《物理实验I(1)》 课程实验教学大纲 课程基本信息 课程类型 ☑独立设置的实验课口课内实验 课程编码 7098611学分1总学时32实验学时32 课程名称 物理实验I(1) 课程英文名称University Physics Experiments I(l) 适用专业 自、电气、通信、微电、电、信、数 先修课程 (7016201)大学物理Ⅲ(1) 开课部门 理学院物理系 二、 课程性质与目标 物理学本质上是一门实验科学，科学实验的能力和素质是培养新世纪高等1 程技术人才所必备的基本能力和素质。《工科物理实验》课是对高等工业学校学 生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课，是学生进入大学后受到系统 实验方法和实验技能训练的开端，是工科专业对学生进行科学实验训练的重要基 础。 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.培养与提高学生的科学实验能力。其中包括： (1)能够自行阅读实验教材或资料，作好实验前的准备： (2)能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器： (3)能够运用物理学理论对实验现象进行初步分析判断： (4)能够正确记录和处理实验数据，绘制曲线，说明结果，撰写合格的实验 报告： (⑤)能完成简单的设计性实验。 (6)能完成简单的研究性实验。 3.培养与提高学生的科学实验素养。要求学生具有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 共财产以及团结协作的优良品德。 在课程思政方面，将实验教学内容、教学方法的改革与思想政治教育有机融 合起来，充分发挥“大学物理实验”课程的育人价值，深入挖掘提炼实验课程中所
1 《物理实验 I(1)》 课程实验教学大纲 一、 课程基本信息 课程类型 独立设置的实验课 □课内实验 课程编码 7098611 学分 1 总学时 32 实验学时 32 课程名称 物理实验Ⅰ(1) 课程英文名称 University Physics Experiments I(1) 适用专业 自、电气、通信、微电、电、信、数 先修课程 （7016201）大学物理Ⅲ（1） 开课部门 理学院物理系 二、 课程性质与目标 物理学本质上是一门实验科学，科学实验的能力和素质是培养新世纪高等工 程技术人才所必备的基本能力和素质。《工科物理实验》课是对高等工业学校学 生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课，是学生进入大学后受到系统 实验方法和实验技能训练的开端，是工科专业对学生进行科学实验训练的重要基 础。 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．培养与提高学生的科学实验能力。其中包括： (1)能够自行阅读实验教材或资料，作好实验前的准备； (2)能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器； (3)能够运用物理学理论对实验现象进行初步分析判断； (4)能够正确记录和处理实验数据，绘制曲线，说明结果，撰写合格的实验 报告； (5)能完成简单的设计性实验。 (6)能完成简单的研究性实验。 3．培养与提高学生的科学实验素养。要求学生具有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 共财产以及团结协作的优良品德。 在课程思政方面，将实验教学内容、教学方法的改革与思想政治教育有机融 合起来，充分发挥“大学物理实验”课程的育人价值，深入挖掘提炼实验课程中所
