大学设计性物理实验
大学物理实验设计方案
大学物理实验设计方案引言：大学物理实验对于学生学习物理知识和培养实践能力具有至关重要的作用。
通过实验，学生可以深入理解物理概念、掌握实验操作技能以及培养科学探究的能力。
因此，本文将介绍一种针对大学物理实验课程设计的方案，旨在提供一个综合性、实用性强的实验项目，以满足学生的学习需求。
实验目标：本实验的目标是帮助学生通过实践操作和观察，掌握力学、光学、电磁学等物理学科的基本理论与实验方法。
同时，通过团队合作，培养学生的实验设计和数据分析能力，提高其科学研究思维和创新能力。
实验内容：本实验方案主要包括以下几个具体的实验项目：1. 弹簧的拉伸与弹性势能测量实验目的：探究弹簧的拉伸性质和弹性势能的关系实验步骤：使用一弹簧，通过测量受力和位移，计算弹簧的拉伸量以及弹性势能实验要求：精确测量实验数据，合理设计实验装置，注意安全操作2. 杆上的转子平衡实验实验目的：研究力矩平衡的条件与原理实验步骤：在一树脂杆上悬挂多个重力均匀分布的转子，通过调节位置使得杆保持平衡状态实验要求：精确测量实验数据，加深对力矩平衡的理解与应用3. 球体滚下斜面实验实验目的：通过测量球体在斜面上滚动的加速度，研究运动学与动力学关系实验步骤：在斜面上放置球体，测量球体加速度与斜面角度的关系实验要求：理论计算与实验测量相结合，提高数据处理和分析能力4. 光的折射实验实验目的：研究光在介质中的折射规律与折射率计算实验步骤：通过改变光线入射角度，测量光在不同介质中的折射角度，计算折射率实验要求：精确测量实验数据，加深对光的折射现象与光学定律的理解5. 电磁感应实验实验目的：研究磁场对导体的感应电动势产生的影响实验步骤：通过改变磁场强度和导体运动状态，测量感应电动势与磁场、导体相对运动速度的关系实验要求：精确测量实验数据，探索磁感应现象与电磁感应规律的关系实验设计与要求：1. 实验选材：根据学生的学习年级和知识储备，选择适合的实验项目，并确保实验器材的可获得性和安全性。
设计性物理实验
设计性物理实验(总21页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--设计性物理实验一. 物理实验的现状物理实验是理工科大学学生必修的一门重要基础实验课。
着名的物理学家麦克斯韦对物理实验的教育功能早有阐述，他说：“这门课程，除了在实践上保持在大学里长期培养的注意力和分析力外，也促进学生锤炼自己观察的敏锐和动手操作的能力。
”正是如此，各学校对物理实验都非常重视。
从八十年代开始，国内重点大学对物理实验独立设课（我校是1982年对物理实验独立设课的，学时数为54学时，3个学分）。
全国每年都有几次物理实验研讨会、学术交流会，西北地区有物理实验协作组、陕西各高校物理实验协作组都定期进行教学研讨。
尽管从事物理实验教学的教师作了巨大的努力，但由于历史的原因，物理实验和时代有所脱节，不能反映当前物理学的发展及科学技术发展的现状，具有明显的陈旧性、滞后性、非实用性。
传统的教学方式是：学生实验前先予习实验讲义，每个实验的目的、仪器、原理、实验内容、数据表格、数据处理都写得清清楚楚。
学生在做实验过程中，基本上是“按部就班”，“照葫芦画瓢”。
在实验中，学生没有充分锻炼自己动手能力和思维能力，而是把实验当做一种任务来完成，测量记录出所需数据就大功告成。
从某种意义上讲，实验只是学生对所学知识的验证，重复和再现。
而在知识的灵活运用上、与现代科学技术结合上、以及培养学生综合分析、解决问题的能力等方面，需要得到进一步的加强。
二. 开设设计性物理实验课的目的随着现代化科学技术的飞速发展，当今世界学科门类已愈数千，不仅物理学本身内容不断更新，而且出现了不少边缘学科。
就其测量技术而言，测量方法，测量手段，所用仪器仪表等也是日新月异。
教育要面向现代化，面向世界，面向未来，这是高校改革的根本目标。
进入21世纪的教育，必须适应现代社会需要，着重培养学生的综合分析问题和解决问题的能力、创造力和创造精神。
关于物理创新实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景与目的随着科学技术的不断发展，物理实验在培养大学生创新思维、实践能力和科学素养方面发挥着越来越重要的作用。
为了更好地锻炼学生的实验技能，激发学生的创新意识，我们开展了本次物理创新实验。
本次实验旨在通过设计、搭建和调试一个新型实验装置，探索物理原理在实际应用中的创新实践，培养学生的动手能力、团队协作精神和创新能力。
二、实验原理与装置1. 实验原理：本实验以电磁感应原理为基础，通过设计一个具有创新性的实验装置，验证法拉第电磁感应定律，并研究电磁感应现象与相关物理量的关系。
2. 实验装置：实验装置主要由以下部分组成：- 电源：提供稳定的交流电源；- 金属棒：作为导体，在磁场中运动；- 磁场发生器：产生均匀磁场；- 电流表：测量感应电流；- 数据采集系统：记录实验数据；- 电脑：处理实验数据，绘制曲线。
三、实验步骤与过程1. 搭建实验装置：按照实验原理图，将电源、金属棒、磁场发生器、电流表、数据采集系统和电脑连接起来，确保各部分连接正确、牢固。
2. 调节实验参数：- 调节电源输出电压，使其在安全范围内；- 调节磁场发生器的磁场强度，使其达到预定值；- 调节金属棒与磁场发生器的距离，确保实验过程中金属棒在磁场中运动。
3. 进行实验：- 在金属棒运动过程中，通过数据采集系统实时记录感应电流的变化；- 改变金属棒的运动速度、磁场强度等参数，观察感应电流的变化规律。
4. 数据处理与分析：- 对实验数据进行整理和分析，绘制感应电流与时间、速度、磁场强度等参数的关系曲线；- 根据实验结果，验证法拉第电磁感应定律，并研究电磁感应现象与相关物理量的关系。
四、实验结果与分析1. 实验结果：- 实验结果表明，感应电流与金属棒的运动速度、磁场强度等因素密切相关；- 当金属棒运动速度增加、磁场强度增大时，感应电流也随之增大。
