普通物理實(shí)驗(yàn)電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

普通物理實(shí)驗(yàn)電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程代碼：09011060課程名稱：普通物理實(shí)驗(yàn)（電磁學(xué)）/ExperimentsinCollegePhysics（Electromagnetism）課程屬性：必修實(shí)驗(yàn)屬性：獨(dú)立設(shè)課開課學(xué)期：2學(xué)時(shí)：16適用專業(yè)：材料物理學(xué)分：0.5開課部門：理工學(xué)院物理系考核要求：考查課程簡(jiǎn)介：電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)為普通物理實(shí)驗(yàn)學(xué)科基礎(chǔ)課程之二，是物理學(xué)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)、研究基本訓(xùn)練的必修課程，它重在培養(yǎng)學(xué)生具有科學(xué)素養(yǎng)和初步掌握進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的能力，是一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。本課程的主要任務(wù)是，通過課程的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，將有關(guān)電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)基本原理、方法、基本儀器的使用和操作技能以及對(duì)儀器數(shù)據(jù)的初步分析、處理能力傳授給學(xué)生，并培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真、細(xì)致踏實(shí)、一絲不茍，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，克服困難、堅(jiān)忍不拔的工作作風(fēng)，初步形成科學(xué)實(shí)驗(yàn)、研究的能力。具體應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1、培養(yǎng)正確使用基本儀器和裝置測(cè)量的能力。2、加深對(duì)電磁學(xué)理論及物理現(xiàn)象和規(guī)律的認(rèn)識(shí)。3、能較為正確地分析實(shí)驗(yàn)中存在的系統(tǒng)誤差與偶然誤差，能一般計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和作圖，力求掌握使用計(jì)算機(jī)用線性回歸法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及作圖。4、培養(yǎng)學(xué)生的分析問題，解決問題的能力；動(dòng)手動(dòng)腦，理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力；獨(dú)立學(xué)習(xí)思考與相互討論協(xié)作的能力。一、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置及學(xué)時(shí)分配項(xiàng)目編號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)類型開出要求實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0901106001伏安法測(cè)二極管的伏安特性綜合驗(yàn)證性必做20901106002靜電場(chǎng)的描繪綜合驗(yàn)證性必做20901106003用惠斯通電橋測(cè)電阻驗(yàn)證性必做20901106004用箱式電勢(shì)差計(jì)校正電表綜合性選做20901106005低電阻的測(cè)量綜合性必做20901106006靈敏電流計(jì)特性的研究綜合驗(yàn)證性選做40901106007示波器的使用演示驗(yàn)證性必做20901106008磁場(chǎng)的描繪綜合性必做20901106009電表的改裝與較準(zhǔn)驗(yàn)證性必做20901106010鐵磁物質(zhì)動(dòng)態(tài)磁滯回線的測(cè)試驗(yàn)證性選做20901106011制流與分壓電路驗(yàn)證性選做20901106012伏安法測(cè)電阻驗(yàn)證性選做20901106013用電勢(shì)差計(jì)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻綜合性選做20901106014交流電橋驗(yàn)證性必做20901106015LRC電路諧振特性的研究驗(yàn)證性選做20901106016霍爾效應(yīng)驗(yàn)證性選做2二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教學(xué)要求實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1：伏安法測(cè)二極管特性1、教學(xué)內(nèi)容測(cè)量二極管的伏安特性。2、教學(xué)目標(biāo)（1）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。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目2：靜電場(chǎng)的描繪1、教學(xué)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(zhǎng)平行直導(dǎo)線周圍等勢(shì)線分布的模擬測(cè)繪。2、教學(xué)目標(biāo)（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。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目3：用惠斯通電橋測(cè)電阻1、教學(xué)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。2、教學(xué)目標(biāo)（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。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目4：用箱式電勢(shì)差計(jì)校正電表1、教學(xué)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。2、教學(xué)目標(biāo)（1）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）。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目5：低電阻的測(cè)量1、教學(xué)內(nèi)容（1）用伏安法測(cè)量粗銅線上長(zhǎng)為L(zhǎng)（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。2、教學(xué)目標(biāo)（1）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。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目6：靈敏電流計(jì)特性的研究1、教學(xué)內(nèi)容（1）測(cè)定靈敏電流計(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。