全国高等教育自学考试建筑工程专业（本科）

《物理（工）》课程实践环节培训与考核基本要求

一、培训与考核目的

物理实验是理工科各类专业学生进行科学实验基本训练的重要基础课程。

（一）通过实验现象的观察、分析和对物理量的测量,学习物理实验知识，加深对物理理论知识的理解。

（二）培养和提高学生的科学实验能力。

（１）借助教材和仪器说明书正确使用常用仪器。

（２）能够运用物理学理论对实验现象进行观察、分析和判断。

（３）能够正确记录和处理实验数据撰写合格的实验报告。

二、培训与考核的基本内容

为了满足物理实验（工）本科教学的要求，考生至少要完成以下十个实验中的八个实验。

（一）金属丝杨氏弹性模量的测定

（二）抛射体运动的照相法研究

（三）转动定律和转动惯量

（四）空气密度和气体普适恒量的测定

（五）惠斯登电桥

（六）霍耳效应及霍耳法测量磁场

（七）模拟法描绘静电场

（八）望远镜和显微镜放大率的测量

（九）等厚干涉

（十）声速的测定

上述实验的基本原理，实验步骤，实验方法，数据记录和处理方法见有关“大学物理实验教程”，对各项实验的培训与考核的基本要求如下：

实验（一）金属丝杨氏弹性模量的测定

１．实验目的

１）不同长度测量器具的选择和使用。

２）掌握光杠杆测微原理及装置的调节。

３）测定钢丝的杨氏弹性模量Ｅ值。

４）学习误差分析和误差均分原理思想，学习数据处理及测量最终结果表达。

２．主要实验装置

光杠杆，皮尺，米尺，游标尺，螺旋测微计，钢丝，砝码等。

３．实验内容

１）光杠杆的调整和使用。

２）测量钢丝在不同负重下的伸长变化。

３）合理选择并正确使用不同的测长仪器来测量其它长度量。

４．数据记录与处理

１）用逐差法处理荷重钢丝长度的变化。

２）计算杨氏弹性模量Ｅ的平均值。

３）导出Ｅ的最大相对误差和绝对误差，写出测量结果表达式，E

=

±

E

E∆

５．思考题

１）如果考虑减少和消除本实验的系统误差？

２）选用不同量具测量不同长度量的根据是什么？

３）什么叫逐差法处理数据？它的优越性何在？

４）从误差分析角度来定量说明：为什么用不同量度测量不同的长度？并指出哪些量更需要仔细测量？

实验（二）抛射体运动的照相法研究

１．实验目的

１）学习多次曝光法对运动物体进行动态研究。

２）学习拍摄、洗印和放大等照相基本技术。

３）学习用表差法处理数据―――从中找出运动方程。

２．主要实验装置

１３５照相机，遮光盘，厘米方格架及抛射体发射架，放大冲洗设备。

３．实验内容

１）多次曝光法拍摄抛射体的运动多点轨迹。

２）用光电计时器测量遮光盘中拍摄孔的曝光周期Ｔ。

３）冲洗负片。

４）放大正片。

４．数据记录与处理

１）从放大了的照片中读出各时刻的抛体位置，列表记录。

２）表差法分析斜抛体水平方向和垂直方向的运动方程。

３）计算重力加速度g，写出测量结果表达式，分析误差原因。

５．思考题

１）表差法和逐差法处理数据有何不同？

２）实验数据，哪些应该用表差法处理？哪些该用逐差法处理？

实验（三）转动定律和转动惯量

１．实验目的

１）转动物体在总质量不变的情况下，转动惯量的大小与其质量相对于转轴的分布情况有关

的现象，加深对转动惯量的理解。

２）验证转动定律。

３）巩固用图解来分析处理实验数据的方法。

２．主要实验装置

转动系统，角加速度的测定装置，气轴承。

３．实验内容

１）调整转动系统的平衡。

２）验证圆柱体转动惯量公式和平行轴定理。

３）验证转动定律。

４．数据记录与处理

用列表和图解法处理实验数据。

实验（四）空气密度和所体普适恒量的测定

１．实验目的

１）测量空气的密度。

２）了解低真空的获得和检测方法。

３）掌握分析天平、福廷式气压计的正确使用方法。

２．要实验装置

机械泵，整套抽气系统，玻璃泡，阻尼分析天平，福廷式水银气压计，温度计。

３．实验内容

１）用阻尼分析天平称衡装有空气的玻璃泡的质量M泡＋气。

２）称出被抽除空气后的玻璃泡的质量M泡。

３）测出玻璃泡容积V，读出室温t和大气压强P。

４．据记录与处理

１）计表格记录所测物理量的值.

２）用公式和实验数据,算出d0和R的结果表达式,并与公认值比较算出相对误差。

５．思考题

１）如何测量玻璃泡的容积？

２）在称衡玻璃泡的质量时，是否要考虑空气的浮力作用？

３）有哪些因素影响了实验结果的准确度？

实验（五）惠斯登电桥

１．实验目的

１）掌握直流平衡单臂电桥的原理和特点。

２）掌握正确使用ＱＪ－２３型盒式电桥测量电阻的方法。

３）学习对测量结果的误差分析。

２．主要实验装置

万用表，电阻箱，检流计，保护开关，ＱＪ－２３型盒电桥，待测电阻，直流电源。

３．实验内容

１）组装电桥。

２）ＱＪ－２３型盒式电桥的使用。

３）测量待测电阻。

４．据记录与处理

１）表格记录所测物理量的值。

２）利用公式和实验数据,算出R的结果表达式。

５．思考题

１）哪些因素影响了实验结果的准确度？

实验（六）霍耳效应及霍耳法测量磁场

１．实验目的

１）学习霍耳效应测定霍耳元件有关参数。

２）应用特斯拉计测量磁场。

２．主要实验装置

特斯拉计。

３．实验内容

１）根据霍耳电势的极性，判断Ｎ或Ｐ型半导体。

２）正确使用特斯拉计。

３）用特斯拉计测定电磁铁的励激曲线（ＩＭ－Ｂ曲线）

４）测定霍耳元件的ＩＨ－ＶＨ曲线，算出霍耳灵敏度ＫＨ。

５）确定霍耳系数和载流子密度。

４．思考题

１）用特斯拉计测量磁场时，是否只要把由霍耳元件做的测量探头任意插入待测空间处就可以了？为什么？

２）用特斯拉计时为什么要先“校准”，即置指针于“校准”线处，它的内涵是什么？