大学物理实验（甲）1
课程英文名称：Experiments in College Physics
开课学院：理学院开课实验室：物理实验中心
课程名称：大学物理实验（甲）1 课程编号：A0701491
总学时：40 学分：2.5
面向专业：全校理工科专业
一、课程的任务、性质与目的
（一）本实验课的任务：
1．通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习物理实验知识，加深对物理学原理的理解。
2．培养和提高学生的科学素养，使其形成理论联系实际和实事求是的科学作风，严肃认真的工作态度，主动研究的探索精神和遵守纪律，爱护公共财产的优良品德。
（二）本实验课的性质与目的
物理学是一门实验科学，物理规律的发现及其理论的建立，都必须以严格的物理实验为基础，并受到实验的检验。物理实验课在高素质的工程技术人才培养中具有十分重要的作用。其目的是通过实验知识、实验方法的教学和实验技能的训练，能使学生了解科学实验的全过程，为今后的学习和工作奠定良好的实验基础。同时把理论与实际、方法与技能结合起来，促使学生既动手又动脑，在实践中学习，培养创新精神和科学实验能力。
二、基本原理
物理实验是在理论思想指导下为达到某项目标而进行的实验，物理实验的语言是数据，实验的成功与失败必须用测量数据来说明。要求掌握测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的能力，熟悉物理实验中基本的实验方法，能够进行常用物理量的一般测量，常用实验装置的调整与基本的操作技术，了解常用仪器的性能，并学会使用方法。
三、实验方式与基本要求
（一）实验方式：
1．每人一组，独立进行实验。为使学生有充足的时间进行实验和分析思考，每次安排3学时。
2．全面实行开放式实验教学，增加学生选择实验项目和实验时间的自主性。
3．大纲列出65个实验项目，分必做与选做两类。在选择实验项目和内容时，应注意加强基本技能的训练，同时，在内容安排上要有一定的广度。
以综合性实验项目为主体，以利于提高学生的综合性实验能力；开设一定数量的设计性实验，使学生在实验方法的考虑、测量仪器的选择、测量条件的确定等方面受到良好的训练。
（二）基本要求：
1．自行完成实验预习，独立进行实验，撰写规范的实验报告。
2．掌握常用实验装置的调整与基本的操作技术。例如：零位校准；水平及铅直调整；光路的同轴等高调整；视差的消除；逐次逼近调节；正确连接电路等。
3．熟悉物理实验中基本的实验方法，例如：比较法、转换测量法、模拟法、补偿法和干涉法等。
4．能够进行常用物理量的一般测量。例如：长度、质量、时间、力、温度、电流强度、电压、电阻、磁感应强度、折射率等。
5．了解常用仪器的性能，并学会使用方法。例如：测长仪器、计时仪器、测温仪器、直流电桥、电位差计、通用示波器、信号发生器、分光计等。
6．掌握测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的能力。其中包括下列内容：测量误差的基本概念；直接测量结果的误差表示；间接测量的误差计算；处理实验数据的一些重要方法，例如列表法、作图法和最小二乘法等。
四、实验项目的设置与内容提要
序 号 | 实验项目 | 实 验 时 数 | 每 组 人 数 | 类别 | 实验性质 | 内容提要 | ||||
必做 | 选 做 | 验证 | 设 计 | 综 合 | 演 示 | |||||
1 | 绪论 | 3 | √ | 误差知识，数据处理，实验方法和实验仪器的介绍 | ||||||
2 | 密度的测定 | 3 | 1 | √ | √ | 掌握游标卡尺、螺旋测微计、天平的使用，学会测量物体的密度，练习实验数据的处理方法 | ||||
3 | 转动惯量的测量 | 3 | 1 | √ | √ | 学用扭摆法测转动惯量，掌握数据处理及误差计算的基本方法 | ||||
4 | 测液体表面张力系数 | 3 | 1 | √ | √ | 学会仪器调整，测量弹簧的倔强系数，测液体表面张力系数 | ||||
5 | 导热系数的测定 | √ | √ | 掌握热电偶测温原理，学习用稳态法测量材料的导热系数 | ||||||
6 | 空气比热容比的测定 | √ | √ | 测定空气的定压比热容与定容比热容之比 | ||||||
7 | 惠斯登电桥实验 | 3 | 1 | √ | √ | 学习电桥中的桥式测量法，掌握检流计等精密电学仪器的使用，必做内容为直流电桥测量电阻R并正确计算误差。选做内容为直流电桥的优化测量和交流电桥测阻抗 | ||||
8 | 静电场的描绘 | 3 | 1 | √ | √ | 用模拟法描绘静电场的分布 | ||||
9 | 硅光电池特性的研究 | 4.5 | 1 | √ | √ | 了解硅光电池的主要参数和基本特性，学习使用硅光电池探测的实验方法及应用原理 | ||||
10 | 示波器原理及使用 | 3 | 1 | √ | √ | 了解示波器工作的物理原理，熟悉其使用方法，用示波器检测波形，测量频率 | ||||
11 | 光伏效应实验 | 3 | 1 | √ | √ | 了解硅光电池的主要参数和基本特性，学习使用硅光电池探测的实验方法及应用原理 | ||||
12 | 电位差计原理与应用 | 3 | 1 | √ | √ | 掌握补偿法的原理，测量电池的电动势及内阻 | ||||
13 | 分光计的调节与使用 | 3 | 1 | √ | √ | 分光计的调整及利用最小偏向角测量三棱镜的折射率 | ||||
14 | 霍尔效应及应用 | 3 | 1 | √ | √ | 掌握霍尔效应的物理本质，学习各种副效应的消除方法，精确测定螺线管磁场 | ||||
15 | 螺线管磁场测量实验 | 3 | 1 | √ | √ | 用霍尔传感器测量长螺线管中的磁场 | ||||
16 | 电子荷质比测量 | 3 | 1 | √ | √ | 根据电子在电磁场中的运动行为，测定其电荷值与其质量之比 | ||||
17 | 伏安法测非线性电阻 | 3 | 1 | √ | √ | 设计实验方案，测量非线性电阻的伏-安特性。 | ||||
五、学时分配
总学时：40
六、考核方式与评分办法
物理实验为考试课程。期末总成绩由平时成绩和期末考核成绩两部分组成，平时成绩占70%，期末考核成绩占30%。平时成绩为每次实验课的成绩总评，每次实验课的成绩细分为预习分、操作分、实验报告分。期末考核采取操作考试与笔试相结合的形式。
七、教材与参考书
教材：大学实验物理教程，胡建人主编. 科学出版社，2010年2月第1版
参考书：
1、物理实验教程，丁慎训，清华大学出版社，1991。
2、大学物理实验，张兆奎等，华东理工大学出版社，1990。