2、教學(xué)目標(biāo)（1）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。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目7：示波器的使用1、教學(xué)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2、教學(xué)目標(biāo)（1）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)項(xiàng)目8：磁場(chǎng)的描繪1、教學(xué)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2、教學(xué)目標(biāo)（1）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。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目9：電表的改裝與較準(zhǔn)1、教學(xué)內(nèi)容（1）測(cè)定表頭的內(nèi)阻。（2）改裝和校準(zhǔn)電流表。（3）改裝和校準(zhǔn)電壓表。（4）初步定出改裝電流表、電壓表的等級(jí)。2、教學(xué)目標(biāo)（1）學(xué)會(huì)測(cè)定微安表（表頭）的內(nèi)阻（2）熟悉電流表、電壓表的構(gòu)造原理，學(xué)會(huì)改裝電流表、電壓表的基本方法。（3）掌握校準(zhǔn)電流表、電壓表的基本方法。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目10：鐵磁物質(zhì)動(dòng)態(tài)磁滯回線的測(cè)試1、教學(xué)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。2、教學(xué)目標(biāo)（1）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)項(xiàng)目11：制流與分壓電路1、教學(xué)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。2、教學(xué)目標(biāo)（1）了解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)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目12：伏安法測(cè)電阻1、教學(xué)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。2、教學(xué)目標(biāo)（1）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。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目13：用電勢(shì)差計(jì)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1、教學(xué)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。2、教學(xué)目標(biāo)（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)阻實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目14：交流電橋1、教學(xué)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。2、教學(xué)目標(biāo)（1）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)項(xiàng)目15：LRC電路諧振特性的研究1、教學(xué)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2、教學(xué)目標(biāo)（1）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)量方法。（3）進(jìn)一步理解回路Q值的物理意義。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目16：霍耳效應(yīng)1、教學(xué)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。2、教學(xué)目標(biāo)（1）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。三、考核方式及要求考查，要求上課積極做實(shí)驗(yàn)，按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。四、主要儀器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)材料項(xiàng)目編號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱主要儀器設(shè)備及臺(tái)（套）數(shù)實(shí)驗(yàn)材料備注0901106001伏安法測(cè)二極管的伏安特性穩(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0901106002靜電場(chǎng)的描繪靜電場(chǎng)模擬儀、電極、米尺和游標(biāo)尺、開關(guān)和導(dǎo)線0901106003用惠斯通電橋測(cè)電阻萬用電表、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0901106004用箱式電勢(shì)差計(jì)校正電表箱式電勢(shì)差計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)電池、直流電源、檢流計(jì)、滑線變阻器、電阻箱、待校正電表、開關(guān)和導(dǎo)線0901106005低電阻的測(cè)量電阻箱、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0901106006靈敏電流計(jì)特性的研究靈敏電流計(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0901106007示波器的使用通用示波器、音頻信號(hào)發(fā)生器、晶體管毫伏表、數(shù)字頻率計(jì)0901106008磁場(chǎng)的描繪音頻信號(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0901106009電表的改裝與較準(zhǔn)微安表、電流表、電壓表、滑線變阻器、電阻箱、直流電源、導(dǎo)線、開關(guān)0901106010鐵磁物質(zhì)動(dòng)態(tài)磁滯回線的測(cè)試音頻信號(hào)發(fā)生器、示波器、萬用表、標(biāo)準(zhǔn)互感器、電阻、電容0901106011制流與分壓電路毫安表、伏特表、萬用表直流電源、滑線變阻器、電阻箱、開關(guān)、導(dǎo)線0901106012伏安法測(cè)電阻伏特計(jì)、安培計(jì)、檢流計(jì)、滑線變阻器、直流電源待測(cè)電阻、開關(guān)和導(dǎo)線0901106013用電勢(shì)差計(jì)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻電勢(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0901106014交流電橋電阻箱、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