蕴含的科学素养、精益求精、无私奉献精神等德育元素。 三、实验的性质与任务 (1)实验的性质： 本课程的实验主要以基础性实验为主。教学时数为32学时，每个实验为3 学时，绪论2学时，实验总个数10个。各部分大体比例分配如下： 误差概论：2学时 基础性实验：18学时 综合性实验：6学时 设计性实验：6学时 (2)实验的任务 物理实验(1)以基础性实验为主，对于培养学生的实验基础，增强学生的综 合性素质、提高学生的创新能力，具有重要意义。该课程旨在培养学生的思考能 力、动手能力、创新能力，让学生学会运用实验手段分析、解决问题，提高学生 的科学素养和动手能力，为培养“新工科”应用型人才打下基础。 “高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”。因此育 人目标为培养专业型人才、实践型人才和创新型人才。培养专业型人才特别要求 实现课程内容的专业化，培养实践型人才特别要求加强实验教学，培养创新型人 才特别要求激发学生对于问题的好奇心和创造欲。物理实验(1)课程可以培养学 生动手实践的能力、激发学生的创新意识，同时还可以培育学生的科学素养、精 益求精、无私奉献等精神品质。 四、 实验教学内容与学时分配 序号 实验名称 学时 实验类型 1 误差概论 2 综合性实验 静态法测金属丝的杨氏弹性模量 3 验证性实验 直流电桥（惠斯登电桥）测电阻 3 验证性实验 4 数字示波器的原理和使用 3 验证性实验 发光二极管的伏安特性测量 3 验证性实验 光路调整和薄透镜焦距的测量 3 验证性实验 热电偶标定和测温 3 验证性实验 8 固体导热系数的测定 3 验证性实验 9 磁阻效应实验 3 验证性实验 10 光敏开关的设计 设计性实验 11 人体温度测量仪的设计 设计性实验
2 蕴含的科学素养、精益求精、无私奉献精神等德育元素。 三、 实验的性质与任务 （1）实验的性质： 本课程的实验主要以基础性实验为主。教学时数为 32 学时，每个实验为 3 学时，绪论 2 学时，实验总个数 10 个。各部分大体比例分配如下： 误差概论：2 学时 基础性实验：18 学时 综合性实验：6 学时 设计性实验：6 学时 （2）实验的任务 物理实验 I(1)以基础性实验为主，对于培养学生的实验基础，增强学生的综 合性素质、提高学生的创新能力，具有重要意义。该课程旨在培养学生的思考能 力、动手能力、创新能力，让学生学会运用实验手段分析、解决问题，提高学生 的科学素养和动手能力，为培养“新工科”应用型人才打下基础。 “高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”。因此育 人目标为培养专业型人才、实践型人才和创新型人才。培养专业型人才特别要求 实现课程内容的专业化，培养实践型人才特别要求加强实验教学，培养创新型人 才特别要求激发学生对于问题的好奇心和创造欲。物理实验 I(1)课程可以培养学 生动手实践的能力、激发学生的创新意识，同时还可以培育学生的科学素养、精 益求精、无私奉献等精神品质。 四、 实验教学内容与学时分配 序号 实验名称 学时 实验类型 1 误差概论 2 综合性实验 2 静态法测金属丝的杨氏弹性模量 3 验证性实验 3 直流电桥（惠斯登电桥）测电阻 3 验证性实验 4 数字示波器的原理和使用 3 验证性实验 5 发光二极管的伏安特性测量 3 验证性实验 6 光路调整和薄透镜焦距的测量 3 验证性实验 7 热电偶标定和测温 3 验证性实验 8 固体导热系数的测定 3 验证性实验 9 磁阻效应实验 3 验证性实验 10 光敏开关的设计 3 设计性实验 11 人体温度测量仪的设计 3 设计性实验
