大学物理实验 报告与部分范例.pdf

2、原理图从图2可知:图3光杠杆放大原理图m=3(nn0)=HN ID所以可得:1 AN H HANQ-_=_L 2D(4-4)2LD/四、实验步骤1、用卷尺测量金属杆的长度/2、光杠杆放在仪器平台上，其后足尖放在金属杆顶端的金属套上，光杠杆的镜面在铅 直方向。在光杠杆前L52.0m处放置望远镜及直尺（尺在铅直方向）。调节镜尺组让望远镜 与直尺相对镜面成对称关系，调节望远镜的目镜使叉丝清晰，如图2,再调节望远镜使直尺 的象进入望远镜中。3、打开电源开关，按下预置开关，进入预置状态，轻触调节开关，调节预置温度，调节 完毕后，按预置开关，退出预置状态，进入工作状态。4、当温度达到预置温度时要注意观察补偿开关是否亮了，若亮了则正常，由于温度是 连续升温和降温，注意温度会升到某个温度点后，开始降温，当温度降到比预置温度高10 度的位置时打开补偿开关并且顺时针旋到40V的位置进行补偿，当温度下降较慢时可认为 系统供热和散热相对稳定，记下相对稳定的温度以及此时望远镜里直尺上的读数No,之后 关掉补偿开关重新预置，当温度到达时补偿，稳定时重新记录为Ni,依此类推，直到测完规 定的组数。预置温度的上限为100o不过在预置温度较高时补偿量应当增加，即逆时针旋 一点，另外若温度无法达到前面所说的补偿位置就开始降温就要在开始降温时补偿，并且补 偿量也应该稍大一些。5、停止加热，测出直尺到平面镜镜面间距离D,取下光杠杆，用游标卡尺测量后足尖 到两前足尖中点的距离Ho五、注意事项1.在测量过程中，要注意保持光杠杆及望远镜位置的稳定。2、系统断电后，再次测量前需重新预置。六、数据及处理N(c m)5.085.125.385.555.705.845.9 16.186.28T(C)59.760.670.576.280.285.79 0.09 6.3100H”N,a-2 ZZ?(/2-/J8.130 x(6.28-5.20)22 x 147.00 x 49.50 x(100-64.5)-1.70 x10-5(/tQm0.002-0.001 5；Ul=m0.05耳一石=0.029 c以；A/z/0.05 八/方=石=029。2-r r A/ZZ r r 0.05 八八+m=0丁后方=0。41；弘/二 nr r r 0.5 八),+人=%=狼耳=。41；=73.41x l 0-8+3.44x l 0-7+3.9 x l 0-8+0.00145+1.4x l 0-4=714.7x10-4=3.9%Ha=E L=3.9%x l.70 x l 0-5=0.07 x l O-5(/O%=a土a=(1.700.07)x l 0-5(/於E=3.9%3物理实验设计示例测定半导体二极管2CB。的伏安特性1背景知识1.1 电子器件的伏安特性电子器件的伏安特性是指流过电子器件的电流随器件两端电压的变化特性，测定出电子 器件的伏安特性，对其性能了解与其实际应用具有重要意义。在生产和科研中，可用晶体管 特性图示仪自动测绘其曲线，在现代实验技术中，可用传感器及计算机进行测定给出测量结 果。如果手头没有现成的自动测量仪器，提出应用电流表和电压表进行人工测量的方法，进 行应急的测量是很有用的。1.2 半导体二极管半导体二极管是具有单向导电性的非线性电子元件，其电阻值与工作电流（或电压）有 关。二极管的单向导电性就是PN结的单向导电性：PN结正向偏置时，结电阻很低，正向电流 甚大（PN结处于导通状态）；PN结反向偏置时，结电阻很高，反向电流很小（PN结处于截止 状态），这就是PN结的单向导电性。-0N0 3-0（正向偏置）；（反向偏置）。二极管的结构：半导体二极管是由一个PN结，加上接触电极、引线和管壳而构成。按内 部结构的不同，半导体二极管有点接触和面接触型两类，通常由P区引出的电极称为阳极，N 区引出的电极称为阴极。二极管的伏安特性及主要参数：二极管具有单向导电性，可用其伏安特性来描述。所谓 伏安特性，就是指加到二极管两端的电压与流过二极管的电流的关系曲线，如下图所示。这 个特性曲线可分为正向特性和反向特性两个部分。（1）正向特性当二极管加上正向电压时，便有正向电流通过。但是，当正向电压很低时，外电场还不 能克服PN结内电场对多数载流子扩散运动所形成的阻力，故正向电流很小，二极管呈现 很大的电阻。当正向电压超过一定数值（硅管约0.5V,错管约0.2V）以后，内电场被大 大削弱，二极管电阻变得很小，电流增长很快，这个电压往往称为阈电压Ut u（又称死区 电压：0-Uo）o二极管正向导通时，硅管的压降一般为0.6-0.7V,错管则为0.2-0.3V。