2. 结果分析：- 通过实验，我们验证了法拉第电磁感应定律的正确性；- 同时，我们发现了电磁感应现象与相关物理量的关系，为电磁感应在实际应用中的创新实践提供了理论依据。
大学物理设计性实验光的色散研究1
大学物理设计性实验方案题目:光的色散研究学院：物理与电子工程学院专业：物理学班级：10级物本（1）学号：2010405266学生姓名：雷利梅一、实验目的1.进一步加深对分光计的认识，掌握调整和使用分光计的方法。
2.掌握测定棱镜顶角的方法。
3.掌握用最小偏向角法各色光线折射率的方法。
二、实验仪器分光计、三棱镜、高压汞灯三、实验原理1.玻璃三棱镜折射率的测量原理图一表示单色光在三棱镜主截面（垂直于两折射面的截面）内的折射。
PD 为入射光线，两次折射后沿EP ′方向出射。
入射光线与出射光线之间的夹角δ叫做偏向角，从图中可见 δ ＝∠FDE ＋∠FED＝（i 1- γ1）+（φ - γ2）因为顶角 A ＝γ1+γ2所以 δ ＝（i 1 + φ）-A （0-3-1）对于给定的棱镜，其顶角A 和相对于空气的折射率n 都有一定值，因而偏向角δ只随入射角i 1而改变。
可以证明，当i 1＝φ时，偏向角有极小值δmin ，称为棱镜对某单色光的最小偏向角，将i 1＝φ代入（0-3-1）式，得δmin ＝2 i 1－A或 i 1＝（δmin +A ）/ 2而A ＝γ1＋γ2＝2γ1，即γ1=A/2,由折射定律可得：（0-3-2）)2/sin(]2/)sin[(sin sin min 11A A i n +==δγ图一用分光计测出三棱镜顶角A 和棱镜对某单色光的最小偏向角δmin ，就可以用（0-3-2）式求出棱镜玻璃材料对空气的相对折射率n 。
此法称为最小偏向角法。
由于透明介质材料的折射率是光波波长的函数，故同一棱镜对不同波长的光具有不同的折射率。
当复色光经过棱镜折射后，不同波长的光将产生不同的偏向而被分散开来。
2.棱镜顶角的测量方法用自准法测量三棱镜顶角当望远镜已调焦无穷远，则望远镜自身产生平行光。
用小灯照亮目镜中的双十字叉丝，固定平台，旋转望远镜正对AB 面，如右图，使从AB 面反射回来的十字像位于上叉丝中央，记录两游标的读数φ 1和φ 1′。
大学物理实验设计性实验方案
普通物理实验设计性实验方案实验题目：简单显微镜的设计班级：物理学2011级（2）班学号：2011433175姓名：唐洁指导教师：陈广萍凯里学院物理与电子工程学院2013 年3月简单显微镜的设计要求：1. 了解显微镜的基本光学系统及放大原理，以及视觉放大率等概念；2. 学会按一定的原理自行组装仪器的技能及调节光路的方法；3. 学会测量显微镜的视觉放大率；4. 简单显微镜的放大率为31.8；5. 物镜与目镜之间的距离为24cm ，即光学间隔为16.6cm 。
序 言显微镜是最常用的助视光学仪器，且常被组合在其他光学仪器中。
因此，了解并 掌握它的构造原理和调整方法，了解并掌握其放大率的概念和测量方法，不仅有助于加 深理解透镜的成像规律，也有助于正确使用其他光学仪器。
一、实验原理（一）、光学仪器的视觉放大率显微镜被用于观测微小的物体，望远镜被用于观测远处的目标，它们的作用都是 将被观测的物体对人眼的张角（视角）加以放大。
显然，同一物体对人眼所张的视角与 物体离人眼的距离有关。
在一般照明条件下，正常人的眼睛能分辨在明视距离处相距为 0.05～0.07mm 的两点。
此时，这两点对人眼所张的视角约为/1，称为最小分辨角。
当微小物体（或远处物体）对人眼所张视角小于此最小分辨角时，人眼将无法分辨，因而 需借助光学仪器（如放大镜、显微镜、望远镜等）来增大物体对人眼所张的视角。
这是 助视光学仪器的基本工作原理，它们的放大能力可用视觉放大率Γ表示，其定义为ww tan tan /=Γ （1）式中，w 为明视距离处物体对眼睛所张的视角，/w 为通过光学仪器观察时在明视距离 处的成像对眼睛所张的视角。
（二）、显微镜及其视觉放大率最简单的显微镜是由两个凸透镜构成的。
其中，物镜的焦距很短，目镜的焦距较 长。
它的光路如图所示，图中的o L 为物镜（焦点在o F 和/o F ）,其焦距为o f ；e L 为目镜， 其焦距为e f 。
大学物理实验课程设计实验报告完整版
编号：TQC/K376大学物理实验课程设计实验报告完整版Daily description of the work content, achievements, and shortcomings, and finally put forward reasonable suggestions or new direction of efforts, so that the overall process does not deviate from the direction, continue to move towards the established goal.【适用信息传递/研究经验/相互监督/自我提升等场景】编写：________________________审核：________________________时间：________________________部门：________________________大学物理实验课程设计实验报告完整版下载说明：本报告资料适合用于日常描述工作内容，取得的成绩，以及不足，最后提出合理化的建议或者新的努力方向，使整体流程的进度信息实现快速共享，并使整体过程不偏离方向，继续朝既定的目标前行。
