各个设计性实验提要(2)

2019-09-02 18:43

物体浸没在液体中受到的浮力大小为:

f??液Vg

弦线在振动时频率?、波长?、张力T及弦线的线密度?有如下关系:

??1T??

当频率?与线密度?一定时,上式左右两边同时取对数,得到下式后还可以进一步简化。

log??11logT?log??log? 22提交整体设计方案时间

学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案,要求用纸质版供

教师修改。

参考书籍

《大学物理实验》陆廷济 胡德敬 陈铭南 主编

实验5 《用焦利氏秤测量弹簧的有效质量》实验提要

实验课题及任务

《用焦利氏秤测量弹簧的有效质量》实验课题任务是:自然界存在着多种振动现象,其中最简单的振动是简谐振动。一切复杂的振动都可以看成是由多个简谐振动合成的。本实验是研究焦利氏秤下面的弹簧的简谐振动,测量弹簧的有效质量,验证振动周期与质量的关系。 学生根据自己所学的知识,并在图书馆或互联网上查找资料,设计出《用焦利氏秤测量弹簧的有效质量》的整体方案,内容包括:写出实验原理和理论计算公式,研究测量方法,写出实验内容和步骤,然后根据自己设计的方案,进行实验操作,记录数据,做好数据处理,得出实验结果,写出完整的实验报告,也可按书写科学论文的格式书写实验报告。

设计要求

⑴ 通过查找资料,并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书,了解仪器的使用方法,找出所要测量的物理量,并推导出计算公式,在此基础上设计出测定简谐振动周期与弹簧的倔强系数,弹簧振子的有效质量数值关系的方法,写出实验原理。

⑵ 选择实验的测量仪器,设计出实验方法和实验步骤,要具有可操作性。 ⑶ 拟出实验步骤,列出数据表格,建议多次测量减小误差。 ⑷ 用最小二乘法处理实验数据。 ⑸ 分析讨论实验结果。

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实验仪器

焦利氏秤及附件、天平、秒表或数字毫秒计。

实验提示

在一上端固定的弹簧下悬一重量为m的物体,弹簧的倔强系数为K。在弹簧的弹性回复力的作用下,如果略去阻力,则物体作简谐振动。不考虑弹簧自身的质量时,列出振动周期T与质量m,倔强系数K的关系式。

由于焦利氏秤的弹簧K值很小,弹簧自身的有效质量m0与弹簧下所加的物体系(包括小镜子、砝码托盘和砝码)的质量相比不能略去,在研究弹簧作用简谐振动时,需考虑其有效质量。若考虑弹簧的有效质量时,T、K、m、m0等关系又如何?

提交整体设计方案时间

学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案,要求用纸质版供教师修改。

实验6 《用热敏电阻改装温度计》实验提要

实验课题及任务

热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体。不同于导体的阻值——温度特性(温度升高,阻值增大),半导体热敏电阻的阻值——温度特性是当温度升高,阻值降低。产生这种现象的原因是由于半导体中的载流子数目随着温度升高而按数激烈地增加,载流子的数目越多,导电能力越强,电阻率就越小。热敏电阻温度计是利用半导体的电阻值随温度急剧变化的特性而制作的,以半导体热敏电阻为传感器,通过测量其电阻值来确定温度的仪器。可以利用这种“非平衡电桥”的电路原理来实现对温度的测量。用半导体热敏电阻作为传感器,设计制作一台测温范围为40℃~80℃的半导体温度计。

《用热敏电阻改装温度计》实验课题任务是:根据所学的知识,设计实验把所给的热敏电阻改装成热敏温度计。

学生根据自己所学的知识,并在图书馆或互联网上查找资料,设计出《用热敏电阻改装温度计》的整体方案,内容包括:(写出实验原理和理论计算公式,研究测量方法,写出实验内容和步骤。),然后根据自己设计的方案,进行实验操作,记录数据,做好数据处理,得出实验结果,写出完整的实验报告,也可按书写科学论文的格式书写实验报告。

设计要求

⑴ 通过查找资料,并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书,了解仪器的使

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用方法,找出所要测量的物理量,并推导出计算公式,了解非平衡电桥的工作原理,在此基础上写出该实验的实验原理。

⑵ 选择实验的测量仪器,设计出实验方法和实验步骤,要具有可操作性。

⑶ 温度计的测量范围在40℃~80℃,根据实验情况确定测量温度间隔(最大不能超过5℃)。 ⑷ 定标时要求测量升温和降温中同一温度下热敏温度计的指示值(自己确定测量间隔,要达到一定的测量精度)。定标后的刻度要求为:一大格表示5℃,一小格表示1℃。

⑸ 要求测量R~t曲线,标出改装后的的温度计的刻度,然后再进行校正,校正时的温度点不要和定标时的温度点相同。

实验仪器

惠斯通电桥,电阻箱,表头,热敏电阻,水银温度计,量热器等

提交整体设计方案时间

学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案,要求用纸质版供教师修改。

思考题

如何才能提高改装热敏温度计的精确度?

