《電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱

1、電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程名稱：電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)課程編號(hào)：總學(xué)時(shí)： 36學(xué)時(shí)適用對(duì)象：物理學(xué)本科專業(yè)一、教學(xué)目的與任務(wù)電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目的在于使學(xué)生加深對(duì)靜電場(chǎng)和靜磁場(chǎng)分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)，掌握電阻、電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)強(qiáng)度的外部測(cè)量方法；熟練使用檢流計(jì)、電流表、伏特表、直流電橋、交流電橋，電位差計(jì)等基本電磁學(xué)儀表。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果要求進(jìn)行正確的分析，找出產(chǎn)生誤差的原因。二、教學(xué)基本要求實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上以電磁學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，適當(dāng)加大綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，教學(xué)中以學(xué)生主動(dòng)操作為主，教師指導(dǎo)為副，應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主觀能動(dòng)性，以鍛煉學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)技能。三、教學(xué)內(nèi)容及要求要求學(xué)生從下列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中選做12個(gè)，共計(jì)

2、 36 學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)一、制流電路與分壓電路實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 解基本儀器的性能和方法。2、 掌握制流與分壓兩種電路的聯(lián)接法方，性能和特點(diǎn)；學(xué)習(xí)和檢查故障的一般方法。3、熟悉電磁學(xué)實(shí)習(xí)的操作規(guī)程和安全知識(shí)。儀器和用具： 毫安表、伏特表、萬用表直流電源、滑線變阻器、電阻箱、開關(guān)、導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、 用萬用表測(cè)劃線變阻器的全阻值。檢查滑動(dòng)端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)端的任固定端的電阻變化是否正常。2、 制流電路特性的研究。3、 分壓電路特性的研究。實(shí)驗(yàn)二 、伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 學(xué)習(xí)由測(cè)量電壓,電流求電阻值的方法(伏安法)及儀表的選擇。2、 學(xué)習(xí)減小伏安法中系統(tǒng)誤差的方法。儀器和用具： 伏特計(jì)、安培計(jì)、檢流計(jì)、

3、滑線變阻器、直流電源待測(cè)電阻、開關(guān)和導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、用內(nèi)接法和外接法測(cè)量二待測(cè)電阻的阻值，要求測(cè)量的不確定度小于5%。2、用補(bǔ)償法測(cè)量。實(shí)驗(yàn)三、伏安法測(cè)二極管特性實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握分壓器和限流器的使用方法。2、熟悉測(cè)量伏安特性的方法。3、了解二極管的正向伏安特性。儀器和用具： 穩(wěn)壓電源、電流表、電壓表、滑線變阻器、可變電阻箱、開關(guān)、待測(cè)二極管。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 測(cè)量二極管的伏安特性。實(shí)驗(yàn)四、靜電場(chǎng)的描繪實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：1、學(xué)習(xí)用模擬法研究電場(chǎng)。2、描繪二種場(chǎng)結(jié)構(gòu)的等勢(shì)線。儀器和用具：靜電場(chǎng)模擬儀、電極、米尺和游標(biāo)尺、開關(guān)和導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、圓柱形電容器中等勢(shì)線分布的模擬測(cè)繪。 2、兩根無限長平行直

4、導(dǎo)線周圍等勢(shì)線分布的模擬測(cè)繪。實(shí)驗(yàn)五、用惠斯通電橋測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1、掌握惠斯通電橋測(cè)電阻的原理。2、學(xué)會(huì)正確使用箱式電橋測(cè)電阻的方法。3、了解提高電橋靈敏度的幾種途徑。儀器和用具： 萬用電表、滑線變阻器、電阻箱、檢流計(jì)、直流電源、待測(cè)電阻、箱式電橋、開關(guān)和導(dǎo)線。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、用電阻箱.檢流計(jì)組成惠斯通電橋測(cè)量電阻器。 2、測(cè)量電橋的相對(duì)靈敏度。 3、使用箱式電橋測(cè)量。實(shí)驗(yàn)六 、半導(dǎo)體熱敏電阻特性的研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、研究熱敏電阻的溫度特性。2、掌握非平衡電橋的原理。3、了解半導(dǎo)體溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)及使用方法。儀器和用具： 直流穩(wěn)壓電源、 電阻箱檢流計(jì)、 熱敏電阻、 溫度計(jì)、 滑線變阻器、 恒溫器

