普通物理實驗電磁學實驗教學大綱課程代碼：09011060課程名稱：普通物理實驗（電磁學）/ExperimentsinCollegePhysics（Electromagnetism）課程屬性：必修實驗屬性：獨立設課開課學期：2學時：16適用專業(yè)：材料物理學分：0.5開課部門：理工學院物理系考核要求：考查課程簡介：電磁學實驗為普通物理實驗學科基礎課程之二，是物理學及相關專業(yè)學生進行科學試驗、研究基本訓練的必修課程，它重在培養(yǎng)學生具有科學素養(yǎng)和初步掌握進行科學實驗研究的能力，是一系列科學實驗訓練的重要基礎。本課程的主要任務是，通過課程的學習、實踐，將有關電磁學實驗基本原理、方法、基本儀器的使用和操作技能以及對儀器數(shù)據(jù)的初步分析、處理能力傳授給學生，并培養(yǎng)學生嚴肅認真、細致踏實、一絲不茍，實事求是的科學態(tài)度，克服困難、堅忍不拔的工作作風，初步形成科學實驗、研究的能力。具體應注意以下幾點：1、培養(yǎng)正確使用基本儀器和裝置測量的能力。2、加深對電磁學理論及物理現(xiàn)象和規(guī)律的認識。3、能較為正確地分析實驗中存在的系統(tǒng)誤差與偶然誤差，能一般計算平均值、標準差和作圖，力求掌握使用計算機用線性回歸法處理實驗數(shù)據(jù)及作圖。4、培養(yǎng)學生的分析問題，解決問題的能力；動手動腦，理論與實踐相結合的能力；獨立學習思考與相互討論協(xié)作的能力。一、實驗項目設置及學時分配項目編號實驗項目名稱實驗類型開出要求實驗學時0901106001伏安法測二極管的伏安特性綜合驗證性必做20901106002靜電場的描繪綜合驗證性必做20901106003用惠斯通電橋測電阻驗證性必做20901106004用箱式電勢差計校正電表綜合性選做20901106005低電阻的測量綜合性必做20901106006靈敏電流計特性的研究綜合驗證性選做40901106007示波器的使用演示驗證性必做20901106008磁場的描繪綜合性必做20901106009電表的改裝與較準驗證性必做20901106010鐵磁物質動態(tài)磁滯回線的測試驗證性選做20901106011制流與分壓電路驗證性選做20901106012伏安法測電阻驗證性選做20901106013用電勢差計測量電池的電動勢和內(nèi)阻綜合性選做20901106014交流電橋驗證性必做20901106015LRC電路諧振特性的研究驗證性選做20901106016霍爾效應驗證性選做2二、實驗內(nèi)容及教學要求實驗項目1：伏安法測二極管特性1、教學內(nèi)容測量二極管的伏安特性。2、教學目標（1）掌握分壓器和限流器的使用方法。（2）熟悉測量伏安特性的方法。（3）了解二極管的正向伏安特性。實驗項目2：靜電場的描繪1、教學內(nèi)容（1）圓柱形電容器中等勢線分布的模擬測繪。（2）兩根無限長平行直導線周圍等勢線分布的模擬測繪。2、教學目標（1）學習用模擬法研究電場。（2）描繪二種場結構的等勢線。實驗項目3：用惠斯通電橋測電阻1、教學內(nèi)容（1）用電阻箱.檢流計組成惠斯通電橋測量電阻器。（2）測量電橋的相對靈敏度。（3）使用箱式電橋測量。2、教學目標（1）掌握惠斯通電橋測電阻的原理。（2）學會正確使用箱式電橋測電阻的方法。（3）了解提高電橋靈敏度的幾種途徑。實驗項目4：用箱式電勢差計校正電表1、教學內(nèi)容（1）校準工作電流。（2）校正電表。（3）測量電勢差計的靈敏度。2、教學目標（1）了解箱式電勢差計的結構和原理。（2）正確掌握箱式電勢差計的使用。（3）運用箱式電勢差計校正電壓表（或電流表）。實驗項目5：低電阻的測量1、教學內(nèi)容（1）用伏安法測量粗銅線上長為L（50cm以上）一段的電阻。（2）用組裝雙電橋測量上述金屬線的電阻。（3）用箱式雙電橋測量上述金屬線的電阻。2、教學目標（1）掌握用伏安法測量電阻的方法。（2）學習雙電橋測量低電阻的原理和方法。實驗項目6：靈敏電流計特性的研究1、教學內(nèi)容（1）測定靈敏電流計的自由振蕩周期。（2）觀察三種運動狀態(tài)，并確定臨界阻尼電阻。（3）測量靈敏電流計的內(nèi)阻和靈敏度。2、教學目標（1）了解靈敏電流計的工作原理，并觀察在過阻尼、欠阻尼及臨界阻尼下的三種運動狀態(tài)。（2）掌握測定電流計內(nèi)阻和靈敏度的方法。實驗項目7：示波器的使用1、教學內(nèi)容（1）觀察波形（2）測量電壓值（3）用“掃描速率”測頻率（4）利用利薩如圖形測頻率（5）利用利薩如圖形測量移相器的相伴差2、教學目標（1）了解示波器的結構和工作原理（2）初步掌握通用示波器各個旋鈕的作用和使用方法（3）學習利用示波器觀察電信號的波形，測量電壓、頻率和相位實驗項目8：磁場的描繪1、教學內(nèi)容（1）測量載流圓線圈的磁場沿軸線的分布。（2）圓電流周圍磁力線的描繪。（3）驗證磁場的疊加原理。（4）亥姆霍慈線圈中△B/B=1%勻強區(qū)的描繪2、教學目標（1）研究載流線圈軸線上磁場的分布，加深對畢奧—薩伐爾定律的理解。