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北方民族大学大学物理实验（设计性实验）实验报告指导老师：王建明姓名：张国生学号：XX0233学院：信息与计算科学学院班级：05信计2班重力加速度的测定一、实验任务精确测定银川地区的重力加速度二、实验要求测量结果的相对不确定度不超过5%三、物理模型的建立及比较初步确定有以下六种模型方案：方法一、用打点计时器测量所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的p点，用米尺测出op的距离为h，其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g.方法二、用滴水法测重力加速度调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个（n取50—100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法三、取半径为r的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面重力加速度的计算公式推导如下：取液面上任一液元a，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力n.由动力学知：ncosα-mg=0（1）nsinα＝mω2x（2）两式相比得tgα=ω2x/g，又tgα=dy/dx，∴dy=ω2xdx/g，∴y/x=ω2x/2g.∴g=ω2x2/2y..将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g.方法四、光电控制计时法调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个（n取50—100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法五、用圆锥摆测量所用仪器为：米尺、秒表、单摆.使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h（见图1），用秒表测出摆锥n转所用的时间t，则摆锥角速度ω=2πn/t摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得：g=4π2n2h/t2.将所测的n、t、h代入即可求得g值.方法六、单摆法测量重力加速度在摆角很小时，摆动周期为：则通过对以上六种方法的比较，本想尝试利用光电控制计时法来测量，但因为实验室器材不全，故该方法无法进行；对其他几种方法反复比较，用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉，仪器在实验室也很齐全，故利用该方法来测最为顺利，从而可以得到更为精确的值。
大学物理自主设计性实验
大学物理自主设计性实验（FB716-Ⅱ型物理设计性（传感器）实验装置）实验指导书杭州精科仪器有限公司目录第一、产品简介 (02)第二、实验项目内容 (04)实验一、应变片性能—单臂电桥 (04)实验二、应变片：单臂、半桥、全桥比较 (06)实验三、移相器实验 (08)实验四、相敏检波器实验 (10)实验五、应变片—交流全桥实验 (12)实验六、交流全桥的应用—振幅测量 (14)实验七、交流全桥的应用—电子秤 (14)实验八、霍尔式传感的直流激励静态位移特性 (16)实验九、霍尔式传感的应用——电子秤 (17)实验十、霍尔片传感的交流激励静态位移特性 (17)实验十一、霍尔式传感的应用研究—振幅测量 (18)实验十二、差动变压器（互感式）的性能 (19)实验十三、差动变压器（互感式）零点残余电压的补偿 (20)实验十四、差动变压器（互感式）的标定 (21)实验十五、差动变压器（互感式）的应用研究—振幅测量 (22)实验十六、差动变压器（互感式）的应用—电子秤 (23)实验十七、差动螺管式（自感式）传感器的静态位移性能 (24)实验十八、差动螺管式（自感式）传感器的动态位移性能 (25)实验十九、磁电式传感器的性能 (26)实验二十、压电传感器的动态响应实验 (27)实验二十一、压电传感器引线电容对电压放大器、电荷放大器的影响 (28)实验二十二、差动面积式电容传感器的静态及动态特性 (29)实验二十三、扩散硅压阻式压力传感实验 (30)实验二十四、气敏传感器（MQ3）实验 (32)实验二十五、湿敏电阻（RH）实验 (34)实验二十六、热释电人体接近实验 (34)实验二十七、光电传感器测转速实验 (36)第三、结构安装图片和说明 (37)第一、产品简介一、FB716-II型物理设计性（传感器）实验装置本实验装置主要由以下所述5个部分组成：1．传感器实验台部分：装有双平行振动梁（包括应变片上下各2片、梁自由端的磁钢）、双平行梁测微头及支架、振动盘（装有磁钢、用于固定霍尔传感器的二个半圆磁钢、差动变压器的可动芯子、电容传感器的动片组、磁电传感器的可动芯子、压电传感器），安装时可参考第三部分结构图片及安装说明。
设计性物理实验-黑盒子实验
西北工业大学设计性基础物理实验报告班级:11051401 姓名:日期:2016.05.06黑盒子实验一、实验目的1、学习使用示波器对黑盒子中电学元件进行判别及估算;2、培养设计检测步骤和综合分析推理的能力。
二、实验仪器(名称、型号及参数)TDS1001B波形输出器示波器电阻箱电容箱导线黑盒子三、实验原理黑盒子里的元件可能是干电池、定值电阻、电容器、半导体二极管、电感器等,各元件链接在接线端,元件之间可能是并联、串联。
使用如下电路图:信号发生器输出正弦波信号电压输入;R0取适当值;CH1测量取样电阻箱两端电压;CH2检测信号发生器输出电压;虚线框内的i\j表示黑盒子面板上的接线柱,实验观测中i端对应信号发生器输出正端。
假设信号发生器输出正弦波信号幅度为A0、频率为f,各元件检测判断过程如下:1.电阻元件示波器CH1通道显示U R为正弦波,幅度A< A0,若f变化A不变。
2.电容示波器CH1通道显示U R为正弦波,幅度A< A0,若f变化A也变化,且f和A同变化。
3.电感示波器CH1通道显示U R为正弦波,幅度A< A0,若f变化A也变化,且f和A变化不同步。
4.二极管示波器CH1通道显示U R为半波,并可由脉冲向上还是向下判断二极管的正负极。
5.电池先用示波器判断有无电池,此时示波器为直流。