实验7 《测量小灯泡伏安特性曲线》实验提要

实验课题及任务

《测量小灯泡伏安特性曲线》实验课题任务是:电学知识告诉我们当电压一定时,电流I与电阻R成反比,但小灯炮的电阻会随温度的改变而变化,小灯泡(6.3V、0.15A)在一定电流范围内其电压与电流的关系为U?KI,K和n是与灯泡有关的系数。

n学生根据自己所学的知识,并在图书馆或互联网上查找资料,设计出《测量小灯泡伏安特性曲线》的整体方案,内容包括:写出实验原理和理论计算公式,研究测量方法,写出实验内容和步骤,然后根据自己设计的方案,进行实验操作,记录数据,做好数据处理,得出实验结果,写出完整的实验报告,也可按书写科学论文的格式书写实验报告。

设计要求

⑴ 通过查找资料,并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书,了解仪器的使用方法,找出所要测量的物理量,并推导出计算公式,在此基础上写出该实验的实验原理。

⑵ 选择实验的测量仪器,设计出测小灯泡伏安曲线的电路和实验步骤,要具有可操作性。 ⑶ 验证公式U?KI; ⑷ 求系数K和n;

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n⑸ 求出室温下灯丝电阻,分析讨论实验结果。

实验仪器

小灯泡、电流表、电压表、变阻器、直流电源、开关、导线。

实验提示

小灯泡通电后,灯丝的电阻受灯丝的影响。低温时灯丝的电阻的变化与温度升到较高时电阻变化是不一样的。

提交整体设计方案时间

学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案,要求用纸质版供教师修改。

实验8 《用电磁打点计时器测定电容量》实验提要

实验课题及任务

《用电磁打点计时器测定电容量》实验课题任务是:电容器充放电时都会在回路中产生电流,在放电时间相同的情况下,放电电流的大小与电容储存的电量成正比,本实验是通过测量电容器的放电时间与电流来测量电容量c。

学生根据自己所学的知识,并在图书馆或互联网上查找资料,设计出《用电磁打点计时器测定电容量》的整体方案,内容包括:写出实验原理和理论计算公式,研究测量方法,写出实验内容和步骤,然后根据自己设计的方案,进行实验操作,记录数据,做好数据处理,得出实验结果,写出完整的实验报告,也可按书写科学论文的格式书写实验报告。

设计要求

⑴ 通过查找资料,并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书,了解仪器的使用方法,找出所要测量的物理量,并推导出计算公式,在此基础上写出该实验的实验原理。

⑵ 选择实验的测量仪器,设计出实验方法和实验步骤,要具有可操作性。 ⑶ 为了便于数据处理测量数据应不少于10组 ⑷ 应该用什么方法处理数据,说明原因。

⑸ 实验结果用标准形式表达,即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。

实验仪器

电源、电阻箱、滑线变阻器、打点计时器、电压表与毫安表,

实验所用公式及物理量符号提示

这种方法能准确地测出120?F到470?F之间的电容量,装置结构简单,易于制作,实验效

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果较好,实验参考装置如图9-1所示。

c?I?Q UQ t式中:Q为电容器的带电量,U为电容器的两极电压,

t放电时间。t与打点频率f有关 提交整体设计方案时间

学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案,要求用纸质版供教师修改。

实验9 《高值电阻的测量方法》实验提要

实验课题及任务

《高电阻的测量方法》实验课题任务是:在电阻测量中,伏安法是最基本的测量方法。我们只需设法测出流过被测电阻中的电流以及该电阻两端的电压。高电阻阻值在 10~10?之间,测量出通过高电阻中的电流是测量电阻值的关键所在。

学生根据自己所学的知识,并在图书馆或互联网上查找资料,设计出《高电阻的测量方法》的整体方案,内容包括:写出实验原理和理论计算公式,研究测量方法,写出实验内容和步骤,然后根据自己设计的方案,进行实验操作,记录数据,做好数据处理,得出实验结果,写出完整的实验报告,也可按书写科学论文的格式书写实验报告。

712设计要求

⑴ 通过查找资料,并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书,了解仪器的使用方法,找出所要测量的物理量,并推导出计算公式,在此基础上写出该实验的实验原理。

⑵ 选择实验的测量仪器,设计出实验方法和实验步骤,要具有可操作性。 ⑶ 应该用什么方法处理数据,说明原因。

⑷ 实验结果用标准形式表达,即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。

实验仪器

电源、滑丝变阻器,电压表、检流计(或电位差计)、标准电阻,

实验所用公式及物理量符号提示

流过检流计中的电流Ig

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