导通以后，在二极管中无论流过多大的电流（当然是允许范围之内的电流），在极管的 两端将始终是一个基本不变的电压，我们把这个电压称为二极管的“正向导通压降。(2)反向特性二极管加上反向电压时，由于少数载流子的漂移运动，形成很小的反向电流。反向 电流有两个特性：一是它随随温度的增加而增长得很快，这是由于少数载流子的数量随 随温度增加而按指数规律迅速增长的缘故；二是在反向电压不超过某一范围时，反向电 流不随反向电压改变而达到饱和，故这个电流Ibo称为反向饱和电流。当加二极管的反向电压过高时，反向电流突然急剧增大，二极管失去单向导电性,这种现象称为电击穿，这个电压Urb称为反向击穿电压。发生击穿的原因是外加的强电 场强制地把原子的外层价电子拉出来使载流子数目急剧上升。而处于强电场中的载流子 又因获得很大的能量，而将其它价电子撞击出来，产生更多的载流子，如此连锁反应，使反向电流迅速增大，这种现象称为雪崩击穿。因此，当二极管的反向电压接近或超过 击穿电压Urb，又没有适当的限流措施时，将会因电流大，电压高而使管子造成永久性 的损坏。(3)主要参数1、最大整流电流Iom最大整流电流是指二极管能够允许通过的最大正向平均电流值。当电流超过这个允 许值时，二极管会因过热而烧坏，使用时务必注意。2、反向击穿电压Urb与最高反向工作电压UrmUrb是指二极管反向击穿时的电压值。击穿后，其反向电流剧增，二极管的单向导 性被破坏，甚至管子因过热而烧坏。一般手册上给出的最高反向击穿电压Urm约为 反向击穿电压的一半或三分之二，经确保管子安全运行。3、最大反向电流Irm它是指在二极管上加最高反向工作电压时的反向电流值。Irm愈小，则管子的单向 导电性能愈好。硅管的反向电流较小，常在A以下。错管的反向电流较大，一 般为硅管的儿十倍到儿百倍。2主要实验器材直流稳压电源(030V)直流电压表各种规格的直流电流表变阻器3设计目的与要求3.1设计目的1、了解二极管的特性和参数；2、了解二极管的安全使用方法；3、学习利用伏安法测定二极管的特性及参数。3.2设计要求1、设计测量电路分别设计出测定二极管正反向特性的测量电路。2、选择实验仪器包括确定电源电压的大小、电表量程、选择控制电路所用变阻器的规格等。3、设计主要实验步骤4、设计实验数据记录表格5、进行特性测量，确定二极管特性并提交实验报告测定半导体二极管伏安特性的实验方案实验原理1电路连接方式要同时测量流过二极管的电流芥U其两端的电压，电路有两种连线方式，即电流表的内接和外接：当4r(电流表内阻)时，宜采用电流表内接如图2(b)；当&/%(电压表内阻)时，宜采用电流表外接如图2(a)；当&讨4,取曲，两种接法均可以。无论采用哪种接法，由于电表本身存在内阻，会使得测量电流或电压值出现系统误 差(即电表的接入误差)，当正向导通时二极管的内阻很小，所以采用外接法；当测量 反向特性时二极管的内阻很大，所以用内接法。二极管具有单向导电性，当正向电压较小时，二极管电阻较大，对硅管约为数百欧 此时正向电流很小，当电压超过一定数值(即导通电压，对硅管约为0.7V左右)后，二 极管电阻变得很小，对硅管约为儿十欧，此后随着电压的微小增加，正向电流将急剧增 加，为了不损坏二极管，实验时，应注意其正向电流不能超过该二极管的额定正向电流 Zr a xo而测量反向特性时要注意工作电压应不超过最高反向工作电压Urm。2 控制电路由于硅二极管正向电流变化范围很大，R阻值取值小些，作为细调用；R阻值取大些，作为粗调用。由于二极管正向导通时电阻很小，为了减少系统误差就用外接法，而加反 向电压时，二极管相当于大电阻，所以用内接法。图2二极管伏安特性曲线的测定3.电源、电压表量程及变阻器的选择(1)电源电压：稳压电源输出E 1、实验数据D2(c m)L(c m)f(MHz)4皿(c m)Anif(MHz)AniDk(c m)1.79 6 9 2.31 11.15 0.051.8031.79 61.79 61.7831.79 01.79 61.79 61.79 01.79 60.05 0.005_ 1 84-ZA=1.79 45c勿8之1U 4=S=0.00098C加A D1-0.0009 8c勿8(8-1)0.005cm-0.0029 c勿=M/2+u；=0.0040cm、=0.22%1 4衍射距离L和超声波频率f的不确定度分别为:Ull mL，？