（2）掌握感應法測磁場的原理和方法。（3）考察亥姆霍慈線圈的磁場的均勻。實驗項目9：電表的改裝與較準1、教學內(nèi)容（1）測定表頭的內(nèi)阻。（2）改裝和校準電流表。（3）改裝和校準電壓表。（4）初步定出改裝電流表、電壓表的等級。2、教學目標（1）學會測定微安表（表頭）的內(nèi)阻（2）熟悉電流表、電壓表的構造原理，學會改裝電流表、電壓表的基本方法。（3）掌握校準電流表、電壓表的基本方法。實驗項目10：鐵磁物質動態(tài)磁滯回線的測試1、教學內(nèi)容（1）退磁。（2）對X軸定標。（3）對Y軸定標。（4）計算結果的誤差。2、教學目標（1）了解用示波器測鐵磁物質動態(tài)磁滯回線的基本原理。（2）進一步了解磁性材料的特性。實驗項目11：制流與分壓電路1、教學內(nèi)容（1）用萬用表測劃線變阻器的全阻值。檢查滑動端移動時，滑動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、教學目標（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；學習和檢查故障的一般方法。（3）熟悉電磁學實習的操作規(guī)程和安全知識。實驗項目12：伏安法測電阻1、教學內(nèi)容（1）用內(nèi)接法和外接法測量二待測電阻的阻值，要求測量的不確定度小于5%。（2）用補償法測量。2、教學目標（1）學習由測量電壓,電流求電阻值的方法(伏安法)及儀表的選擇。（2）學習減小伏安法中系統(tǒng)誤差的方法。實驗項目13：用電勢差計測量電池的電動勢和內(nèi)阻1、教學內(nèi)容（1）電流標準化的調節(jié)。（2）測量電池的電動勢和內(nèi)阻。2、教學目標（1）掌握用電視差計測量電動勢的原理。（2）測量干電池的電動勢和內(nèi)阻實驗項目14：交流電橋1、教學內(nèi)容（1）用自組電橋測電容、電感、損耗。（2）用萬能電橋測電容、電感、損耗。2、教學目標（1）用交流電橋測量電感和電容及其損耗。（2）了解電橋平衡原理，掌握調節(jié)平衡的方法。實驗項目15：LRC電路諧振特性的研究1、教學內(nèi)容（1）測量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)電路的實驗考查（4）用最大電壓法測量LR與C并聯(lián)電路的Q值（5）用頻帶寬度法計算LR與C并聯(lián)電路的Q值2、教學目標（1）研究和測量LRC串、并聯(lián)電路的幅頻特性。（2）掌握幅頻特性的測量方法。（3）進一步理解回路Q值的物理意義。實驗項目16：霍耳效應1、教學內(nèi)容（1）確定霍耳元件的導電類型。（2）霍耳系數(shù)RH載流子濃度n，霍耳靈敏度kH的測量。（3）利用霍耳效應測定茲螺線管軸線上的磁場分布。2、教學目標（1）觀察霍耳現(xiàn)象。（2）了解應用霍耳效應測量磁場的方法。三、考核方式及要求考查，要求上課積極做實驗，按時完成實驗報告。四、主要儀器設備及實驗材料項目編號實驗項目名稱主要儀器設備及臺（套）數(shù)實驗材料備注0901106001伏安法測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、待測二極管0901106002靜電場的描繪靜電場模擬儀、電極、米尺和游標尺、開關和導線0901106003用惠斯通電橋測電阻萬用電表、滑線變阻器、電阻箱、檢流計、直流電源、待測電阻、箱式電橋、開關和導線0901106004用箱式電勢差計校正電表箱式電勢差計、標準電池、直流電源、檢流計、滑線變阻器、電阻箱、待校正電表、開關和導線0901106005低電阻的測量電阻箱、安培計、毫伏計、標準電阻、檢流計、螺旋測微計、待測低值電阻、滑線變阻器、開關和導線0901106006靈敏電流計特性的研究靈敏電流計、直流電阻箱、直流電壓表、標準電阻器、直流電源、雙刀雙鄭開關、單刀開關、秒表0901106007示波器的使用通用示波器、音頻信號發(fā)生器、晶體管毫伏表、數(shù)字頻率計0901106008磁場的描繪音頻信號發(fā)生器(具有功率輸出)、晶體管萬用表、亥姆霍慈線圈實驗裝置、待測線圈等0901106009電表的改裝與較準微安表、電流表、電壓表、滑線變阻器、電阻箱、直流電源、導線、開關0901106010鐵磁物質動態(tài)磁滯回線的測試音頻信號發(fā)生器、示波器、萬用表、標準互感器、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、導線0901106012伏安法測電阻伏特計、安培計、檢流計、滑線變阻器、直流電源待測電阻、開關和導線0901106013用電勢差計測量電池的電動勢和內(nèi)阻電勢差計、檢流計、校準電阻、電阻箱、劃線變阻器、標準電池、直流電源及待測干電池0901106014交流電橋電阻箱、晶體管毫伏表、音頻信號發(fā)生器、標準可變電容箱、標準電感、萬能電橋、待測電容