大学物理实验教案
(教师用)
基础物理实验中心 2006 年 7 月
大学物理实验教案
教师用
目 录
实验1 长度测量………………………………………………………………………………2 实验2 密度的测量……………………………………………………………………………7 实验3 惠斯通电桥测电阻………………………………………………………………… 11 实验4 转动惯量的测量…………………………………………………………………… 17 实验5 铜电阻和热敏电阻的温度特性…………………………………………………… 21 实验6 冲击法测量磁场…………………………………………………………………… 23 实验8 牛顿环实验………………………………………………………………………… 27 实验9 用分光计测光学玻璃折射率……………………………………………………… 31 实验15 简谐振动的研究……………………………………………………………………33 实验17 透镜焦距的测量……………………………………………………………………37 实验22 拉伸法测金属杨氏模量……………………………………………………………40 实验29 声速的测量…………………………………………………………………………47 实验30 用光电效应测普朗克常量………………………………………………………¨49 实验32 迈克尔逊干涉的调节和使用………………………………………………………52 实验40 伏安法测电阻及电表的选择………………………………………………………54 实验45 固体导热系数的测量………………………………………………………………57 实验47 电饭锅温度控制电路的设计与组装………………………………………………61 实验48 万用表电路的设计与组装…………………………………………………………64 实验49 模拟电子秤…………………………………………………………………………68 实验51 热敏电阻温度计的设计安装和使用………………………………………………71 实验52 磁性液体表观密度的实验研究……………………………………………………75 实验53 磁性液体密封容器泄放压的实验研究……………………………………………78 实验58 黑箱实验……………………………………………………………………………80
1
大学物理实验教案
教师用
实验1 长度测量
——主讲教师:戚 非
教学目标
1.掌握游标卡尺及螺旋测微器的原理,学会正确使用游标卡尺,螺旋测微器; 2.掌握数据记录,等精度测量中不确定度的估算方法和有效数字的基本运算; 3.掌握实验结果的表示法.
教学方法
采用启发式,引导式教学方法
实验仪器
游标卡尺,螺旋测微器,待测物(垫片,圆柱体和钢珠) .
重点及难点
重点: 游标卡尺及螺旋测微器的原理 难点: 读数及注意事项
教学过程设计
一 实验原理介绍 1.游标卡尺 (1)游标卡尺的原理是什么 游标是将主尺的(n-1)分格分成 n 等分(称为 n 分游标).设主度尺上每个等分格的 长度为 y,游标刻度尺上每个等分格的长度为 x,则有 mx=(m-1)y 主刻度尺与游标刻度尺每个分格之差 y-x=y/n 为游标卡尺的最小 读数值,即最小刻度的分度数值.主刻度尺的最小分度是毫米,若 n=10 , 即游标刻度尺上 10 个等分格的总长度和主刻度尺上的 9mm 相等,每个游标分度是 0.9mm,主刻度尺与游标刻度尺每个分度之 差Δx=1-0.9=0.1(mm) (如图 1) ,称作 10 分度游标卡尺;如 n =20 ,则游标卡尺的最小分度为 1/20mm=0.05mm ,称为 20 分度 游标卡尺;本次实验用 50 分度的游标卡尺,其分度数值为 1/50 mm=0.02mm. (2)游标卡尺是怎样读数的 游标卡尺的读数表示的是主刻度尺的 0 线与游标刻度尺的 0 线之间的距离. 读数可
2 0 5 图1 10 2
(1)
3
大学物理实验教案
教师用
分为两部分:首先,从游标刻度上 0 线的位置读出整数部分(毫米位) ;其次,根据游 标刻度尺上与主刻度尺对齐的刻度线读出不足毫米分格的小数部分, 二者相加就是测量 值. (3)使用游标卡尺时应注意什么问题 1)游标卡尺使用前,应该先将游标卡尺的卡口合拢,检查游标尺的 0 线和主刻度 尺的 0 线是否对齐.若对不齐说明卡口有零误差,应记下零点读数,用以修正测量值; 2)推动游标刻度尺时,不要用力过猛,卡住被测物体时松紧应适当,更不能卡住 物体后再移动物体,以防卡口受损; 3)用完后两卡口要留有间隙,然后将游标卡尺放入包装盒内,不能随便放在桌上, 更不能放在潮湿的地方. 2.螺旋测微器 (1)螺旋测微器的原理是什么 螺旋测微器内部螺旋的螺距为 0.5mm ,因此副刻度尺(微分筒)每旋转一周,螺 旋测微器内部的测微螺丝杆和副刻度尺同时前进或后退 0.5mm, 而螺旋测微器内部的测 微螺丝杆套筒每旋转一格,测微螺丝杆沿着轴线方向前进 0.01mm ,0.01mm 即为螺旋 测微器的最小分度数值.在读数时可估计到最小分度的 1/10,即 0.001mm ,故螺旋测 微器又称为千分尺. (2)螺旋测微器是怎样读数的 读数可分两步:首先,观察固定标尺读数准线(即微分筒前沿)所在的位置,可以 从固定标尺上读出整数部分,每格 0.5mm,即可读到半毫米;其次,以固定标尺的刻度 线为读数准线,读出 0.5mm 以下的数值,估计读数到最小分度的 1/10 ,然后两者相加. 使用螺旋测微器时要注意 0 点误差,即当两个测量界面密合时,看一下副刻度尺 0 线和主刻度尺 0 线所对应的位置.经过使用后的螺旋测微器 0 点一般对不齐,而是显示 某一读数,使用时要分清是正误差还是负误差.如果零点误差用δ0 表示,测量待测物 的读数是 d.此时,待测量物体的实际长度为 d' =d-δ0 ,δ0 可正可负. (3)使用螺旋测微器应注意什么问题 1)注意防止读错整圈数; 2)在使用时,当测量面与物体要接触时,应慢慢旋动棘轮,直至听到"喀喀"声 为止,这时可读数; 3)注意防止回程误差,由于螺丝和螺母不可能完全密合,螺旋转动方向改变时它 的接触状态也改变,两次读数将不同,由此产生的误差叫回程误差.为防止此误差,测 量时应向同一方向转动,使十字线和目标对准,若移动十字线超过了目标,就要多退回

下一页