cm 0.029 c0V3Aw/.0.05V3-V3MHz0.0294%、超声波声速V的测量最佳值和不确定度分别为:-2k XfL 2x 2x 650 x l 0-9 x H.15x l O6 x9 2.31x 10 r=-1.79 45 x l O-2-2二149 1.3 切s=9x100%=VUf 9(f+2+2 x l OO%0.029V 11.15=0.34%)*既)F 罂”E马%4U y=EyX P=3 m/s四、实验结果室温时超声波在水中的传播速度y的测量结果为:V=VUy=(14916)加/$Ey=0.34%(P=0.683)教案 测量不良导体的导热系数林一仙一实验目的1、用稳态平板法测量不良导体的导热系数2、用物体的散热速率求传热速率3、掌握热电偶测量温度的方法二实验仪器 导热系数仪、杜瓦瓶，热电偶、FPZ-1型多量程直流数字电压表、游标卡尺、停表三实验原理（一）稳态平板法M h些为热流量，入为该物质的导热系数，也称热导率，卜样品厚度，A/A-样品面积。所谓稳态指的是高温物体传热的速率等于低温物体散热 的速率时，系统便处于一个稳定的热平衡状态。（二）实验装置及方法热源样品盘A-加热铜盘，P-散热铜盘；d-样品盘的直径，h-样品盘的厚度;。加热铜盘的温度，。2-散热铜盘的温度。（三）冷却法测量散热铜盘的散热速率_ d e”Cp 得；是曲线在0 2点的斜率，如下图 d te,4h mpCp 加 兀拉-。4 d t四教学内容与步骤1、测量样品盘的厚度h和直径d,并记录散热铜盘的质量。2、系统的调整，三个盘的顺序，固定的顺序，先固定加热盘，再用 三个螺丝固定三个盘。用2 2 0V加热15分钟，同时将热电偶相应插入 各个插孔。提问应该怎样判断热端冷端？应该怎样使用数字电压表？3、提问：接下来应该做的实验内容是什么？稳态的测量，散热曲线 的观测，各个详细的步骤可以看书。特别注意稳态的判断以及散热范 围，风扇的开与关。五注意事项1、数字电压表调零要用调零旋钮和调零开关2、量程选择2 0mv3、散热铜盘上的洞要与杜瓦瓶同侧六考核内容1、预习报告内容是否完整，原理图、公式、表格等是否无误。2、检查三个盘是否装好，热电偶是否接对，毫伏计是否调零。3、检查实验数据是否有误。物理实验课教案实验名称：金属线胀系数的测定指导老师：林一仙时间：2007/2008学年第一学期1目的1）学习用电热法测量金属线胀系数；2）学习利用光杠杆法测量微小长度变化量；3）掌握图解法处理数据的方法。2仪器控温式固体线胀系数测定仪（型号GXC-S）光杠杆尺读望远镜 游标卡 尺3实验原理及方法3.1 原理概述（a）、热膨胀原理：当温度升高时，金属杆的长度会发生变化，这种变化可用线 胀系数来衡量。当温度变化不大时可用平均线胀系数a来描述。即L（，2-，1）式中Z1和Z2分别为物体在温度力和/2时的长度，一般固体材料的。值很小，所以AZ=/2 Zi也很小，因此本实验成功的关键之一就是测准AZ的问题，我们采用光杠杆法测量AZ。（b）、热传导和热平衡原理：温度总是从高温往低温传递，因此只要存在温差就会有热传导在进行，那么就 不会处在平衡的状态。从观察方法来看，当温度不变时就表明系统处于热平衡的状 态。只有在平衡状态下测出的温度和刻度才能相对应。动态平衡：指温度在某一个小范围内波动（一般不超过0.5度）。（c）、加热器的结构温度探头是放在样品（铜管）的空腔中的，因此温度探头不能及时测到样品的 温度，必须等到样品和空腔中的空气达到热平衡状态时温度探头测出的温度才是样 品的真实温度。3.2 原理图1图2光杠杆放大原理图从图2可知:HZ 二五（N1-No）=HNN W所以可得:1 AN H HANL 2D、t、-/q）2LD/3.3 方法控温式固体线胀系数测定仪（型号GXC-S）是采用电热法对金属杆进行加热，加热原理如图1。由于电热法有热惯性，所以只有等到温度达到最大时才会有一个 短暂的平衡，此时才能读出样品的温度和相应的刻度读数。由于固体线膨胀幅度很小，所以必须通过放大以后才能测量，这里用到的是光 杠杆放大的方法，原理如图2。4教学内容原理和方法5教学组织及教学要求1）线胀系数的定义，热传导原理和热平衡原理要讲一下；2）光杠杆系统的调节和线胀系数仪的操作示范及讲解；卡尺的用法示范。3）读出与室温相对应的第一组温度和刻度；4）当温度升到最高时的读数作为测量点，一般波动时间为1-2分钟，之后就会下降o 所以一般温度30秒不变就可以读数了。