（College Physics Experiment A）
课程代码：01410023/01410046
学分：1.5（1+0.5）
学时：48
先修课程：
适用专业：成型、复合材料、高分子、工业、金属、无机、冶金、电气、电信工程、电信科技、农业电气、农业机械、生物医学、自动化、机电、机械、测控、数学、数学(师)、信计、动力、动力(流体)、建筑环境、新能源、车辆、动力(机械)、工程力学、土木
教材或实验指导书：《大学物理实验》，许伯强、王继俊、曹国荣、王国余、董荣生，出版社，2011.2（2014.1重印）
一、课程性质与课程目标
（一）课程性质
本课程应使学生在中学物理实验的基础上，按照循序渐进的原则，学习物理实验知识和方法，得到实验技能的训练，从而初步了解科学实验的主要过程与基本方法，为培养现代化高级人才奠定良好的科学实验基础。
（二）课程目标
物理学是一门实验科学，物理实验教学和物理理论教学具有同等重要的地位，它们既有深刻的内在联系和配合，又有各自的任务和作用。
本课程的具体目标是：
1．知识方面
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。能够将数学、物理和物理实验知识用于尝试解决实际工程问题。
1.1 在教学中要适当地介绍一些物理实验史料和物理实验在工程技术中的应用知识，对学生进
行辩证唯物主义世界观和方法论的教育，使学生了解科学实验的重要性，明确物理实验课程的地位、作用和任务，能够将数学、物理和物理实验知识用于尝试解决实际工程问题。
1.2 要求学生了解测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的初步能力。其中包括下列内容：测量误差的基本概念；测量不确定度的估算；处理实验数据的一些重要方法，例如列表法、作图法、逐差法和一元线性回归函数的最小二乘法等。在教学中要注意系统误差的分析，让学生了解系统误差的消、减方法。
1.3 在实验教学中适当使用计算机辅助教学。
2．能力方面
能够基于科学原理并采用科学实验方法对实际问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。
2.1 能够通过阅读实验教材或资料，作好实验前准备；
2.2 能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器；
2.3 能够运用物理学理论对实验现象进行初步分析判断，通过信息综合得到合理有效的结论；
2.4 能够正确记录和处理实验数据，绘制曲线，说明实验结果，撰写合格的实验报告；
2.5 能够完成简单的具有设计性内容的实验。
3．素质方面
3.1 培养学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风；
3.2 培养学生严肃认真的工作态度和主动研究的探索精神；
3.3 培养学生遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的优良品德。
二、本课程开设的实验项目
注：1.类型：指验证性、综合性、设计性等；
2.要求：指必修、选修。
实验1：误差理论与数据处理
目标与要求：了解物理实验的地位和作用，明确实验的任务和目的，熟悉物理实验课的基本程序，并了解测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的初步能力，其中主要包括下列内容：测量误差的基本概念；测量不确定度的概念及其计算方法；处理实验数据的一些重要方法，例如列表法、作图法、逐差法和一元线性回归函数的最小二乘法等。在教学中要注意系统误差的分析，让学生了解系统误差的消、减方法。
实验2：气垫导轨系列实验
目标：1.熟悉气垫导轨的安排和数字计时计数测速仪的使用方法。2.观察匀速直线运动，测量速度和加速度。3.验证弹性碰撞和完全非弹性碰撞两种情况下的动量守恒定律。
要求：技能训练：用实验验证理论，水平安排光电计时，系统误差的分析与消除。仪器训练：气垫导轨
、数字毫秒计、游标卡尺。知识要点：速度、平均速度、动量守恒。
实验3：杨氏弹性模量的测定
目标：1.观察金属丝的弹性形变规律，学习静力拉伸法测定杨氏模量。2.掌握光杠杆测量微小长度变化的原理和方法。3.学会用逐差法处理数据。
要求：技能训练：拉伸法、光杠杆、视差消除。仪器训练：望远镜、光杠杆、螺旋测微计、微机。知识要点：胡克定律、光杠杆放大法、逐差法处理数据。
实验4：用三线摆测量转动惯量
目标：1.学习用三线摆测量物体的转动惯量。2.验证转动惯量的平行轴定理。本a
要求：技能训练：气泡水准仪调节水平。仪器训练：三线摆、计时器、游标卡尺、天平。知识要点：机械能守恒定律、简谐振动、转动惯量、累积放大法。
实验5：液体粘度的测定
目标：掌握奥氏粘度计和沉降法测定液体粘滞系数的原理和方法。
要求：技能训练：比较法消除误差、沉降法测定液体粘滞系数。仪器训练：奥氏粘度计、量筒、停表、移液管、洗耳球、游标卡尺。知识要点：泊肃叶公式、斯托克斯定律。
实验6：稳态法测量不良导体的导热系数
目标：1.理解热传导过程的物理规律。2.掌握热电偶测温技术。3.学会用稳态法测量不良热导体的导热系数。
要求：技能训练：稳态法测导热速率、热电偶测温。仪器训练：数字电压表、加热和散热装置、热电偶、杜瓦瓶。知识要点：傅立叶传热方程、稳态法测样品盘的散热速率、热电效应—热电偶测量温度（介绍其他测温方法，如温度计、热敏电阻等）。
实验7：PN结的物理特性研究及玻尔兹曼常数的测定
目标：1．学习用运算放大器组成电流—电压变换器的方法测量弱电流。2．熟悉PN结的物理特性。3．学习通过数据处理求得经验公式的方法。
要求：技能训练：共基极电路、运算放大器。仪器训练：半导体二极管、半导体三极管、运算放大器、电源、数字电压表、恒温装置。知识要点：PN结电压-电流关系、共基极电路、弱电流放大（电子放大法）、最小二乘法拟合。
实验8：电子示波器的原理和使用
目标：1．了解通用示波器的基本结构和工作原理。2．初步掌握通用示波器各个旋钮的作用和使用方法。3．学习使用示波器观察电信号的波形，测量电压、频率。4．学习利用示波器观察李萨如图形，测量信号频率和相位差。
要求：技能训练：双踪示波器的正确使用—辉度、聚焦等调节、正弦波和李萨如图形观绘。仪器训练：示波器、信号发生器、稳压装置。知识要点：扫描、整步原理、李萨如图形、电压峰-峰值测量、频率测量。
实验9：线式直流电位差计测量电源电动势
目标：1．了解电位差计的工作原理。2．掌握线式电位差计测量电源电动势和电位差的方法。
要求：技能训练：电路连接、故障分析。仪器训练：滑线式电位差计、检流计、变阻器、标准电池。知识要点：补偿法（同时、异时比较法）。
实验10：直流电桥测电阻
目标：1.掌握惠斯通电桥测电阻的原理。2.学会正确使用箱式电桥测量电阻的方法。3.了解提高电桥灵敏度的几种途径。4.学习一种消除系统误差的方法。5.了解双电桥测量低电阻的原理和方法。
要求：技能训练：反向区逐次逼近技术、电路连接、故障检查技术。仪器训练：电阻箱、检流计、惠斯登电桥、万用电表、稳压电流。知识要点：单臂电桥平衡、双臂电桥平衡、平衡（零示）法（比较法）、灵敏度测定、交换法消除系统误差。
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