电磁学试验教学大纲.docx
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电磁学试验教学大纲
楚雄师范学院物理与电子科学系物理学专业课程纲要
楚雄师范学院
课程教学大纲
物理学专业
电磁学实验
物理与电子科学系
2008 年 2 月
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楚雄师范学院物理与电子科学系物理学专业课程纲要
楚雄师范学院物理与电子科学系
物理学专业电磁学实验课程基本信息
课程代码：
课程中文名称：
电磁学实验
课程英文名称：
课程性质：
必修课
使用专业：
物理学
开课学期：
二年级
总学时：
50 学时
总学分：
2 学分
预修课程：
高等数学
教材名称：
大学物理实验——电磁学部分
参考书：
1、 谢行恕 康士秀 霍剑青主编《大学物理实验》，高等教育出版社 2001 年 6 月。
2、 万纯娣 王永新 万春华等编《普通物理实验》南京大学出版社 2000 年第三版。
3、 袁冬媛 徐富新主编《大学物理实验教程》中南大学出版社 2002 年 8 月第二版。
4、 陆廷济 胡德敬 陈铭南主编《物理实验教程》同济大学出版社 2000 年。
9 月。
5、 杨述武主编《普通物理实验》高等教育出版社 2002 年 5 月第三版。
课程简介：
电磁学实验是物理学本科专业开设的一门重要的基础课，是理工科学生的一门必修课，在大
学基础教育中占有重要地位。
电磁学实验学生学习和研究物理学的基础，是为了培养物理专业学生
运用电磁学基本仪器对相关电磁学物理量进行测量技能训练的必修课，在学生将来的工作中有很广
泛的应用，它与电磁学理论和电子技术课程有非常紧密的联系、是现代科学科学技术的基础。
电磁
学实验基本知识、基本技能等内容，通过本课程的学习，使学生较系统地掌握电磁学实验的基本理
论、基本的实验技能，培养学生动手能力和创新能力、分析问题、解决问题的能力。
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楚雄师范学院物理与电子科学系物理学专业课程纲要
楚雄师范学院物理与电子科学系
物理学专业《电磁学实验》课程教学大纲
一．概述
1、课程的目的和任务
电磁学实验是继力学实验和热学实验之后开设的基础物理实验课程，是物理学专
业的专业基础课。
电磁学实验内容主要包括：
电场和磁场的描述；直流电路，交流电
路；非电量与电量之间的转换；带电粒子在磁场中的运动；不确定度理论等内容。
开
设电磁学实验课的目的，一方面是使学生较系统地掌握电磁学实验基本仪器的使用方
法；培养学生实验基本技能；另一方面是通过实验培养学生的科学态度、科学方法和
科学精神。
电磁学实验课的任务是：
通过本课程的教学，使学生对实验科学中讲究客
观真实的要求有一定的认识，具有应用常规电磁学学实验仪器进行实验观测的能力，
能正确理解不确定度概念，能初步计算 A 类不确定度和进行数据处理。
具有设计简单
实验方案的能力。
2、课程的基本要求
通过理论课教学，使学生初步熟悉有关的不确定理论。
数据处理方法，如直接测
量物理量测量值的数据处理；用不确定度传递理论计算间接测量量的不确定度；不确
定度估计和最小二乘法；知道电磁学实验基本仪器基本知识及电磁学实验注意事项等。
通过实验教学，使学生加深对静电场和稳恒磁场分布规律的认识；掌握电流、电
压、电阻、电动势和磁感应强度等基本量的测量方法；熟练地使用电流表、电压表、
电桥、电位差计、检流计、标准电池、标准电容、标准电感、电阻箱等基本测量仪器
与仪表，学会用信号发生器、毫伏表进行测量，用示波器观察电信号的波形及进行有
关量的测量；能初步分析实验中存在的不确定度，并能计算 A 类不确定；能用不确定
传递公式计算间接测量量的不确定；会用列表法、逐差法、作图法和最小二乘法处理
数据。
通过综合性设计性实验教学，使学生了解设计实验方案的基本方法。
实验分组为 2 人一组。
3、课程的学时安排
