降,大多数非离子型的有机物如短链脂肪酸、醇、醛类的水溶液都有此行为。