四、实验内容与方法黑盒子1黑盒子1有四个接线柱,每两个接线柱之间最多连接一个元件,盒内三个元件可能是电池、电阻、电容、电感或半导体二极管。
按一定顺序连接各个接线柱,用示波器测量信号发生器和取样电阻箱两端电压,记录示波器波形;调节信号发生器频率,观察记录A的变化。
黑盒子2黑盒子2内含有三个电磁学元件,组成三角形连接方式。
接线柱1、2之间为X,接线柱2、3之间为Y,接线柱1、3直接为Z。
按照与黑盒子1相同的方法确定各个接线柱之间的电磁学元件,之后测量三个电磁学元件的数值。
将黑盒子内电阻与取样电阻串联可以测得黑盒子内电阻的数值;将黑盒子内电容与取样电容并联可以测得电感、电容的数值。
大学物理设计性实验双臂电桥测低电阻实验报告1
评分：大学物理实验设计性实验实验报告实验题目：用双臂电桥测低电阻班级：姓名：学号：指导教师：原始数据记录：实验原始数据1、测金属棒的电阻率室温：C 仪器误差:千分尺: 直尺:电桥:倍率10-2:2％Rx+2、测金属棒电阻的温度系数l=实验提要：《用双臂电桥测低电阻》实验提要实验课题及任务对于粗细均匀的圆金属导体，其电阻值与长度L 成正比，与横截面积S 成反比，S LR ρ=，式中，ρ为电阻率。
通常电阻的阻值会随温度的改变而发生改变，对于金属导体，转变关系可用下式表示：)1(20⋅⋅⋅+++=T t R R t βα，要求不高时，可近似以为：)1(0t R R t α+=，其中α为温度系数。
要想测量金属电阻的电阻率和温度系数，因为其电阻很小，所以需要用双臂电桥来测量。
《用双臂电桥测低电阻》实验课题任务是：按照所学的知识，设计测量金属棒的电阻率ρ和电阻温度系数α。
学生按照自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用双臂电桥测低电阻》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式，研究测量方式，写出实验内容和步骤。
)，然后按照自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处置，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
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和阅读仪器利用说明书，了解仪器的利用方式，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，设计出实验方式和实验步骤，要具有可操作性。
⑶ 按如实验情形自己肯定所需的测量次数。
⑷ 应该计算法和图解法处置数据。
实验仪器直流双臂电桥，金属棒制作成的四端电阻，直尺，游标卡尺，热水槽，热水等，实验所用公式及物理量符号提示⑴ 电阻率公式：SLR ρ= 其中ρ为电阻率。
若已知导体的直径d ，则： Ld R42πρ=⑵ 金属导体电阻跟测试的关系式：)1(20⋅⋅⋅+++=T t R R t βα要求不高时，可近似以为：)1(0t R R t α+=评分参考(10分)⑴ 正确写出实验原理和计算公式，2分。
物理设计性实验(扭摆测转动惯量)
实验报告课程名称大学物理实验专业班级姓名学号电气与信息学院和谐勤奋求是创新实验题目转动惯量的测定实验室实验时间2011 年12 月6日成绩指导教师签字：【实验目的】（1）扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量和弹簧的扭转常数，并与理论值进行比较；（2）学会转动惯量测试仪的使用方法；（3）了解转动惯量的平行轴定理，理解“对称法”验证平行轴定理的实验思想，学会验证平行轴定理的实验方法。
【实验重点】理解转动惯量与若干因素的关系。
转动惯量是刚体转动时惯性大小的量度，是表明刚体特性的一个物理量。
刚体转动惯量除了与物体质量有关外，还与转轴的位置和质量分布（即形状、大小和密度分布）有关。
如果刚体形状简单，且质量分布均匀，可以直接计算出它绕定轴的转动惯量。
对于形状复杂，质量分布不均匀的刚体，计算将极为复杂，通常采用实验方法来测定，例如机械部件，电动机转子和枪炮的弹丸等。
转动惯量的测量，一般都是使刚体以一定形式运动，通过表征这种运动特征的物理量和转动惯量的关系，进行转换测量。
本实验使物体作扭摆摆动，由摆动周期计算出物体的转动惯量。
【实验难点】平行轴定理的理解。
平行轴定理：刚体对任一轴的转动惯量，等于刚体对于过质心并与该轴平行的轴的转动惯量，加上刚体的质量与两轴间距离的平方的乘积。
【实验仪器】（1）扭摆，附件为空心金属圆筒，实心高矮塑料圆柱体，验证转动惯量平行轴定理用的金属细长杆，金属滑块；数字式电子台秤；（2）转动惯量测试仪。
图2 TH －I 型转动惯量测量仪面板示意图【实验仪器及说明】1．扭摆及几种待测转动惯量的物体：空心金属圆柱体、实心塑料圆柱体、实心塑料球、验证转动惯量平行轴定理用的细金属杆（杆上有两块可自由移动的金属滑块）。
实验中扭摆机座应保持水平，扭摆机架上装有检测水平度的水准泡，机座可以用底座螺栓进行水平调整。
2．TH －I 型转动惯量测量仪：由主机和光电传感器两部分组成。
主机采用新型的单片机作控制系统，用于测量物体转动和摆动的周期，以及旋转体的转速，能自动记录、存储多组实验数据并能够准确地计算多组实验数据的平均值。
大学物理单摆测重力加速度实验设计性实验
大学物理实验设计性实验实验报告单摆法测重力加速度院系：姓名：班级：学号：指导教师：一．实验要求重力加速度是重要的地球物理常数，准确测定它的量值，无论是在科学研究还是在生产实践方面都十分重要。
测定重力加速度的方法很多，如单摆法，自由落体仪法等，本实验是用单摆法测定本地的重力加速度的值。
根据小球从不同角度摆下后所用的时间及其所摆的次数可得出其周期，在分别测出摆线的长度及小球的直径可得摆长长度，在由周期公式便可求的其重力加速度。
1.所用的实验方法：《单摆法测重力加速度》。
2.实验地点：二教五楼实验室。
3.实验时间：2012年 12月23日。