6实验教学的重点与难点（一）、重点：热膨胀原理和热传导原理及热平衡原理，微小变化量测量原理;（二）、难点：2望远镜的调节1、对称的调节：调整望远镜使其与光杠杆镜面在同一高度，望远镜上有缺口和准星，从缺口和 准星连成的线上瞄准光杠杆镜面的中心看到镜子里有刻度尺的像，这时就说明刻度 尺和望远镜互为对称关系，如果没有看到刻度尺的像就要往左或往右移动整个支架 直到看到刻度尺的像为止。2、望远镜的调节：拿掉镜头盖，调节望远镜的目镜，使十字叉丝清晰，再调节望远镜右侧的调焦 旋钮使能看见光杠杆（同时要配合调节望远镜的高度和角度），调节望远镜使十字叉 丝的交点在镜子的中心。望远镜右侧的螺丝松开就可以转动望远镜（改变角度），或 者上下移动望远镜（改变高度），调好以后把螺丝旋紧就可以固定望远镜。3、清晰度的调节：逆时针调节望远镜的调焦旋钮使能看清镜子里刻度的像。调节刻度尺使十字叉 丝的交点在零刻度上或附近。7实验中容易出现的问题1）找到了镜子却看不到镜子里的像，这有可能是镜面不够竖直或者第一步没调节到 位以至于刻度尺和望远镜没有对称。检查问题所在并解决。2）开关一直跳（如果跳一两次后不跳就不用管它），那么就把电源开关关掉再重新 预置；统一每次都关掉电源再重新预置另一个预置温度，这种情况是可以避免的。3）温度显示屏上数值不变但单位在闪动，系统紊乱了，那么就把电源开关关掉再重 新预置；4）系统会自动将预置温度变为110度，这时就要重新预置，但为了避免这种情况发 生，要常常关注温度的变化。8实验参考数据1）样品的长度直接给出：L=49.50c m,H=8.130c m;D=147c m;温度每隔10度伸长量大约为0.3c m2）应该将室温和相应的刻度读下来，这样就有七个点，最后一个点根据各人的情况 选择测量。要注意最低的的温度和最高的温度大概要相差50度左右。3）数据处理方法：作图法，注意要用坐标纸；要讲一下处理方法。9实验结果检查方法1）D要用望远镜测距的方法得到，所以只有三个有效数字；2）H的读数最后位是偶数；并且大约为8c m不会差太多。10课堂实验预习检查题目1实验目的2实验仪器3实验涉及的物理量和主要的计算公式34实验步骤、内容和注意事项5数据记录表格（三线格）11思考题1）两根材料相同、粗细长度不同的金属杆，在同样的温度变化范围内，线胀系数 是否相同？为什么？2）根据实验的误差计算，分析和判断哪个量对实验的精密度影响最大？为什么？3）你有什么其他方法来测量长度的微小变化？4教案光的等厚干涉与应用林一仙一目的1、观察光的等厚干涉现象，加深理解干涉原理2、学习牛顿环干涉现象测定该装置中平凸透镜的曲率半径3、掌握读数显微镜的使用方法4、掌握逐差法处理数据的方法二仪器读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置三原理牛顿环装置是一个曲率半径相当大的平凸透镜放在一平板玻璃上，这 样两玻璃间形成空气薄层厚度e与薄层位置到中央接触点的距离r,凸透镜曲率半径R的关系为：尸e-1R根据干涉相消条件易得第K级暗纹的半径与波长人及牛顿环装置中 平凸透镜的凸面曲率半径R存在下述关系：R _?K _ ct K一五一4 7a根据/与K成正比的性质采取逐差法处理实验数据d m-d=4Wm-m四教学内容和步骤1、牛顿环装置的调整，相应的提出问题，怎样将干涉图样调到装置的中心？2、显微镜的调节，焦距怎么调？叉丝怎样调节？干涉图样不清晰怎么办？反光镜怎么用？刻度尺怎么读？3、读数方法，要防止螺距差。读完一组之后要把牛顿环转90度再重新读一组。4、用逐差法处理数据，忽略仪器误差。五注意事项1、仪器轻拿轻放，避免碰撞。2、镜头不可用手触摸，有灰尘时用擦镜纸轻轻拂去不能用力擦拭。调焦及调鼓轮时不可超出可调范围。为防止产生螺距误差，测量过程 中鼓轮只能往一个方向转动，不许中途回倒鼓轮。六主要考核内容1、预习报告内容是否完整，原理图、公式、表格等是否无误。2、看是否将干涉图样调出来，数据是否有误等。教案1迈克尔逊干涉实验一实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构；2、掌握迈克尔逊干涉仪的结构；3、观察光的等倾干涉现象并掌握波长的方法；4、掌握逐差法处理数据。二实验仪器He-Ne激光器、扩束透镜、迈克尔逊干涉仪三实验原理迈克尔逊干涉仪的光学系统如图。它由分光板G、补偿板H、定反射镜M和动反射 镜M2组成。