电磁学试验教学大纲.docx

1、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-1-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

2、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

3、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。-2-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

4、。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

5、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

6、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。-3-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CEN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：CEN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

7、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=030V、滑线变阻器240、电压表A:1.5V3.V7.5V（1.537.5）、B:15V30V75V用来测量高电阻或二极管反向伏安特性曲线。毫安表25mA50mA100mA内阻数量级、微安表(100A、R=1900)、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；

8、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：-4-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S

9、I；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1、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100（粗调）、17（细调）、电阻箱99999.9、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

10、装简易万用表的方法。内容：1、 将量程为100A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100A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100A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：

11、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-5-楚雄师范学院物理与电子科学系物理学专业课程纲要发生器的使用方法；内容

12、：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UPP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

13、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VHIM（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：ZKYHS霍尔效应实验仪、ZKYHC霍尔效应测试仪、导线实验十三、LRC电路谐振特

14、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-6-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41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。23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