4.环境与类别：室内-设计性试验。
二．实验目的1、用单摆测量重力加速度；2、学习一种验证理论公式的方法；3、了解测量中的主要误差来源及减小误差的方法；仪器用具及实验装置游标卡尺，钢卷尺，单摆小钢球，秒表。
三.实验原理：在偏角小于5°情况下如图1所示，单摆近似做简谐运动，其周期g LT π2=，由此可得重力加速度224T L g π=，测出摆长L 、周期T ，代入上式，可算出g 值。
1.用游标卡尺测小铁球直径d ，测3次，记入表格。
2.把铁夹固定在铁架上端；将细线一端穿过小铁球的孔后打结，另一端固定在铁夹上，并使摆线长比1m 略小； 将做成的单摆伸出桌面外，用米尺测出悬吊时的摆线长L ′（从悬点到小铁球顶端），也测3次，记入表格。
3.将摆球拉离平衡位置一段小距离（摆线与竖直方向夹角小于5°）后放开，让单摆在一个竖直面内来回摆动，用秒表测出单摆30次全振动时间t （当摆球过最低点时开始计时），也测3次，记入表格。
4.求出所测几次d 、L ′和t 的平均值，用平均值算出摆长L d L '+=2，周期30t T =，并由此算出g 值及其相对误差。
5.确认所测g 值在实验允许的误差范围之内后，结束实验，整理器材。
五、实验数据：由实验测得本地重力加速度值为9.806m/s2.七．实验感想物理实验是一个训练学生动手能力的过程，这次物理设计性实验就是一个很好的例子，我们自己收集材料，自己亲自测量各种数据，自己设计属于自己的实验，我通过在网上查找和书籍查找各种材料设计了一个自己的实验，这增强我的动手能力和思维能力，培养了自己独立思考问题的能力。
大学物理设计性实验课目的与要求
大学物理设计性实验课目的与要求：
1、大学物理设计性实验课目的
物理实验课是对大学生进行科学实验基本训练的一门独立的基础课，是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端。
在课程指导委员会的课程教学基本要求中，提出要开设少量的设计性实验或具有设计性内容的实验，使学生在实验方法的考虑、测量仪器的选择和配合、测量条件的确定等方面受到初步的训练。
在物理实验课之后，开设“ 大学物理设计性实验” 课程正是按此要求所设置（单独设课）。
在基础实验完成后，提出一些有利于启发思维，有应用价值的实验课题，便于同学们进行设计性实验。
课题内容介绍，以提出任务、要求和阐述应用背景为宜，而如何解决问题，包括解决问题的原理、方法和所用仪器等由同学自行提出并实践。
大学物理设计性实验根据上述要求选取内容、并组织教学。
2 、大学物理设计性实验课程要求
(1) 了解题目要求，明确任务。
通过大学物理设计性实验课程的学习，进一步加深对物理学原理的理解。
培养和提高学生观察、分析实验现象并独立工作的能力。
(2) 查阅有关资料。
争取做前人未做过的事，寻找解决问题的方法。
从原理、方法和仪器等多方面提出完成课题任务的依据及实验步骤。
(3) 做实验。
数据记录与处理，用计算软件对测量结果评价，总结分析。
(4) 按书写科学论文的要求写出小论文或按要求写成实验报告。
大学物理自主设计性实验
大学物理自主设计性实验（FB716-Ⅱ型物理设计性（传感器）实验装置）实验指导书杭州精科仪器有限公司目录第一、产品简介 (02)第二、实验项目内容 (04)实验一、应变片性能—单臂电桥 (04)实验二、应变片：单臂、半桥、全桥比较 (06)实验三、移相器实验 (08)实验四、相敏检波器实验 (10)实验五、应变片—交流全桥实验 (12)实验六、交流全桥的应用—振幅测量 (14)实验七、交流全桥的应用—电子秤 (14)实验八、霍尔式传感的直流激励静态位移特性 (16)实验九、霍尔式传感的应用——电子秤 (17)实验十、霍尔片传感的交流激励静态位移特性 (17)实验十一、霍尔式传感的应用研究—振幅测量 (18)实验十二、差动变压器（互感式）的性能 (19)实验十三、差动变压器（互感式）零点残余电压的补偿 (20)实验十四、差动变压器（互感式）的标定 (21)实验十五、差动变压器（互感式）的应用研究—振幅测量 (22)实验十六、差动变压器（互感式）的应用—电子秤 (23)实验十七、差动螺管式（自感式）传感器的静态位移性能 (24)实验十八、差动螺管式（自感式）传感器的动态位移性能 (25)实验十九、磁电式传感器的性能 (26)实验二十、压电传感器的动态响应实验 (27)实验二十一、压电传感器引线电容对电压放大器、电荷放大器的影响 (28)实验二十二、差动面积式电容传感器的静态及动态特性 (29)实验二十三、扩散硅压阻式压力传感实验 (30)实验二十四、气敏传感器（MQ3）实验 (32)实验二十五、湿敏电阻（RH）实验 (34)实验二十六、热释电人体接近实验 (34)实验二十七、光电传感器测转速实验 (36)第三、结构安装图片和说明 (37)第一、产品简介一、FB716-II型物理设计性（传感器）实验装置本实验装置主要由以下所述5个部分组成：1．传感器实验台部分：装有双平行振动梁（包括应变片上下各2片、梁自由端的磁钢）、双平行梁测微头及支架、振动盘（装有磁钢、用于固定霍尔传感器的二个半圆磁钢、差动变压器的可动芯子、电容传感器的动片组、磁电传感器的可动芯子、压电传感器），安装时可参考第三部分结构图片及安装说明。
大学物理综合设计性实验(完整)
综合设计性物理实验指导书大学普通物理实验室目录绪论实验1 几何光学设计性实验实验2 LED特性测量实验3 超声多普勒效应的研究和应用实验4 热辐射与红外扫描成像实验实验5 多方案测量食盐密度实验6 多种方法测量液体表面力系数实验7 用Multisim软件仿真电路实验8 霍尔效应实验误差来源的分析与消除实验9 自组惠斯通电桥单检流计条件下自身阻测定实验10 用迈克尔逊干涉仪测透明介质折射率实验11 光电效应和普朗克常数的测定液体电导率测量实验12 光电池输出特性研究实验实验13 非接触法测量液体电导率绪论一．综合设计性实验的学习过程完成一个综合设计性实验要经过以下三个过程：1．选题及拟定实验方案实验题目一般是由实验室提供，学生也可以自带题目，学生可根据自己的兴趣爱好自由选择题目。