M和互相垂直，分光板和补偿板是一对材料和外型完全相同的平板光学玻 璃，它们相互平行并分别和M2成大致45度夹角，分光板的次数不同引起的光程差。来自点光源(或扩展光源)的光，入射到分光板上，分为强度相同的光线“1”和光线“2”的相干光，并分别由Mi和M2反射后投射到光屏上(对于扩展光源用眼睛正对着观察)产 生干涉现象。由于M和M2垂直，可以等价地看成M2的虚象和M形成一个厚度d为的空 气隙，d的大小随M2的位置改变而改变，所以两光线的光程差可由下式确定：A=Id Cosf(1)式中i为光线“1”对M2的入射角。当d一定时，由i确定，i相同的方向上光程差 相等，形成了等倾干涉条纹。且满足：2d Cosi=k X k=0、1、2、3.(2)呈亮条纹：Id Cosi k=0、1、2、3(3)呈喑条纹。条纹呈明喑相间的同心环，这和牛顿环干涉条纹相似，但不同的是本同心环外侧 干涉级别低，越靠圆心干涉级别越高。圆心干涉级别最高。现分析一下(2)式。对于第级 亮条纹，有：l d Cosik=k X(4)当d增大时，为了保证(4)式仍成立兀必须也增大，即k级亮条纹往外扩大，反之，减小 时，ij也必须减小，k级亮条纹往内缩小。特别地考虑i=0（即圆心）处。满足：2/=以（5）时为亮条纹。那么，d增大时，中心亮条纹的级别K增大，中心往外冒出亮条纹，d减小时，中心亮条纹级别减小，亮条纹往中心收进。每当d改变一时，中心处就冒出或收进一个干2涉条纹。当d改变时，中心处就冒出或收进n个干涉条纹。根据这种现象，可以测定光 2波波长。假设动镜M2原在位置D1上，现移动M2的位置，同时观察并计算中心亮条纹冒出或收进的数目，当M2移至位置D2时，相应地冒出或收进的亮条纹数目N。就有：n1=|A-|狙-4|A-N四教学内容1、检查预习报告，特别对数据记录表格进行检查2、实验装置的调整，提问He-Ne激光器所发的光线与定镜之间的关系，应该怎样调整？（反射回来的光线应该出现在凡-Ne激光器的头部面板上）3、示范并提问第二个问题，光斑重合的时候应该出现干涉图样，如果没有图则扩束之后仍然无法得到干涉图样，那么应该怎样调整？4、提醒几个要点a、动镜的位置应调到4050mm之间b、如果不能产生干涉那么要检查当调节定镜背后的三个螺丝时，出现在He-N激光器的头部面板上的光线是否相应会动？以及对重合的斑点进行检查（换个点看看）c、干涉图样的中心应该全部出现，利用哪个部份？5、用逐差法处理数据五注意事项1、使用干涉仪时不要使工作台震动；2、切勿用手或其他物品触摸其光学表面；3、切勿正对着光学表面讲话。教案光的等厚干涉与应用林一仙一目的1、观察光的等厚干涉现象，加深理解干涉原理2、学习牛顿环干涉现象测定该装置中平凸透镜的曲率半径3、掌握读数显微镜的使用方法4、掌握逐差法处理数据的方法二仪器读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置三原理牛顿环装置是一个曲率半径相当大的平凸透镜放在一平板玻璃上，这 样两玻璃间形成空气薄层厚度e与薄层位置到中央接触点的距离r,凸透镜曲率半径R的关系为：尸e-1R根据干涉相消条件易得第K级暗纹的半径与波长人及牛顿环装置中 平凸透镜的凸面曲率半径R存在下述关系：R _?K _ ct K一五一4 7a根据/与K成正比的性质采取逐差法处理实验数据d m-d=4Wm-m四教学内容和步骤1、牛顿环装置的调整，相应的提出问题，怎样将干涉图样调到装置的中心？2、显微镜的调节，焦距怎么调？叉丝怎样调节？干涉图样不清晰怎么办？反光镜怎么用？刻度尺怎么读？3、读数方法，要防止螺距差。读完一组之后要把牛顿环转90度再重新读一组。4、用逐差法处理数据，忽略仪器误差。五注意事项1、仪器轻拿轻放，避免碰撞。2、镜头不可用手触摸，有灰尘时用擦镜纸轻轻拂去不能用力擦拭。调焦及调鼓轮时不可超出可调范围。为防止产生螺距误差，测量过程 中鼓轮只能往一个方向转动，不许中途回倒鼓轮。六主要考核内容1、预习报告内容是否完整，原理图、公式、表格等是否无误。2、看是否将干涉图样调出来，数据是否有误等。