五、实验安排与要求 ●综合性实验 误差概论 第一章绪论： 1、大学物理实验的地位与作用。 2、物理实验的一般进程及各教学环节的要求。 第二章误差理论与数据处理 1、测量、误差和不确定度。 2、测量结果的表示。 3、有效数字及其运算法则。 4、直接测定量的不确定度及计算。 5、间接测定量的不确定度计算。 6、实验结果的图示法。 ●验证性实验 实验1静态法测金属丝的杨氏弹性模量 [实验目的] 1.学习使用光杠杆测微小长度变化，学会使用望远镜 2.学会使用逐差法处理数据。 [实验内容) 1.杨氏模量仪的调整。 2.光杠杆及望远镜尺组的调节。 3.测量：采用等增量测量法。 [实验仪器] 杨氏模量测定仪、螺旋测微计、钢卷尺、钢板尺等。 实验3直流电桥（惠斯登电桥）测电阻 [实验目的 1.掌握惠斯登电桥测电阻的原理。 2.学会正确使用电桥测量电阻的原理 3.了解提高电桥灵做度的几种方法。 [实验内容] 1.用电阻箱组装电桥，测量电阻，测量电桥的灵敏度。 2.用箱式电桥测量电阻和箱式电桥的灵敏度。 [实验仪器] 电阻箱、检流计、稳压电源、箱式电桥、待测电阻
3 五、 实验安排与要求 综合性实验 误差概论 第一章 绪论： 1、大学物理实验的地位与作用。 2、物理实验的一般进程及各教学环节的要求。 第二章 误差理论与数据处理 1、测量、误差和不确定度。 2、测量结果的表示。 3、有效数字及其运算法则。 4、直接测定量的不确定度及计算。 5、间接测定量的不确定度计算。 6、实验结果的图示法。 验证性实验 实验 1 静态法测金属丝的杨氏弹性模量 [实验目的] 1．学习使用光杠杆测微小长度变化，学会使用望远镜。 2．学会使用逐差法处理数据。 [实验内容] 1．杨氏模量仪的调整。 2．光杠杆及望远镜尺组的调节。 3．测量：采用等增量测量法。 [实验仪器] 杨氏模量测定仪、螺旋测微计、钢卷尺、钢板尺等。 实验 3 直流电桥（惠斯登电桥）测电阻 [实验目的] 1．掌握惠斯登电桥测电阻的原理。 2．学会正确使用电桥测量电阻的原理。 3．了解提高电桥灵敏度的几种方法。 [实验内容] 1．用电阻箱组装电桥，测量电阻，测量电桥的灵敏度。 2．用箱式电桥测量电阻和箱式电桥的灵敏度。 [实验仪器] 电阻箱、检流计、稳压电源、箱式电桥、待测电阻
实验5数字示波器的原理和使用 [实验目的 1.了解数字示波器的主要结构和显示波形的基本原理 2.学会使用数字示波器观察与测量电压信号。 3.通过用数字示波器观察李萨如图形，学会一种测量正弦振动频率的方 法，并加深对相互垂直振动合成理论的理解。 [实验内容] 1.数字示波器的调节，观察及测量正弦波形 2.观察李萨如图形并测颜率。 [实验仪器] DS1000U系列数字示波器，TFG1900A系列信号发生器。 实验6发光二极管的伏安特性测量 [实验目的 1.进一步熟练电学实验的基本技能：常用电表的使用，电路的连接，电 表的接入误差。 2.了解非线性电阻元件的特点。 3.测量发光二极管的伏安特性曲线 4.熟悉用作图法来处理数据。 [实验内容] 1.按图6-5连接线路，电源电压取3V,测量发光二极管的正向特性曲线， 最大正向电流不能超过50。 2.按图6-6连接线路，电源电压取30V,测量发光二极管的反向特性曲 线，反向最大电流不能超过50。 [实验仪器] 直流稳压电源、滑线变阻器、数字电流表、数字电压表、电阻箱、换向开 关、单刀开关、发光二极管、导线。 实验8光路调整和薄透镜焦距的测量 [实验目的 1.加深理解薄透镜的成像规律。 2.学会光学元件的共轴调节技术。 3.掌握测量薄透镜焦距的基本方法。 [实验内容] 1.粗调各元件等高共轴 2.测凸透镜焦距