选定实验题目之后，学生首先要了解实验目的、任务及要求，查阅有关文献资料（资料来源主要有教材、学术期刊等），查阅途径有：到图书馆借阅、网络查询等。
学生根据相关的文献资料，写出该题目的研究综述，拟定实验方案。
在这个阶段，学生应在实验原理、测量方法、测量手段等方面要有所创新；检查实验方案中物理思想是否正确、方案是否合理、是否可行、同时要考虑实验室能否提供实验所需的仪器用具、同时还要考虑实验的安全性等，并与指导教师反复讨论，使其完善。
实验方案应包括：实验原理、实验示意图、实验所用的仪器材料、实验操作步骤等。
2．实施实验方案、完成实验学生根据拟定的实验方案，选择测量仪器、确定测量步骤、选择最佳的测量条件，并在实验过程中不断地完善。
在这个阶段，学生要认真分析实验过程中出现的问题，积极解决困难，要于教师、同学进行交流与讨论。
在这种学习的过程中，学生要学习用实验解决问题的方法，并且学会合作与交流，对实验或科研的一般过程有一个新的认识；其次要充分调动主动学习的积极性，善于思考问题，培养勤于创新的学习习惯，提高综合运用知识的能力。
3．分析实验结果、总结实验报告实验结束需要分析总结的容有：（1）对实验结果进行讨论，进行误差分析；（2）讨论总结实验过程中遇到的问题及解决的办法；（3）写出完整的实验报告（4）总结实验成功与失败的原因，经验教训、心得体会。
浅谈大学物理设计性实验与创新项目之间的关系
浅谈大学物理设计性实验与创新项目之间的关系大学物理实验是物理学教学中不可或缺的一部分，通过实验可以帮助学生巩固理论知识，培养实验技能和科学思维，提升创新能力。
而设计性实验和创新项目在大学物理教学中也逐渐得到重视，它与传统的实验教学有着不同的特点和目标。
本文将就大学物理设计性实验与创新项目之间的关系进行一番探讨。
一、设计性实验与创新项目的概念设计性实验是指在教师指导下，学生独立或协作设计实验方案，自行组织实验装置和进行实验操作，通过实验数据的处理和分析，总结规律，解决问题和得出结论。
与传统实验课程相比，设计性实验注重学生在实验过程中的主动性、创造性和探究性，有利于培养学生的实验设计和问题解决能力。
而创新项目则是指学生在某一领域，在教师或导师指导下，选择一个科学问题或技术难题，进行研究并提出解决方案，最终形成一项具有独创性和创新性的科研成果。
创新项目能够培养学生的科学研究能力、团队协作能力和创新精神，有助于学生将所学知识应用于实践并产生具体的成果。
设计性实验和创新项目有着密切的联系，二者有着共同的培养目标和作用。
二者都能够培养学生的实验设计和技能。
在设计性实验中，学生需要自行组织实验装置，设计实验方案，进行实验操作，这需要学生具备一定的实验技能和实验设计能力。
而在创新项目中，学生需要独立或协作开展研究工作，进行实验或数据分析，这同样需要学生具备扎实的实验技能和科学研究能力。
设计性实验和创新项目都能够培养学生的科学思维和问题解决能力。
在设计性实验中，学生需要独立思考实验方案和问题解决的办法，通过实验数据的处理和分析，总结规律和解决问题。
而在创新项目中，学生需要针对具体的科学难题或技术问题，进行深入的研究和探索，最终提出解决方案。
这同样需要学生具备严谨的科学思维和较强的问题解决能力。
尽管设计性实验和创新项目有着密切的联系，但二者在一定的程度上也存在一些差异。
二者的目标不同。
设计性实验更注重对物理规律的实际验证，强调学生对物理现象的观察和实验操作技能的培养，而创新项目更注重学生的科学研究能力和创新性。
大学物理创新设计实验报告
大学物理创新设计实验报告篇一：物理创新设计实验报告大学物理浙江海物理创新设计实验报告实验名称：利用霍尔效应法测量空间的磁场分布指导教师：鲁晓东专业：数学与数学应用班级： B10数学实验者：于祥雨吴联帅学号：100实验日期： XX年12月01日洋学院利用霍尔效应法测量空间的磁场分布实验者：于祥雨同组实验者：吴联帅指导老师：鲁晓东（B10数学 8 654495 ;B10数学 8 670903）【摘要】通过霍尔效应法测量霍尔电流和励磁电流的方法，并使用“对称测量法”消除副效应的影响，最终通过多组数据的处理，得出空间磁场分布。
【关键词】霍尔效应；霍尔电流；对称测量法；磁场分布一、引言空间磁场实际存在，但是人眼看不到，因此用直接的方法测量是行不通的。
本实验正是考虑了这点，通过测量霍尔电流和励磁电流的方式，通过霍尔电流、励磁电流和磁场强度的关系，间接的测出磁场强度。
并结合多组数据的处理，最大程度减小误差，使实验更加科学、严谨，从而使得实验方法具有可实施性和借鉴性。
二、设计原理2．1简介置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，这一现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应。
如今霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量的电测量、自动控制和信息处理等方面。
在工业生产要求自动自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更广泛的应用前景。
掌握这一富有实用性的实验，对日后的工作将有益处。
2.2霍尔效应霍尔效应是磁电效应的一种，当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这个电势差就被叫做霍尔电势差。
导体中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。
大学物理气垫导轨测重力加速度实验设计性实验
大学物理气垫导轨测重力加速度实验设计性实验本实验旨在通过气垫导轨测量地球表面的重力加速度，并研究测量误差来源及其对结果的影响。