七参考数据KdK(mm)dK(mm)(转 90 度)d尺(mm)(mm2)1 02 7.34 54.81 52 7.2 2 24.82 24.81 82 3.2 12 2.5302 2.4 001 22 7.54 15.2 1 92 7.4 355.2 335.2 2 62 7.312 2.32 22 2.2 021 42 7.7355.5902 7.6085.5985.59431.2 92 2.1 4 52 2.01 01 62 7.9075.94 52 7.7955.9605.95235.4 32 1.9622 1.8351 82 8.0796.2 912 7.9656.2 976.2 9439.612 1.7882 1.6682 02 8.2 356.6032 8.1 2 56.61 76.61 04 3.692 1.6322 1.5082 22 8.3856.9052 8.2 686.91 36.9094 7.732 1.4 802 1.3552 42 8.5317.1 962 8.4 1 57.2 057.2 0051.842 1.3552 1.2 1 02 62 8.6557.4 702 8.5557.4 837.4 7655.892 1.1 952 1.0722 82 8.8057.7372 8.6857.7507.74 459.972 1.0682 0.935302 8.94 18.0062 8.8088.0038.00464.062 0.9352 0.805322 9.0628.2 542 8.94 08.2 528.2 5368.1 12 0.8082 0.688KdK(mm)dK(mm)(转 90 度)d尺(mm)(mm2)1 02 9.8059.7902 9.74 09.9059.84 896.982 0.01 51 9.8351 230.2 381 0.66330.1 901 0.7951 0.72 91 1 5.1 11 9.5751 9.3951 430.64 81 1.4 7330.5951 1.6051 1.5391 33.1 51 9.1 751 8.9901 631.02 51 2.2 3030.9651 2.3631 2.2 961 51.1 91 8.7951 8.6021 831.3751 2.93031.32 51 3.0751 3.0021 69.051 8.4 4 51 8.2 502 031.7051 3.59031.6621 3.7541 3.6721 86.921 8.1 1 51 7.9082 232.02 51 4.2 3031.9851 4.4 001 4.31 52 04.921 7.7951 7.5852 432.32 51 4.83732.2 851 5.0001 4.91 82 2 2.561 7.4 881 7.2 852 632.62 81 5.4 3335.5851 5.6001 5.51 62 4 0.761 7.1 951 6.9852 832.9081 5.97832.8621 6.1 671 6.0722 58.321 6.9301 6.6953033.1 781 6.53033.1 4 81 6.7321 6.6312 76.591 6.64 81 6.4 2 53233.4 301 7.04 233.4 1 51 7.2 501 7.1 4 62 93.981 6.3881 6.1 65教案2霍尔元件灵敏度测定及应用一目的1、进一步了解霍尔效应；2、掌握霍尔元件灵敏度及其特性的测量方法。3、测定电磁铁磁场特性 二仪器VAAh电压测量双路恒流电源，SH500霍尔效应实验装置，MR-1磁阻效应实验装置。三原理1、霍尔效应及其霍尔灵敏度将金属片置于磁场中，让磁场垂直通过薄片平面。沿薄片的纵向通以电流，则在薄片的 两侧面会出现微弱的电压。这就是霍尔效应，横向产生的电压叫霍尔电压，符号Vh。TDVh=Rh(1)n n ja霍尔系数Re(en)“=C；n为薄片中载流子的浓度，e为电子带电量，d为薄片的厚 度。Vh=K/B(2)Kh霍尔灵敏度，它表示该元件产生霍尔效应的强弱，即在单位磁感应强度B和单 位控制电流I时，产生霍尔电压的大小。2、电磁铁气隙的磁场本实验利用电磁铁装置产生一个已知的磁场D PoNIMB=Z74+(3)四0-真空磁导率；N-励磁线圈的匝数；1M-线圈中的励磁电流;L,气隙距离；L2铁芯磁路平均长度；出一铁芯相对磁导率;本实验出=15003、电磁铁气隙中心的磁场系数KH【c/M(4)R-中心磁场的磁场系数四教学内容(一)磁感应强度一定，变化控制电流时霍尔元件灵敏度测定接好线路，并打开恒流源后面的开关，在一定的Ich，【M值下，调节霍尔元件在气隙里的位 置和角度，使霍尔电压Vh显示的数值最大为止。1、IM=200mA,依次改变：Ich=L。0200,3.00,4.00,5.00,6.00,7.00,8.00,9.00,10.00mA,测量出 相应的霍尔电压Vh的值。