大学物理开放实验项目参考模板范本.doc

1、大学物理开放实验项目1. 力学方面实验内容（1）多普勒效应的研究和应用实验研究：实验内容：测量超声接收换能器的运动速度与接收频率的关系，验证多普勒效应；用步进电机控制超声换能器的运动速度，通过测频求出空气中的声速；将超声换能器作为速度传感器，用于研究匀速直线运动，匀加（减）速直线运动，简谐振动等；在直射式和反射式两种情况下，用时差法测量空气中的声速；在直射式方式下，用相位法和驻波法测量空气中的声速；设计性实验：用多普勒效应测量运动物体的未知速度；设计性实验：利用超声波测量物体的位置及移动距离。（2）三线摆法测量物体转动惯量的实验研究：实验内容：用三线摆测定圆环对通过其质心且垂直于环面轴的转动惯

2、量。（3）弦振动实验和乐理探究的实验研究：实验内容：张力、线密度和弦长一定，改变驱动频率，观察驻波现象和驻波波形，测量共振频率；张力和线密度一定，改变弦长，测量共振频率；弦长和线密度一定，改变张力，测量共振频率和横波在弦上的传播速度；张力和弦长一定，改变线密度，测量共振频率和弦线的线密度；聆听音阶高低及与频率的关系；观察弦线的非线性振动；（4）扭摆法测量物理转动惯量的实验研究：（5）力学碰撞的实验研究：（6）微波技术实验研究：2. 热学方面实验内容（1）温度传感器设计性实验研究：实验内容：铜电阻或热敏电阻的特性测量，即铜电阻或热敏电阻随温度的变化情况。（2）冷却法金属比热容测定实验研究：实验内

3、容：利用冷却法测量各种金属的比热容。（3）气体比热容比测定的实验研究：实验内容：测定空气的定压比热容与定容比热容之比。（4）导热系数测量的实验研究：实验目的：了解热传导现象的物理过程；学习用稳态平板法测量材料的导热系数；学习用作图法求冷却速率；掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法；3.光学方面实验内容（1）普朗克常数测定的实验研究：实验内容：了解光的量子性，光电效应的规律，加深对光的量子性的理解；验证爱因斯坦方程，并测定普朗克常数h；学习作图法处理数据；（2）双光栅测量微弱振动位移量的实验研究：实验目的：了解利用光的多普勒频移形成光拍的原理并用于测量光拍拍频；学会使用精确测量微弱振动位移的

4、一种方法；应用双光栅微弱振动测量仪测量音叉振动的微振幅。（3）光学Pasco组合式的实验研究：（3）基础光学组合式实验研究：（4）物理光学综合（全息照相系列）实验研究：实验内容：可以做平面全息（激光再现）、体全息（白光再现）等实验及自行编排一些其他实验。4.电学方面内容（1）RLC电路特性的实验研究：实验内容：观测RC和RL串联电路的幅频特性和相频特性；了解RLC串联、并联电路的相频特性和幅频特性；观察和研究RLC电路的串联谐振和并联谐振现象；观察RC和RL电路的暂态过程，理解时间常数的意义；观察RLC串联电路的暂态过程及其阻尼振荡规律；了解和熟悉半波整流和桥式整流电路以及RC低通滤波电路的特

5、性。（2）示波器观测铁磁材料磁化曲线和磁滞回线的实验研究：实验内容：掌握磁滞、磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对铁磁材料的主要物理量：矫顽力、剩磁和磁导率的理解；学会用示波法测绘基本磁化曲线和磁滞回线；根据磁滞回线确定磁性材料的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc的数值；研究不同频率下动态磁滞回线的区别，并确定某一频率下的磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc数值；改变不同的磁性材料，比较磁滞回线形状的变化。（3）比较法测量直流电阻的实验研究：实验内容：*用伏安法测量被测电阻，并研究表头内阻对测量准确度的影响；用惠斯通电桥(单电桥)和双电桥测量未知电阻，计算不确定度； 用直接比较法(电阻比等于

6、电压比)测量不同的未知电阻，计算不确定度；测量室温下金属丝的电阻率；*利用直流恒流源，替代非平衡电桥测量连续变化的非电量；*附：研究性实验，四位半数字电压表的误差和非线性残差的分布特征（4）电学元件伏安特性测量的实验研究：（5）三维亥姆霍磁线圈磁场测量的实验研究：实验一实验内容：霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用；测绘霍尔元件的VHIs，VHIM曲线，了解霍尔电势差VH与霍尔元件工作电流Is；磁场应强度B及励磁电流和IM之间的关系；学习利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布；学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。实验二实验内容：测量霍尔元件零位（不等位）电势V0及不等位电阻

7、R0V0IS；研究VH与励磁电流IM，和工作电流IS之间的关系；测量霍尔元件的霍尔灵敏度。实验三实验内容：测量单个通电圆线圈中磁感应强度；测量亥姆霍兹线圈轴线上各点的磁感应强度；测量两个通电圆线圈不同间距时的线圈轴线上各点的磁感应强度；测量通电圆线圈轴线外各点的磁感应强度。 （6）霍尔效应和螺线管磁场实验研究：实验内容：了解螺线管磁场产生原理；学习霍尔元件用于测量磁场的基本的知识；学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量霍尔片的的VH-IS （霍尔电压与工作电流关系）曲线和VH-IM（螺线管磁场分布）曲线。（7）磁阻效应及磁阻传感器特性的实验研究：实验内容：了解磁阻效应的基本原理及测量磁阻效