实验原理在地球表面，一个质量为 m 的物体所受到的重力加速度可以表示为：g = G*M/r^2其中，G 为引力常数，M 为地球质量，r 为该物体与地心的距离。
根据上式，可以直接测量出地球表面的重力加速度 g。
在本实验中，将采用气垫导轨的方法进行测量。
在气垫导轨上，可以使得质量为 m的物体受到一个近似为零的水平支持力 F，因此在垂直方向上只受到重力 Fg 的作用。
则有：Fg = m*g为了消除气垫导轨与地球表面之间的接触，则需要在导轨上加装一个固定的磁铁系统，使得导轨与地面之间的间隙不超过导轨高度的 1/10。
在磁铁的作用下，导轨可以在空气垫的支持下在地面上滑动，实现对物体的测量。
实验步骤1. 在实验台的支架上固定气垫导轨，并调整导轨支架的高度，使得导轨与地面之间的距离为导轨高度的 1/10。
2. 在气垫导轨上放置一个质量为 m 的物体，并用卡尺等工具准确测量物体的直径d。
3. 打开气垫系统，使得气垫导轨充满气体，并使用气垫导轨上配备的手动推进器将物体移动到高度为 0 的位置。
4. 记录气垫导轨的长度 L 和物体的初始位置，并用一个秒表来记录物体向下移动一定距离所需的时间 t。
5. 根据垂直方向上的运动规律，求出物体下降的平均加速度 a，即：a = 2L/(t^2)7. 重复实验多次，取平均值，得到地球表面的重力加速度 g 的最终测量值。
注意事项1. 在实验前需要对气垫导轨及磁铁系统进行充分的清洁和调整，以保证气垫导轨能够在地面上畅通无阻地运动。
2. 需要准确测量物体的直径，以消除测量误差。
3. 实验中尽量保持实验环境的稳定性，避免因环境变化而引起的误差。
4. 重复实验多次，取平均值，以提高测量结果的准确性。
结论通过气垫导轨测量地球表面的重力加速度，可以得到较为准确的测量结果，并通过分析误差来源，可以采取相应的措施来提高实验精度。
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设计性物理实验课题名称：__微小电阻及金属棒电阻率的测量所在院系：__材料科学与工程学院__________ 班级：__ 08热工（2）班学号：___200810610225_______________ 姓名_____胡岗龙___________________ 指导老师_____李翠云___________________ 时间_____2009年11月________________景德镇陶瓷学院目录：引言 (3)实验目的 (3)实验仪器 (4)实验任务及要求 (4)实验原理 (5)A、电位差计的原理 (5)B、双臂桥法测电阻原理 (7)C、金属棒电阻率的测量 (9)实验结果数据记录与计算 (12)实验心得体会 (13)参考文献 (14)引言电阻按照阻值大小可分为高电阻(100KW以上)、中电阻(1W ～1 00KW)和低电阻(1W 以下)三种。
一般说导线本身以及和接点处引起的电路中附加电阻约为>0.1W，这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。
一般来说,附加电阻的数量级为10-4~10-2,用传统的单电桥测量低电阻时,由于导线电阻和接触电阻的影响,测量误差很大。
对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于测量10-6~102Ω范围的电阻。
本实验要求在掌握双臂电桥工作原理的基础上，用双臂电桥测金属材料的电阻率。
一、实验目的：（1）掌握用电位差计及开尔文电桥精测电阻的原理和使用方法。
（2）掌握线路连接和排除简单故障的技能。
（3）理解电桥灵敏度的概念并学会测量。
(4)熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。
(5)掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。
(6)了解金属电阻率测量方法的要点。
电阻箱，滑线变阻器，待测电阻（1Ω以下、几十Ω、几kΩ电阻各一只），检流计，直流稳压电源，单刀开关，双刀换向开关，箱式电桥（QJ31型，0.1级），箱式双臂电桥，导线若干。
三、实验任务及要求（1）、用双臂桥法测电阻箱的零值电阻。
（2）、设计用电位差计测量电阻的方法，并对同一电阻箱的零值电阻进行测量，比较两种方法的结果。
（3）、设计和测量金属棒的电阻率。
A、电位差计的原理：图A电位差计原理图图A是UJ31 型电位差计的原理简图。
UJ-31型电位差计是一种测量直流低电位差的仪器，量程分为17.1mV（最小分度1μV，倍率开关K1旋至×1）和171mV（最小分度10μV，倍率开关旋到×10）两档。
该电路共有3个回路组成：①工作回路②校准回路③测量回路。
(1)校准：为了得到一个已知的“标准”工作电流I0=10mA。
将开关S合向“标准”处，E N为标准电动势1.0186v，取R N＝101.86 ，调节“粗”“中”“细”三个电阻大小使检流计G指零，显然I0=E N/R N=10mA （1）(2)测量:将开关S合向“测量”处，Ex是未知待测电动势。
保持，I0=10mA调节R x使检流计G指零，则有Ex=I0R x（2）I0R x是测量回路中一段电阻上的分压，称为“补偿电压”。
被测电压Ex与补偿电压极性相反、大小相等，因而相互补偿（平衡）。
这种测量未知电压的方式叫“补偿法”。
补偿法具有以下优点：①电位差计是一电阻分压装置，它将被测电压Ux和一标准电动势接近于直接加以并列比较。
Ux 的值仅取决于电阻比及标准电动势，因而能够达到较高的测量准确度。
②上述“校准”和“测量”两步骤中，检流计两次均指零，表明测量时既不从标准回路内的标准电动势源（通常用标准电池）中也不从测量回路中吸取电流。
因此，不改变被测回路的原有状态及电压等参量，同时可避免测量回路导线电阻，标准电阻的内阻及被测回路等效内阻等对测量准确度的影响，这是补偿法测量准确度较高的另一个原因。