5、或杜瓦瓶、加熱器、微安表。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、熱敏電阻溫度特性的研究。 2、熱敏電阻溫度計(jì)。 3、使用熱敏電阻溫度計(jì)測(cè)量溫度。實(shí)驗(yàn)七 、用電勢(shì)差計(jì)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1、掌握用電視差計(jì)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的原理。 2、測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。儀器和用具 ：電勢(shì)差計(jì)、檢流計(jì)、校準(zhǔn)電阻、電阻箱、劃線變阻器、標(biāo)準(zhǔn)電池、直流電源及待測(cè)干電池。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、電流標(biāo)準(zhǔn)化的調(diào)節(jié)。 2、測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)八、用箱式電勢(shì)差計(jì)校正電表實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解箱式電勢(shì)差計(jì)的結(jié)構(gòu)和原理。2、正確掌握箱式電勢(shì)差計(jì)的使用。3、運(yùn)用箱式電勢(shì)差計(jì)校正電壓表（或電流表）。儀器和用具：箱式電勢(shì)差計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)電池、直流電源、檢流計(jì)

6、、滑線變阻器、電阻箱、待校正電表、開關(guān)和導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、校準(zhǔn)工作電流。2、校正電表。3、測(cè)量電勢(shì)差計(jì)的靈敏度。實(shí)驗(yàn)九 、低電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握用伏安法測(cè)量電阻的方法。2、學(xué)習(xí)雙電橋測(cè)量低電阻的原理和方法。儀器和用具：電阻箱、安培計(jì)、毫伏計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)電阻、檢流計(jì)、螺旋測(cè)微計(jì)、待測(cè)低值電阻、滑線變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、 用伏安法測(cè)量粗銅線上長為L（50cm以上）一段的電阻。2、 用組裝雙電橋測(cè)量上述金屬線的電阻。3、 用箱式雙電橋測(cè)量上述金屬線的電阻。實(shí)驗(yàn)十、 萬用表的整理與定標(biāo)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 掌握萬用表的基本原理和設(shè)計(jì)方法。2、 學(xué)習(xí)萬用表的組裝與定標(biāo)。儀器和用具： 表頭(5

7、0微安或100微安)、直流電壓表、直流電流表、電阻箱、直流電源、交流電源、交流電壓表、插件板、各種電阻、萬用表、導(dǎo)線等。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、 將一微安表頭（測(cè)限為I0）改裝成如下規(guī)格的萬用表。直流電流5mA，50mA。直流電壓5V，50V。交流電壓10V，50V。歐姆 1k，1。2、 校正萬用表（電壓、電流、歐姆各檔位）。實(shí)驗(yàn)十一、 靈敏電流計(jì)特性的研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解靈敏電流計(jì)的工作原理，并觀察在過阻尼、欠阻尼及臨界阻尼下的三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2、掌握測(cè)定電流計(jì)內(nèi)阻和靈敏度的方法。儀器和用具：靈敏電流計(jì)、直流電阻箱、直流電壓表、標(biāo)準(zhǔn)電阻器、直流電源、雙刀雙鄭開關(guān)、單刀開關(guān)、秒表。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、 測(cè)定靈

8、敏電流計(jì)的自由振蕩周期。2、 觀察三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并確定臨界阻尼電阻。3、 測(cè)量靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻和靈敏度。實(shí)驗(yàn)十二、磁場(chǎng)的描繪實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 研究載流線圈軸線上磁場(chǎng)的分布，加深對(duì)畢奧薩伐爾定律的理解。2、 掌握感應(yīng)法測(cè)磁場(chǎng)的原理和方法。3、 考察亥姆霍慈線圈的磁場(chǎng)的均勻 。儀器和用具：音頻信號(hào)發(fā)生器(具有功率輸出)、晶體管萬用表、亥姆霍慈線圈實(shí)驗(yàn)裝置、待測(cè)線圈等。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、 測(cè)量載流圓線圈的磁場(chǎng)沿軸線的分布。2、 圓電流周圍磁力線的描繪。3、 驗(yàn)證磁場(chǎng)的疊加原理。4、 亥姆霍慈線圈中B/B=1%勻強(qiáng)區(qū)的描繪實(shí)驗(yàn)十三、霍耳效應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 觀察霍耳現(xiàn)象。2、 了解應(yīng)用霍耳效應(yīng)測(cè)量磁場(chǎng)的方法。

9、儀器和用具：霍耳效應(yīng)儀（套裝）。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、 確定霍耳元件的導(dǎo)電類型。2、 霍耳系數(shù)RH載流子濃度n，霍耳靈敏度kH的測(cè)量。3、 利用霍耳效應(yīng)測(cè)定茲螺線管軸線上的磁場(chǎng)分布。實(shí)驗(yàn)十四、用沖擊電流計(jì)測(cè)量螺線管內(nèi)軸線上的磁場(chǎng)分布實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 學(xué)習(xí)用沖擊法測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的原理和方法。2、 掌握沖擊電流計(jì)的使用方法。儀器和用具：沖擊電流計(jì)、螺線管、標(biāo)準(zhǔn)互感器、電阻箱、滑線變阻器、直流安培表、直流電源、開關(guān)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、 磁通沖擊常量的測(cè)定。2、 0的確定。3、 測(cè)螺線管內(nèi)軸線上磁場(chǎng)的分布。實(shí)驗(yàn)十五、電子束的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、研究帶電離子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的規(guī)律。2、了解電子束線管的結(jié)構(gòu)和原理。儀器