总学分：
学分
大纲共列出 15 个实验，（实际做实验 14 个）实验时每周 6 学时（预习 1 学时，
实习 3 学时，分两大组）
每组总学时：
46 学时（理论 4 学时实验 42 学时）
4、授课对象
物理与电子科学系物理学（师范类）本科专业
5、先修课程
力学实验和热学实验、电磁学。
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楚雄师范学院物理与电子科学系物理学专业课程纲要
二．课程内容与学时分配
第一篇．测量的不确定度和数据处理（4 学时）
1、测量的不确定度
2、常用的数据处理方法。
要求：
（1）理解不确定度概念；知道不确定度的类型。
（2）会计算不确定度；
（3）会运用常用的数据处理方法处理数据。
实验一、用稳恒电流场模拟静电场
目的：
用模拟法研究静电场；会使用 CE—N 静电场描绘仪。
内容：
1、描绘无限长同轴圆柱之间的电场的等势线；
2、练习运用线性回归法处理数据。
主要仪器：
CE—N 静电场描绘仪、探针、游标卡尺、滑线变阻器、钢尺、复写纸、
纸、圆规（自备）
实验二 用伏安法测电阻
目的：
理解分压电路。
掌握分压器的使用方法；掌握在测量对象为低电阻和高电阻
时电压表的两种接法。
练习计算 A 类不确定度。
练习应用列表法和作图法处理数据。
了解二极管的伏安特性。
会选择、使用电压表和电流表。
内容：
1、用伏安法测两只不同电阻的电阻值；
2、测量一只二极管的伏安特性。
主要仪器：
直流电源 U=0～30V、滑线变阻器 240Ω、电压表 A:
1.5V—3.V—
7.5V（1.5Ω 3Ω 7.5Ω）、B:
15 V 30 V 75 V 用来测量高电阻或二极管反向伏安特性
曲线。
毫安表 25 mA——50 mA——100mA 内阻数量级、微安表（100μA、R=1900Ω）、
万用表（自备）、
实验三、用直流（惠斯登）电桥测电阻
目的：
掌握用直流电桥测电阻的原理和方法；掌握用箱式单电桥测电阻的方法；
理解电桥的灵敏度概念。
内容：
1、用直流电桥测量两只不同电阻的电阻值；
2、用 QJ23 型直流电阻电桥测量四只不同电阻的电阻值；
主要仪器：
滑线式单电桥、QJ23 型直流电阻电桥、直流电源、电阻箱、滑线变阻器、
检流计（指针式）、待测电阻四只、开关、导线等
实验四、灵敏电流计特性的研究
目的：
了解灵敏电流计的基本结构和工作原理；掌握灵敏电流计和标准电阻的正确
使用方法；理解灵敏电流计线圈的三种阻尼运动． 掌握测量灵敏电流计内阻 RG 和灵敏
度 SI 的方法．
内容：
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楚雄师范学院物理与电子科学系物理学专业课程纲要
1、 观察判断灵敏电流计线圈的三种阻尼运动状态；
2、 测量灵敏电流计内阻 RG 和灵敏度 SI；
3、 用线性回归法处理数据。
主要仪器：
灵敏电流计——AC15/6 型直流复射式灵敏电流计 、直流电源、电阻箱、
标准电阻 1Ω、滑线变阻器、 直流电压表、单刀双掷开关、双刀双掷换向开关等
实验五、用板式电位差计测量电池的电动势和内电阻
目的：
理解补偿法则的原理；掌握电位差计的结构和使用方法；
内容：
用板式电位差计测量电池的电动势和内电阻
主要仪器：
11 线板式电位差计、直流稳压电源、标准电池、检流计、滑线变阻
器 100Ω（粗调）、17Ω（细调）、电阻箱 99999.9Ω、待测电池、单刀双掷 2 只、双刀
双掷 1 只、导线。
实验六、简易万用表的制作
目的：
了解磁电式表的基本结构；掌电表扩大量程的原理和方法；掌握电表的校
准方法。
学会焊接和组装简易万用表的方法。
内容：
1、将量程为 100μA 的微安表改装成量程为 20mA 的电流表并进行较准；
2、将量程为 100μA 的微安表改装成量程为 3V 的电压表并进行较准；
3、组装成一只量程为 20mA 和 3V 的简易万用表。
主要仪器：
