电磁学实验大纲.DOC

1、电磁学实验大纲一、实验教学目标与基本要求电磁学实验课程的教学目的在于使学生掌握电阻、电流、电压、电动势和磁场强度的外部测量方法；加深对静电场和静磁场分布规律的认识；熟练使用检流计、电流表、伏特表、直流电桥、交流电桥，电位差计等基本电磁学仪表；对实验结果要求进行正确的分析，找出产生误差的原因。实验设计上以电磁学知识为基础，适当加大综合性和设计性实验的内容，教学中以学生主动操作为主，教师指导为辅，充分发挥学生在实验中的主观能动性，以锻炼学生的综合实验技能。电磁学实验分为常规实验和综合性实验两部分，共二十多个题目。在教学过程中按照基础物理理论知识的基础，学生分为两大类-物理专业、非物理专业进行授课。

2、物理专业上课16 周，安排有六个必做常规实验，六个必做综合性实验和十几个选做综合性实验；非物理专业上课 8 周，有六个必做常规实验和十几个选做综合性实验。课程的最终考核结果为百分制，结合平时成绩和期末考试成绩综合评定出最终总成绩。课程在仪器台次允许的情况下要求学生独立进行实验操作，提倡学生之间的讨论和交流。常教学过程分为学生课下预习、教师课堂讲授与提问、学生实验操作、学生撰写实验报告四个个环节，教师通过以上各环节学生的表现给出当次实验的平时成绩。期末考试为上机答题考试，考题从理论知识，仪器使用和实验设计等层面综合考查学生对实验的理解和掌握程度。二、实验题目及其目的内容01 电阻元件的伏安特性曲

3、线目的内容：1.掌握电学基本仪器的使用方法2.掌握伏安法和替代法测电阻的原理3.了解线路的方法误差以及测量仪器的结构误差4.了解电阻、二极管的伏安特性，并描绘其伏安特性曲线02 万用表的使用目的内容：1.了解万用表基本结构2.掌握万用表测量电压、电流、电阻等的使用方法3.用万用表判断电路故障03 惠斯通电桥目的内容：1.掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法2.根据电桥线路用电阻箱自组电桥测量电阻3.了解并设计参量变化探讨影响电桥灵敏度的因素4.分析误差来源04 电压的精确测量目的内容：1.掌握补偿法侧电位差的原理2.自组电位差计并测量电池的电源电动势和内阻3.用电位差计校正电表05 单相交流电路的

4、研究目的内容：1.了解交流电路中的欧姆定律2.掌握交流电路中电压、电流、功率及功率因数的测量原理及方法3.了解提高功率因数的基本方法4.学会简单的电工安装06 RLC 谐振电路的研究目的内容：1.掌握 RLC 串联和并联电路的谐振特性2.了解品质因数的物理意义3.分别用作图法和电压法测量谐振电路的品质因数，并对数据进行误差分析07 示波器的使用目的内容：1.了解示波器的主要构造和基本工作原理2.掌握示波器面板控制的使用的方法3.用示波器观察周期性信号的波形并测量其频率4.观察李萨如图形并用其测量待测信号频率08 RLC 电路的暂态目的内容：1.用示波器观察 RC、RL、 RLC 电路的暂态过程

5、；并学会测量时间常数。2.用 RC 暂态测量待测电容； 3.用 RL 暂态测量待测电感09 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线目的内容；1.认识铁磁材料的磁化规律，比较两种典型铁磁物质的动态磁特性。2. 测定样品的基本磁化特性曲线(B m-Hm 曲线)，并作 H 曲线3. 测绘样品在给定条件下的磁滞回线，以及相关的 Hc ，B r ，B m ，和H B 等参数10 PN 结正向压降与温度关系的研究和应用目的内容：1.了解 PN 结正向压降随温度变化的基本关系式。2.在恒流条件下，测绘 PN 结正向压降随温度变化的曲线,并由此确定其灵敏度和被测PN 结材料的禁带宽度。3.学习用 PN 结测温的方法

6、。11 霍尔效应实验目的内容；1.理解霍尔效应的物理意义及有关霍尔器材对材料要求的相关知识2.学习用“对称测量法”消除负效应的影响，测量室温下霍尔系数及磁感应强度3.确定样品导电类型、载流子浓度及迁移率12 传感器的研究目的内容：1.了解应变式传感器的工作原理。2.测试应变梁变形的应变输出。3.比较单臂、半桥、全桥灵敏度关系。13 直流双臂电桥测量低电阻目的内容：1掌握用双臂电桥测低值电阻的原理。2学会用双臂电桥测低值电阻的方法。3了解测低值电阻时接线电阻和接触电阻的影响及其避免的方法。14 交流电桥目的内容:1了解交流电桥的工作原理和特征2掌握交流电桥测量电感、电阻、电容的原理，学会推导测量