10、和用具：示波器、毫伏表、電子束線管測(cè)試板、直流電源、安培表、萬用表。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、 研究和驗(yàn)證示波管中電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)的規(guī)律。2、 研究和驗(yàn)證顯象管中磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)十六、電子束的聚焦實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 研究帶電離子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中聚焦的規(guī)律。2、 了解電子束管的結(jié)構(gòu)和原理。3、 掌握測(cè)量電子比荷（又稱荷質(zhì)比）的一種方法。儀器和用具：示波器、電源、實(shí)驗(yàn)板、螺線管用直流電源、直流電流表、高內(nèi)阻高壓量程電壓表。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、 電場(chǎng)聚焦。2、 磁場(chǎng)聚焦和e/m的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)十七 綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)生根據(jù)實(shí)際情況自擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方案，自選實(shí)驗(yàn)儀器，在征得實(shí)驗(yàn)教師同意后獨(dú)立進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)，以鍛煉學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)

11、操作能力和分析問題解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)儀器：學(xué)生自選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：學(xué)生自擬2、擴(kuò)展部分實(shí)驗(yàn)十八 磁致伸縮系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、研究磁致伸縮系數(shù)與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。2、掌握非平衡電橋的原理3、學(xué)習(xí)一種非電量的電測(cè)方法實(shí)驗(yàn)儀器：電阻箱、檢流計(jì)直流電源、直流電流表、滑線變陰器、螺線管、電阻應(yīng)變片、待測(cè)樣品、交流電表、調(diào)壓變壓器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、交流退磁2、電阻應(yīng)變片與磁致伸縮系數(shù)的測(cè)量3、非平衡電橋與的測(cè)量實(shí)驗(yàn)十九 LRC電路的穩(wěn)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、研究交流信號(hào)在LRC串聯(lián)電路中的相頻和幅頻特性2、學(xué)習(xí)使用雙蹤示波器，掌握相位差的測(cè)量方法3、復(fù)習(xí)、鞏固交流電路中的矢量圖解法和復(fù)數(shù)表示法實(shí)驗(yàn)儀器音頻信號(hào)發(fā)生器

12、、雙蹤示波器、RLC實(shí)驗(yàn)儀、電阻箱、標(biāo)準(zhǔn)電感、標(biāo)準(zhǔn)電容箱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、RC串聯(lián)電路幅頻特性測(cè)定2、RC串聯(lián)電路的相頻特性的測(cè)量3、RL串聯(lián)電路的幅頻特性的測(cè)定4、RLC串聯(lián)電路的相頻特性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二十 LRC電路的暫態(tài)過程研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、研究LRC電路的暫態(tài)特性2、加深L、R、C各元件在電路中的作用3、進(jìn)一步熟悉使用示波器實(shí)驗(yàn)儀器：示波器、方波發(fā)生器、RLC實(shí)驗(yàn)儀、標(biāo)準(zhǔn)電感線圈、電容器、無感電阻箱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、RC電路暫態(tài)過程的觀測(cè)2、RL電路暫態(tài)過程的觀測(cè)3、RLC電路暫態(tài)過程的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)二十一 LRC電路諧振特性的研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、研究和測(cè)量LRC串、并聯(lián)電路的幅頻特性。2、掌握幅頻特性的測(cè)量

13、方法。3、進(jìn)一步理解回路Q值的物理意義。實(shí)驗(yàn)儀器音頻信號(hào)發(fā)生器、RLC實(shí)驗(yàn)儀、電阻箱、電感線圈、標(biāo)準(zhǔn)電容箱、交流毫伏表實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、測(cè)量LRC串聯(lián)電路的諧振特性2、分別用電壓諧振法和頻帶寬度法確定Q值3、LR與C并聯(lián)電路的實(shí)驗(yàn)考查4、用最大電壓法測(cè)量LR與C并聯(lián)電路的Q值5、用頻帶寬度法計(jì)算LR與C并聯(lián)電路的Q值實(shí)驗(yàn)二十二 地磁場(chǎng)水平分量測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、學(xué)習(xí)測(cè)量地磁場(chǎng)水平分量的方法2、了解正切電流計(jì)的原理3、學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)誤差的方法實(shí)驗(yàn)儀器：地磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)儀、電阻箱、直流穩(wěn)壓電源實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測(cè)定地磁場(chǎng)的水平分量實(shí)驗(yàn)二十三 用沖擊電流計(jì)測(cè)鐵磁物質(zhì)的磁化曲線實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、學(xué)會(huì)用沖擊電流計(jì)測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度2、