测定原理图如图3-5.1所示，其中电阻R 0=1Ω为制造精度较高的标准电阻,其两端接在电位差计的未知一处， X R 接在电位差计的未知二处，电源输出电压为1.5V.由于 X P P R U R U 210=得 012R U U R P P X ⨯=测定阻值（1）校准电位差计. （2）将2K 拔在“未知2”处，调节发动变阻器，读出X R 两端电压. 再将K拔在“未知1”处，读出0R两端电压。
重复测出9 2组数据（3）计算各组电阻并求平均值B、双臂桥法测电阻原理：为了消除接触电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成下图3方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接，等效电路如图4。
此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降，由Rx = V/I即可准测计算出Rx。
接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图5和图6所示。
标准电阻Rn电流头接触电阻为Rin1、R in2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为Rix1、R ix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。
标准电阻电压头接触电阻为Rn1、R n2，待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R相串连，故其影响可忽略。
由图 5 和图6 ，当电桥平衡时，通过检流计G的电流IG = 0, C 和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）I1R=I3R x+I2R3I1R1=I3R n+I2R2(I3-I2)R1=I2(R3+R2)解方程组得R x=(R/R1)R n+((R•R i)/(R3+R2+R i)) • (R2/R1-R3/R) (2)通过联动转换开关，同时调节R1、R 2、R3、R，使得成立R2/R1=R3/R，则（2）式中第二项为零，待测电阻Rx和标准电阻Rn的接触电阻Rin1、R ix2均包括在低电阻导线Ri内，则有R x=(R/R1)R n(3)实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到R2/R1=R3/R。
为了减小(2)式中第二项的影响，使用尽量粗的导线以减小电阻Ri 的阻值(Ri<0.001W)，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(3)式。
注意事项：（1）拟好实验步骤，接好线路，经检查无误后方可通电实验，注意电源电压；（2）注意保护电阻的使用。
在测量开始时，电桥通常远离平衡，必须通过大保护电阻保护检流计，在调整到平衡点附近后，又必须逐渐减少保护电阻阻值直至为零，以保证电桥足够灵敏；（3）检流计为灵敏易损仪器，请轻拿轻放，测量使用跃接法。
C、金属棒电阻率的测量使用仪器:QJ31型双臂电桥，0.1级、直流稳压电源、电流表（5A）、RP 电阻、双刀双掷换向开关、0.001W标准电阻（0.01级）、超低电阻（小于0.001W)连接线、低电阻测试架（待测铜、铝棒各一根）、直流复射式检流计、千分尺、导线等。
双臂电桥面板棒材金属测试架实验内容用双臂电桥测量金属材料（铜棒、铝棒）的电阻虑r，先用（3）式测量Rx,再用P=(S/L)R x求r。
1．将铜棒安装在测试架上，按实验电路图接线。
选择长度为50cm，调节R1，R2为1000W,调节R使得检流计指示为0，读出此时R的电阻值。
利用双刀开关换向，正反方向各测量3组数据。
2．选取长度40cm,重复步骤1。
3．在6个不同的未知测量铜棒直径并求D的平均值。
4．计算2种长度的和r，再求。
5．取40cm长度，计算测量值r的标准偏差。
6．将铜棒换成铝棒，重复步骤1至5。
实验电路图注意事项：1、按线路图电流回路接线，标准电阻和未知电阻连接到双臂电桥时注意电压头接线顺序。
2、先将铝棒(后测铜棒)安装在测试架刀口下面，端头顶到位螺丝拧紧。
3、检流计在X1和X0.1档进行调零、测量，不工作时拨到短路档进行保护。
六、实验结果数据记录与计算用电位差计测微小电阻数据记录与计算箱式惠斯登电桥测两电阻及其串并联电阻数据记录与计算单位：欧姆用开尔文电桥测金属棒电阻率ρ数据记录与计算单位：欧姆七、实验心得体会：这次物理设计性实验为期一周，这周大多时间是在图书馆查阅资料，亦或是在网上看相关材料。
真正在实验室进行操作却只有短短的一两天时间。
看似简单的电路图，在实际操作当中总是难以得心应手。
特别是电位差计的校准，让人不厌其烦，真的，有时觉得很累，但是每当数据得出的那一刻，喜悦的心情无以言表。
每当自己觉得对理论部分都掌握的时候，却在实验时还是不能应用自如。
可是每一次阻碍都有新的收获。
实验中，老师没怎么关注我们这个实验，可能是老师觉得这个实验比较简单吧。
但是看似简单的实验，在实际操作中也面临了诸多困难，其中很大的一个原因归结于实验仪器的不准确。
但是这些都是可以克服的。
还记得好几次跟学习委员赵维维一起做实验到天黑。
一路上还在讨论着实验的过程。
虽然有些疲惫，但是一想到学习的乐趣，这些便成了微不足道的事了。
通过这次实验，发现自己还有很多地方存在着不足，如对基础知识掌握的不牢靠，实际操作能力偏差等等。
通过这次实验，我终于明白了今后自己努力的方向所在。
我想我一定可以做到更好的。
恩，我坚信。
八、参考文献[1]张宏琴,刘郁.直流电桥使用范围和误差分析[J].大学物理实验。
[2]黄宁一.双臂电桥的接线和测量[J].标准化报道。
[3]刘恒昌.电工及电子测量技术[M].北京:机械工业出版社。
[4]马葭生,宦强.大学物理实验[M].上海:华东师范大学出版社。
[5]赖国忠.开尔文电桥测低电阻的原理讨论[J].龙岩师专学报。