7、公式2学会使用万能电桥，掌握最佳测量方法.15 磁天平目的内容:1.了解磁天平的结构和工作原理2.利用磁天平测定样品的磁化率16 弗兰克-赫兹实验目的内容：1.了解电子与原子之间的弹性碰撞和非弹性碰撞；2.观察实验现象，加深对玻尔原子理论的理解；3.了解弗兰克-赫兹干涉仪的结构、原理，学会它的调节和使用方法；4.测量氩原子的第一激发势。17 密立根油滴目的内容：1.测定基本电荷。2.验证电荷的不连续性18 灵敏电流计目的内容：1.了解灵敏检流计的工作原理2.观察在过阻尼、欠阻尼、临界阻尼吓得运动状态3.掌握测量电流计内阻和灵敏度的方法19 电表的制作与定标目的内容：1.掌握电流表和电压表的基本

8、原理和设计方法2.学会电表的组装与定标20 非线性电路混沌目的内容：1.测量非线性单元电路的伏安特性2.用示波器观测 LC 振荡器产啥呢规定波形与经 RC 移相后的波形及其相图3.观察 LC 振荡器产生的波形周期分岔及混沌现象，对非线性有初步的认识21 高温超导材料特性测试目的内容：1.了解高温临界温度超导材料的基本特性，掌握其测量方法2.了解金属和半导体 PN 结随温度变化的伏安特性级温差电效应3.学习低温温度计的比对和使用方法，以及低温温度控制的简便方法22 介电常数的测定目的内容：1.用介电谱仪测量物质在交变电场中介电常数和损耗角2.掌握对信号的正交分量进行比较、分离、测量的方法23 傅

9、立叶分解合成目的内容：1. 掌握傅立叶分析法，2. 了解方波、三角波的分解和合成的原理和过程24 地磁场测量目的内容：1. 掌握磁阻传感器的使用方法2. 掌握地磁场的测量方法25 液体电导率测量目的内容：1. 了解互感式液体电导率传感器的工作原理，测量放入液体中时传感器输出电压与液体 电导率的关系2. 测量是温室时盐水饱和溶液的电导率3.测量盐水溶液电导率与温度的关系曲线26 静电场描绘目的内容：1. 了解静电场模拟的依据2. 学会用模拟法描绘静电场3.测绘静电场的等位线、电力线27 磁阻效应实验目的内容：1. 了解磁阻现象与霍尔效应的关系与区别2. 测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强度的关系3

10、. 作出锑化铟传感器的电阻变化与磁感应强度的关系曲线28 四探针仪测量电阻率目的内容：1. 了 解 四 探 针 电 阻 率 测 试 仪 的 基 本 原 理2. 了解的四探针电阻率测试仪组成、原理和使用方法3. 对给定的物质进行实验，并对实验结果进行分析、处理29 频谱分析仪实验目的内容：1. 了解频谱分析仪的一般功能原理2. 初步使用 GSP-930 频谱分析仪3. 用 GSP-930 频谱分析仪分析测试简单的信号30 LED 多功能特性测试目的内容：1. LED 的光强分布特性测试2. LED 混色实验3. LED 点阵显示31 新能源试验系统目的内容：1. 了解太阳能电池发电原理2. 了解

11、太阳能光伏板能量转换3. 探讨环境对光伏转换影响32 电学设计性实验装置目的内容：1. 电源外特性的测量2. 整流滤波电路3. RLC 元件的一阶和二阶暂态特性33 光敏传感器光电特性实验目的内容：1.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2.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3.了解硅光敏 二极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线4.了解硅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34 光伏探测器光电特性实验1. 测量光敏电阻的光电特性2. 研究光伏探测器的光电特性35 A 类超声诊断与超声特性实验目的内容：1. 用 A 类超声实

12、验仪测量水中声速或测量水层厚度2. 用 A 类超声实验仪测量固体厚度及超声无损探伤36 磁致伸缩综合实验目的内容：1. 了解磁致伸缩现象2. 磁 致 伸 缩 系 数 随 磁 场 变 化 关 系 的 测 量 37 磁光克尔效应实验仪目的内容：1. 了解磁光克尔效应2. 对磁性薄膜和超薄膜进行原位测量38 振动样品磁强计与磁化测量目的内容：1. 了解振动样品磁强计测量材料磁化曲线的原理2. 用已知磁化曲线的镍球对振动样品磁强计进行定标3. 用振动样品磁强计测量锰锌铁氧体小球的磁化曲线，计算饱和磁化强度39 高温居里温度居里点测试目的内容：1. 初步了解铁磁性转变为顺磁性的微观机理2. 学习高、低温居里温度测试仪测定居里温度的原理和方法3. 测定铁磁样品的居里温度40 传感器设计性实验目的内容：1. 了解多种温度传感器特性2. 设计温度控制器3. 用自己设计的温度控制器来研究不同温度传感器特性三、实验教科书1.李健主编，基础物理实验第一册、第二册，兰州大学出版社，2012 年2.电磁学实验教学小组自编讲义