2、利用开关L,12依次改变Im与Ich电流的方向，记录相应的数值。3、用逐差法处理数据。(二)控制电流一定，电磁铁气隙中心磁场系数的测定1、连接线路，调节霍尔元件在气隙里处于垂直与中心位置。2、ICH=1.00mA,依次改变 Im=1 00，200,300,400,500,600,700,800mA 测量出 对应的霍尔电压Vh值，并利用开关曷上2依次改变Im与Ich电流的方向，记录相应 的数值。3、用作图法处理数据。五注意事项1、元件的控制电流Ich最大不能超过30mA,否则将损坏元件。2、霍尔片很脆，不可受撞击，故实验操作时应小心谨慎，调节时动作应缓慢。实验1物体密度的测量林一仙一目的1、了解卡尺、千分尺的读数原理；2、掌握卡尺、千分尺和物理天平的使用方法；3、掌握形状规则物体的密度测量方法。二仪龄游标卡尺、千分尺、物理天平三实验原理（一）游标卡尺1、结构游标卡尺是由主尺和游标尺组成，包括内量爪、外量爪、尾尺这三种测量 方法。2、读数原理a、主尺读数方法：如果游标上“0”刻度线在主尺上KK+1毫米之间 的某一位置，那么就读为K；b、游标的读数：如果游标上第P条刻度线与主尺上某刻度线对齐，那 么就读为P,o所以物体的长度为L=K+PA。（为精确度）3、注意事项测量前应检查零点读数，校准。（二）千分尺1、结构千分尺的量程是25ml n,精确度为0.001 c m。它的主要部分是测微螺旋，由一 根精密的测微螺杆和有毫米刻度的固定套管组成。固定套管外有一微分筒，微 分筒上沿圆周刻有50个等分格，当微分筒旋转一周，测微螺杆正好沿轴线方向 移动一个螺距0.5mm,这是千分尺的机械放大原理。2、读数方法固定套管的标尺刻在水平线的上下，上面刻度线是整毫米数，下面刻度线在 上面二刻度线的中间，表示0.5mm。读数时应该先从固定套管上读出整数格（每 格0.5mm）,再以固定套管上的水平线为读数准线，读出微分筒上的分格数（每 格0.01mm）,估计到最小分格的十分之一。即0.001mm这一位。3、注意事项（1）测量前应检查零点读数，校准；（2）使用时应注意棘轮旋柄发出的响声；（3）千分尺用完，测砧间应留一点间隙。（三）物理天平1、结构主要由制动架、横梁、指针和称盘组成。12、物理天平的操作方法(a)、调节水平(1)调节水平螺丝中的任一个，使水准仪上的气泡处在顶部或底部位 置。(2)同步调节(即同方向旋转)两个水平螺丝，使气泡位于水准仪的 中央，这时天平就处于水平状态。(b)、调节零点平衡游码拔到零位置，称盘挂在刀口上，支起横梁，指针若在标尺中间，或 在标中间往左右等幅振动，则天平平衡。、称衡左物右码；称衡完毕要放下横梁。3、注意事项a、天平的负载量不得超过其最大称量；b、常常止动；c、取祛码勿用手拿。四实验步骤1、游标卡尺的使用测量铜柱体的直径和高，分别重复6次；计算高H,直径D的测量平均 值和测量的不确定度。2、千分尺的使用测量小钢球的直径d,重复6次；计算它的平均值和不确定度。3、物理天平的使用测量铜柱和钢球的质量各一次；计算铜柱体和钢球的的密度和测量的不确定度。五数据及处理表1铜柱体直径与高度的测量数据(c m)次序123456平均SD2.4882.4862.4842.4862.4842.4842.4850.0011H2.9 022.9 022.9 082.9 042.9 022.9 042.9 040.002342H=H 七人=2.9 04 0.002(加表2次序Xo 0.Xd 9.d 9.以上数小钢球直径测量数据(mm)1 23456 平均 S002 0.002 0.004 0.003 0.001 0.002522 9.521 9.518 9.520 9.520 9.520524 9.523 9.522 9.523 9.521 9.522 9.522 8.37X IO-4据经检验没有坏值3i1A.8372+(美x 10-3=2.4x 10-3次加d=d 七比=9.522 0.003（加 铜柱体的的密度计算：M=117.05g；0.05一耳一石=0.03g7=-D2/4M 4117.05x 4p=，一,V 板H 3.14x 2.4852 义 2.9 04=8.310(g/加)0.03117.05、2、2(、2Uh以 0.002+2x-I 2.4850.0022.9 04+22认D+2H)+2=70.07x l 0-6+2.6X10-6+0.49 x l 0-6=1.78x 