量程为 100μA 的微安表、量程为 25mA 的标准电流表（0.5 级）、量
程为 3V 标准电压表（0.5 级） 、 直流稳压电源电阻箱、滑线变阻器、 开关、导
线、波段开关、焊锡、电烙铁，等
实验七 用双臂电桥测低电阻
目的：
理解用双臂电桥测量低电阻的原理。
掌握用双臂电桥测量低电阻的方法。
掌握测量金属棒电阻率的方法。
内容：
1、用双臂电桥测量三根金属棒的电阻，进而测量出三根金属棒的电阻率；
主要仪器：
SB-82 型滑线式直流双臂电桥 、 箱式双电桥 、直流电源、 滑线变
阻器、 检流计、游标卡尺、毫米刻度尺、待测圆柱形金属棒 3 根等
实验八、磁场的描绘
目的：
理解感应法测磁场的原理；掌握用感应法研究磁场的方法；掌握晶体管毫伏
表和函数信号发生器的使用方法。
内容：
1、 描绘圆电流磁场的磁感应线；
2、 研究圆电流轴向磁场的分布；
3、 描绘亥姆霍兹线圈中的磁场均匀区。
主要仪器：
亥姆霍兹线圈、晶体管毫伏表、函数信号发生器、纸、复写纸、胶布、
滑线变阻器、交流毫安表；
实验九、示波器的使用
目的：
了解示波器的结构和工作原理，掌握示波器的作用和使用方法；掌握信号
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发生器的使用方法；
内容：
1、用示波器观察方波、锯齿波、正弦波的波形；
2、测量正弦波的 UP—P 电压值和频率（周期）。
3、测量电池的电压。
主要仪器：
函数信号发生器、二踪示波器
实验十、交流电的测量
目的：
掌握用示波器测量频率的方法（用利萨如图形法）；掌握用示波器测量正
弦信号相位差的方法（用利萨如图形法）。
用示波器观察二极管的伏安特性曲线。
内容：
1、用示波器测量正弦信号的频率和相位差（用利萨如图形法）；
2、用示波器测量 RC 电路的相频特性。
3、用示波器观察二极管的伏安特性曲线。
主要仪器：
示波器、多用信号发生器、函数信号发生器、二极管、电容箱、电阻
箱
实验十一交流电桥
目的：
了解交流电桥的原理和作用；掌握交流电桥的平衡条件及调节平衡的方法。
内容：
1、用自组交流电桥测量电感的值。
2、用自组交流电桥测量电容的值。
主要仪器：
低频信号发生器、真空管毫伏表（或二踪示波器）、电阻箱（三只）、
电容箱、标准电感、待测电容、电感等。
实验十二、霍耳效应及其运用
目的：
了解霍耳效应及霍耳元件有关参数；理解霍耳电压 VH 与工作电流 I 的关
系；掌握用霍耳效应测量磁感应强度 B 及其分布的方法；
内容：
1、测量霍耳元件的霍耳电压 VH 与工作电流 I 的关系曲线；
2、应用霍耳效应测量 VH——IM（励磁电流）之间的关系；
3、应用霍耳效应测量磁感应强度 B 及其分布。
主要仪器：
ZKY—HS 霍尔效应实验仪、ZKY——HC 霍尔效应测试仪、导线
实验十三、LRC 电路谐振特性研究
目的：
掌握 LRC 幅频特性的测量方法；理解 LRC 串联电路谐振特性；理解 LRC 并
联电路谐振特性；了解 Q 值的物理意义，掌握 Q 值的测量方法。
内容：
1、测量和研究 LRC 串联电路的幅频特性曲线；
2、测量和研究 LRC 并联电路的幅频特性曲线；
主要仪器：
YB1602 函数信号发生器、YB2172 晶体管毫伏表、标准电感、电阻箱、
电容箱。
实验十四、LRC 串联电路暂态过程的研究
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序
号
实验名称
实验内容
每
组
人
数
学
时
实
验
类
型
实
验
要
求
开
设
学
期
备注
测量的不确定度和
数据处理
测量的不确定度和数据处理
电磁学实验预备知识
全
班
4
1
用稳恒电流场模拟
静电场
1、 用电流场模拟静电场的原理和
方法；
2、初步学会用线性回归法处理数据。
2
3
基
础
必
做
三
实验
报告
2
伏安法测电阻
1、用伏安法测量低电阻和
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