8、应的方法；测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强度的关系；作出锑化铟传感器的电阻变化与磁感应强度的关系曲线，并进行相应的曲线和直线拟合；学习用磁阻传感器测量磁场的方法。（8）非线性电路混沌实验研究：实验内容：采用基础物理中电磁学实验最基本电路，突出了物理实验教学中的重点内容；开放性实验的平台。提供直观的电路基本元件，由学生自己接线，以提高学生动手能力；用示波器观测LC振荡器产生波形的周期分岔及混沌现象，图形明显，且重复性好，可连续观测数小时。5. 设计性实验研究（1）物理设计性实验研究：物理设计性实验研究目录使用说明实验一 电路元件伏安特性的测绘及电源外特性的测量实验内容：学习测量线性和非线性电阻元

9、件伏安特性的方法，并绘制其特性曲线；学习测量电源外特性的方法；掌握运用伏安法判定电阻元件类型的方法；学习使用直流电压表、电流表，掌握电压、电流的测量方法。选做实验1 二极管伏安特性曲线的研究实验目的：通过对二极管伏安特性的测试，掌握锗二极管和硅二极管的非线性特点，从而为以后正确设计使用这些器件打下技术基础。选做实验2 稳压二极管反向伏安特性实验实验目的：通过稳压二极管反向伏安特性非线性的强烈反差，进一步熟悉掌握电子元件伏安特性的测试技巧；通过本实验，掌握二端式稳压二极管的使用方法。实验二 RLC电路特性的研究实验内容：观测RC和RL串联电路的幅频特性和相频特性；了解RLC串联、并联电路的相频特

10、性和幅频特性；观察和研究RLC电路的串联谐振和并联谐振现象；观察RC和RL电路的暂态过程，理解时间常数的意义；观察RLC串联电路的暂态过程及其阻尼振荡规律；了解和熟悉半波整流和桥式整流电路以及RC低通滤波电路的特性。实验三 整流、滤波和稳压电路实验内容：掌握整流、滤波、稳压电路工作原理及各元件在电路中的作用；学习直流稳压电源的安装、调整和测试方法；熟悉和掌握线性集成稳压电路的工作原理；学习线性集成稳压电路技术指标的测量方法 实验四 电表改装实验目的：设计由运算放大器组成的电压、电流表；组装与调试自己设计的电压、电流表。实验五 电路混沌效应实验内容：用RLC串联谐振电路，测量仪器提供的铁氧体介质

11、电感在通过不同电流时的电感量。解释电感量变化的原因；用示波器观测LC振荡器产生的波形及经RC移相后的波形；用双踪示波器观测上述两个波形组成的相图(李萨如图)；改变RC移相器中可调电阻R的值，观察相图周期变化。记录倍周期分岔、阵发混沌、三倍周期、吸引子(周期混沌)和双吸引子(周期混沌)相图；测量由TL072双运放构成的有源非线性负阻“元件”的伏安特性，结合非线性电路的动力学方程，解释混沌产生的原因。（2）基本传感器设计型实验研究：物理设计性实验基本型传感器目录第一部分 产品简介第二部分 实验部分 一、应变片性能单臂电桥二、应变片：单臂、半桥、全桥比较三、移相器实验四、相敏检波器实验 五、应变片交

12、流全桥实验 六、交流全桥的应用振幅测量七、交流全桥的应用电子秤八、差动变压器（互感式）的性能九、差动变压器(互感式)零点残余电压的补偿十、差动变压器(互感式)的标定 十一、差动变压器(互感式)的应用振幅测量十二、差动变压器(互感式)的应用电子秤十三、差动螺管式(自感式)传感器的静态位移性能十四、差动螺管式(自感式)传感器的动态位移性能十五、霍尔式传感器的直流激励静态位移特性十六、霍尔式传感器的应用电子秤十七、霍尔式传感器的交流激励静态位移特性 十八、霍尔式传感器的应用振幅测量十九、磁电式传感器的性能二十、压电传感器的动态响应实验二十一、压电传感器引线电容对电压放大器、电荷放大器的影响二十二、差

13、动面积式电容传感器的静态及动态特性二十三、扩散硅压阻式压力传感器实验二十四、气敏传感器（MQ3）实验 二十五、湿敏电阻（RH）实验 二十六、光电传感器测转速实验 二十七、热释电人体接近实验 （3）光电传感器设计性实验研究：实验内容：了解光敏电阻的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线；了解光敏二极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线；了解硅光电池的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线；了解光敏三极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线；了解光纤传感器基本特性和光纤通讯基本原理。（4）非平衡电桥的原理与设计应用：实验内容：掌握非平衡电桥的工作原理以及与平衡电桥的异同；

14、掌握利用非平衡电桥的输出电压来测量变化电阻的原理和方法；设计一个数显温度计，掌握非平衡电桥测量温度的方法，并类推至测其它非电量。（5）数字电表原理及万用表设计的实验研究：实验内容：了解数字电表的基本原理及常用双积分模数转换芯片外围参数的选取原则、电表的校准原则以及测量误差来源；了解万用表的特性、组成和工作原理；掌握分压、分流电路的原理以及设计对电压、电流和电阻的多量程测量；了解交流电压、三极管和二极管相关参数的测量；通过数字电表原理的学习，能够在传感器设计中灵活应用数字电表。 （6）双臂电桥测量低电阻的实验研究：实验目的：了解四端引线法的意义及双臂电桥的结构；学习使用双臂电桥测量低电阻；学习测量导体的电阻率。6. 近代物理实验项目（1）核磁共振实验研究：实验内容：了解核磁共振的实验基本原理；学习利用核磁共振校准磁场和测量g因子的方法。（2）夫兰克-赫兹实验研究：实验内容：通过测定氩原子等元素的第一激发电位（即中肯电位），证明原子能级的存在。7.综合实验研究（1）直流辉光等离子体教学实验研究；浙大城市学院现代教育技术中心物理实验室2008-9-255 / 5