10-3=o178%p=EP x P=0.178%x 8.310=0.02(g/cm、P=P 土 p=8.31 土 0.02(/c/)g=0.18%(片 68.3%)小钢球密度的计算:M=3.53g；u=A._ 0.05=0.03g37=D36M 6M6x 3.53n=-=-r V 由 3.14x 0.9 5223=7.81(/c病、0.03153I+13x0.0039.5221177(、2+3以 d)2=J72.3X10-6+0.9 x 10-6=9 x 10-3=0.9%l l p=E pXp=0.9%X 7.81=0.07(/cm3)O=p 土=7.81 0.07(g/加)产%(P=68.3%)E p=0.9%4物理实验教案实验名称：物体密度的测定指导老师：林一仙时间：2006/2007学年第二学期1目的1、了解卡尺、千分尺的读数原理；2、掌握卡尺、千分尺和电子天平的使用方法；3、掌握形状规则物体的密度测量方法。2仪龄游标卡尺、千分尺、电子天平3实验原理3.1游标卡尺1、结构游标卡尺是由主尺和游标尺组成，包括内量爪、外量爪、尾尺这三种测量 方法。2、读数原理a、主尺读数方法：如果游标上“0”刻度线在主尺上KK+1毫米之间 的某一位置，那么就读为K；b、游标的读数：如果游标上第P条刻度线与主尺上某刻度线对齐，那 么就读为P,O所以物体的长度为L=K+PA。(为精确度)3、注意事项测量前应检查零点读数，校准。3.2千分尺4、结构千分尺的量程是25mm,精确度为0.001c m。它的主要部分是测微螺旋，由一 根精密的测微螺杆和有毫米刻度的固定套管组成。固定套管外有一微分筒，微 分筒上沿圆周刻有50个等分格，当微分筒旋转一周，测微螺杆正好沿轴线方向 移动一个螺距0.5mm,这是千分尺的机械放大原理。5、读数方法固定套管的标尺刻在水平线的上下，上面刻度线是整毫米数，下面刻度线在 上面二刻度线的中间，表示0.5mm。读数时应该先从固定套管上读出整数格(每 格0.5mm),再以固定套管上的水平线为读数准线，读出微分筒上的分格数(每 格0.01mm)，估计到最小分格的十分之一。即0.001mm这一位。6、注意事项(1)测量前应检查零点读数，校准；(2)使用时应注意棘轮旋柄发出的响声；(3)千分尺用完，测砧间应留一点间隙。3.3电子天平11)电子天平的操作方法(a)、调节水平调节底脚螺丝使水准仪里的气泡在中央。(b)、调节零点平衡按一下面板上标有“zer o”字样的按键。(c)、称衡如果屏幕显示“0.00g”即可将物体放进去称重，如果不是就按面板上 的“un it”键，直到出现“0.00g”。2)注意事项天平的负载量不得超过其最大称量：600g；4教学内容实验原理：卡尺的测量原理，千分尺的测量原理，天平的测量原理；操作示范；5实验教学组织及教学要求讲解原理，测量要求，测量的注意事项；让学生自行操作；检查数据，并要求整理。6实验教学的重点与难点基本测量是其他实验的基础因此都应该掌握;难点：千分尺的调零和天平调水平与调平衡。7实验中容易出现的问题容易把千分尺的零点读错。8实验参考数据表1铜柱体直径与高度的测量数据(c m)次序123456平均SD2.4882.4862.4842.4862.4842.4842.4850.0011H2.9 022.9 022.9 082.9 042.9 022.9 042.9 040.00234M=117.05g表2小钢球直径测量数据(mm)次序123456平均SX。0.0020.0020.0040.0030.0010.002一一Xd9.5229.5219.5189.5209.5209.520d9.5249.5239.5229.5239.5219.5229.5228.37X10-4m=3.53g9实验结果检查方法卡尺最后一位是偶数，铜柱的直径和高相差约为0.420c m 小钢球就照参考数据。210课堂实验预习检查题目实验目的，实验原理，实验内容及步骤，注意事项，记录数据表格。11思考题1）测量铜柱和钢球的直径时，为什么要选择不同方位多次测量？2）说明千分尺测量时，若旋动微分筒来卡紧测件进行测量时，为什么会有较大误 差？3）若天平的两臂长不完全相同，对测量有什么影响，应如何加以修正？3物理实验教案实验名称：物体速度、加速度的测量指导老师：林一仙时间：2006-2007学年第二学期1目的1）学会使用气垫导轨和数字毫秒计。2）掌握测量速度和加速度。2仪器气垫导轨、滑块，数字毫秒计，弹簧。3实验原理3.1