4 实验 5 数字示波器的原理和使用 [实验目的] 1．了解数字示波器的主要结构和显示波形的基本原理。 2．学会使用数字示波器观察与测量电压信号。 3．通过用数字示波器观察李萨如图形，学会一种测量正弦振动频率的方 法，并加深对相互垂直振动合成理论的理解。 [实验内容] 1．数字示波器的调节，观察及测量正弦波形。 2．观察李萨如图形并测频率。 [实验仪器] DS1000U 系列数字示波器，TFG1900A 系列信号发生器。 实验 6 发光二极管的伏安特性测量 [实验目的] 1．进一步熟练电学实验的基本技能：常用电表的使用，电路的连接，电 表的接入误差。 2．了解非线性电阻元件的特点。 3．测量发光二极管的伏安特性曲线。 4．熟悉用作图法来处理数据。 [实验内容] 1．按图 6-5 连接线路，电源电压取 3V，测量发光二极管的正向特性曲线， 最大正向电流不能超过 50 。 2．按图 6-6 连接线路，电源电压取 30V，测量发光二极管的反向特性曲 线，反向最大电流不能超过 50 。 [实验仪器] 直流稳压电源、滑线变阻器、数字电流表、数字电压表、电阻箱、换向开 关、单刀开关、发光二极管、导线。 实验 8 光路调整和薄透镜焦距的测量 [实验目的] 1．加深理解薄透镜的成像规律。 2．学会光学元件的共轴调节技术。 3．掌握测量薄透镜焦距的基本方法。 [实验内容] 1．粗调各元件等高共轴。 2．测凸透镜焦距
3.用物距-象距法测凹透镜焦距 4.数据处理与分析 [实验仪器] 光具座，凸、凹透镜各一块，平面反射镜一块，光源，物屏，像屏。 实验9热电偶标定和测温 [实验目的阿 1,掌握对热电偶温度计定标的方法 2.掌握非电量电测方法的基本原理。 [实验内容] 1.实验步骤 ()连接线路，注意热电偶、电压表及各接线柱的正、负连接。将热电偶 的冷端置于冰水混合物之中，确保t0=0℃（测温端置于加热器内）。 (2)测量待测热电偶的电动势 2.数据处理与分析。 3.求铜一康铜热电偶的温差电系数。 [实验仪器] DHT一2型热学实验仪、直流数字电压表、热电偶、保温杯。 实验14固体导热系数的测定 [实验目的] 1、加深对热传导现象规律的理解。 2、掌握用稳态法测材料导热系数的方法， 3、学习用作图法求冷却速率。 4、体会使用参量转换法的设计思想。 [实验内容] 1.用自定量具测量样品、下铜板的几何尺寸和质量等必要的物理量，多次 测量、然后取平均值。其中铜板的比热容C=0.385kJ/Kkg)。 2.安装样品。 3.记录稳态时、值后移去样品，继续对下铜板加热。 4.数据处理与分析。 [实验仪器] YBF2型导热系数测试仪、保温杯、测试样品（橡皮、电木）、游标卡尺。 实验16磁阻效应实验 [实验目的 1.测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强度的关系
5 3．用物距-象距法测凹透镜焦距 4．数据处理与分析 [实验仪器] 光具座，凸、凹透镜各一块，平面反射镜一块，光源，物屏，像屏。 实验 9 热电偶标定和测温 [实验目的] 1．掌握对热电偶温度计定标的方法。 2．掌握非电量电测方法的基本原理。 [实验内容] 1．实验步骤 (1)连接线路，注意热电偶、电压表及各接线柱的正、负连接。将热电偶 的冷端置于冰水混合物之中，确保 t0 = 0℃（测温端置于加热器内）。 (2)测量待测热电偶的电动势。 2．数据处理与分析。 3．求铜－康铜热电偶的温差电系数 。 [实验仪器] DHT—2 型热学实验仪、直流数字电压表、热电偶、保温杯。 实验 14 固体导热系数的测定 [实验目的] 1、加深对热传导现象规律的理解。 2、掌握用稳态法测材料导热系数的方法。 3、学习用作图法求冷却速率。 4、体会使用参量转换法的设计思想。 [实验内容] 1.用自定量具测量样品、下铜板的几何尺寸和质量等必要的物理量，多次 测量、然后取平均值。其中铜板的比热容 C=0.385kJ/(K.kg)。 2.安装样品。 3.记录稳态时 、 值后移去样品，继续对下铜板加热。 4.数据处理与分析。 [实验仪器] YBF2 型导热系数测试仪、保温杯、测试样品（橡皮、电木）、游标卡尺。 实验 16 磁阻效应实验 [实验目的] 1．测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强度的关系