14、掌握測(cè)定磁化曲線的方法實(shí)驗(yàn)儀器：沖擊電流計(jì)、電阻箱、電流表、滑線變阻器、直流電源、調(diào)壓變壓器、待測(cè)磁環(huán)、開關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、調(diào)節(jié)沖擊電流計(jì)的工作狀態(tài)2、對(duì)樣品進(jìn)行退磁3、測(cè)定沖擊常量和磁通靈敏度4、測(cè)量磁化曲線實(shí)驗(yàn)二十四 電子示波器的使用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解示波器的結(jié)構(gòu)和工作原理2、初步掌握通用示波器各個(gè)旋鈕的作用和使用方法3、學(xué)習(xí)利用示波器觀察電信號(hào)的波形，測(cè)量電壓、頻率和相位實(shí)驗(yàn)儀器：通用示波器、音頻信號(hào)發(fā)生器、晶體管毫伏表、數(shù)字頻率計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、觀察波形2、測(cè)量電壓值3、用“掃描速率”測(cè)頻率4、利用利薩如圖形測(cè)頻率5、利用利薩如圖形測(cè)量移相器的相伴差實(shí)驗(yàn)二十五 鐵磁物質(zhì)動(dòng)態(tài)磁滯回線的測(cè)試實(shí)

15、驗(yàn)?zāi)康模?、了解用示波器測(cè)鐵磁物質(zhì)動(dòng)態(tài)磁滯回線的基本原理2、進(jìn)一步了解磁性材料的特性實(shí)驗(yàn)儀器：音頻信號(hào)發(fā)生器、示波器、萬用表、標(biāo)準(zhǔn)互感器、電阻、電容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、退磁2、對(duì)X軸定標(biāo)3、對(duì)Y軸定標(biāo)4、計(jì)算結(jié)果的誤差實(shí)驗(yàn)二十六 交流電橋?qū)嶒?yàn)?zāi)康模?、用交流電橋測(cè)量電感和電容及其損耗2、了解電橋平衡原理，掌握調(diào)節(jié)平衡的方法實(shí)驗(yàn)儀器：電阻箱、晶體管毫伏表、音頻信號(hào)發(fā)生器、標(biāo)準(zhǔn)可變電容箱、標(biāo)準(zhǔn)電感、萬能電橋、待測(cè)電容和待測(cè)線圈實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、用自組電橋測(cè)電容、電感、損耗2、用萬能電橋測(cè)電容、電感、損耗四、學(xué)時(shí)分配和教學(xué)方式學(xué)時(shí)分配：實(shí)驗(yàn)一、制流電路與分壓電路 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)二 、伏安法測(cè)電阻 2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)三、伏

16、安法測(cè)二極管特性 2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)四、靜電場(chǎng)的描繪 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)五、用惠斯通電橋測(cè)電阻 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)六 、半導(dǎo)體熱敏電阻特性的研究 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)七 、用電勢(shì)差計(jì)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)八、用箱式電勢(shì)差計(jì)校正電表 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)九 、低電阻的測(cè)量 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)十、 萬用表的整理與定標(biāo) 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)十一、 靈敏電流計(jì)特性的研究 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)十二、磁場(chǎng)的描繪 4學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)十三、霍耳效應(yīng) 4學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)十四、用沖擊電流計(jì)測(cè)量螺線管內(nèi)軸線上的磁場(chǎng)分布 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)十五、電子束的偏轉(zhuǎn) 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)十六、電子束的聚焦 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)十七 綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 4學(xué)時(shí)2、擴(kuò)展部分實(shí)驗(yàn)十八 磁致伸縮系數(shù)的測(cè)定 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)十九 LRC電路的穩(wěn)態(tài)特性 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)二十 LRC電路的暫態(tài)過程研究 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)二十一 LRC電路諧振特性的研究 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)二十二 地磁場(chǎng)水平分量測(cè)量 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)二十三 用沖擊電流計(jì)測(cè)鐵磁物質(zhì)的磁化曲線 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)二十四 電子示波器的使用3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)二十五 鐵磁物質(zhì)動(dòng)態(tài)磁滯回線的測(cè)試 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)二十六 交流電橋 3學(xué)時(shí)教學(xué)方式：采用分組進(jìn)行，每套儀器學(xué)生人數(shù)1-2人，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和要求，在學(xué)生弄懂實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上再行操作，學(xué)生