大学物理实验指导书

1.1 静电场

实验内容

图示静电场的基本性质: 同心球壳电场及电势分布图。

实验设置

有两个均匀带电的金属同心球壳配置如图。内 球壳（厚度不计）半径为R1=5.0 cm，带电荷

Rq1 = 0.6?10-8 C；外球壳半径R2 = 7.5 cm，外半R2 径R3 = 9.0 cm，所带总电荷q2 = - 2.0?10-8 C。 3 R实验任务 q1 1 画出该同心球壳的电场及电势分布。

-q1 q1+q1 实验步骤及方法 基本原理：根据高斯定理推导出电场及电势的

分布公式；利用数据分析软件，如Microsoft Excel 绘制电场及电势的分布图。

在如图所示的带电体中，因内球壳带电q1，由于静电感应，外球壳的内表面上将均匀地分布电荷-q1；根据电荷平衡原理，外球壳的外表面上所带电荷除了原来的q2外，还因为内表面感应了-q1而生成+q1,所以外球壳的外表面上将均匀分布电荷q1+q2。

在推导电场和电势分布公式时，须根据r的变化范围分别讨论r < R1、R1 < r < R2、R2 < r < R3、r > R3几种情况。

场强分布： 当r < R1时，

??E?dS?0?E1?0

S

当R1 < r < R2时，

??E?dS?Sq1?0?

E2?q1 24??0r

物理实验要求(电子专业)

请负责的同学将下列要求传达到每位同学！！

1.

2. 3. 4. 5.

请同学们按照实验分组表的顺序进行实验，实验地点见下表。 上课前请每位同学自己打印一份实验指导手册。

大学物理实验进入实验室要签名，请同学们一定按时到达实验地点。 实验地点在大学校区的物理实验楼（物理教学实验中心），高尔夫球场西侧。

实验全部完成后将个人的所有实验报告一起上交，以班级为单位由各班负责同学统一收齐后上交（注意按学号排序），截止时间为实验完成后一周内。

实验地点：

直流电桥测电阻 示波器 声速的测定 霍尔效应 RLC谐振特性

304室 307室 307室 414室 414室 目 录

实验一 利用直流电桥测量电阻 ............................................... 2 实验二 示波器的原理与使用 .................................................... 4 实验三 声速的测定 ................................................................ 7 实验四 霍尔效应实验 .

大 学 物 理 实 验

规 范 化 教 学 指 导 书

应用物理系物理实验室

2003年1月

目 录

实验一 测量误差与数据处理 实验二 力学及本测量 实验三 电学基本仪器与测量 实验四 光学基本知识与测量 实验五 不规则物体密度的测定 实验六 实验七 实验八 实验九 实验十 实验十一 实验十二 实验十三 实验十四 实验十五 实验十六 实验十七 实验十八 实验十九 实验二十 实验二十一实验二十二实验二十三实验二十四实验二十五实验二十六实验二十七实验二十八实验二十九实验三十 实验三十一实验三十二实验三十三实验三十四

刚体的转动惯量的测量

用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量 弹簧振子的简谐振动 测定液体的粘滞系数

用电热法测量热功当量

电阻的测量（设计性实验）

线性电阻和非线性电阻的伏安物性曲线 惠斯登电桥的应用及铜电阻温度系数的测定 万用表的组装与校准（设计性实验） 灵敏电流计的研究

电位差计的原理和使用 电子束的加速和电偏转

电子示波器的使用 霍尔效应及磁场的测定 非均匀磁场的测定 等厚干涉 分光计的调整 光栅的衍射

三棱镜折射率的测定 照相

实验1 基本测量

基本测量是指基本物理量的测量。常用的基本物理量有长度、质量（密度）、时间和电流强度等。

长度是一个基本物理量，长度测量不仅在生产和科学实验中被广泛使用，而且许多其他物理量也常常化为长度量进行测量，除数字显示仪器外，几乎所有测量仪器最终将转换为长度进行读数。例如，水银温度计是用水银柱面的位置来读取温度的；电压表或电流表是利用指针在表面刻度盘上移过的弧长来读数的??。常用的长度测量仪器是米尺、游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜等。用量程和分度值表示这些仪器的规格。量程是测量范围；分度值是仪器所标示的最小分划单位，仪器的最小读数，分度值的大小反映仪器的精密度，分度值越小，仪器越精密，仪器的误差相应也越小。从误差角度考虑，测量不同大小的长度时须使用不同规格（量程及分度值）的长度测量仪器。

质量密度、时间和电流强度等三个基本物理量的测量在后续实验中介绍。

1 [实验目的]

1.1 掌握游标和螺旋测微装置的原理，学会游标卡尺和螺旋测微计的正确使用； 1. 2学习仪器的读数方法，并能根据有效数字的概念正确记录实验数据； 1.3学习不确定度估算和实验结果表示的方法。

2 [实验仪器]

米尺，游标卡尺，螺旋测微计，金属长方体，金属圆筒，小

实验一、声压级、声级及频谱的认识

一、实验目的：通过测量声压级、声级及频谱，了解声压级、声级及频谱的概念，了

解噪声频谱的测量方法。

二、实验内容：1）白噪声、粉红噪声、窄带噪声及语言声的频率特性及主观识辨。

2）噪声声压级、声级及频谱的测量。 3）倍频程、1/3倍频程等频谱的表示。

三、实验仪器：计算机、MC3022声学分析仪、传声器、扬声器、功率放大器、传输线等。

四、实验装置图：

计算机产生需要的信号，通过功率放大器放大，推动扬声器发声，传声器接收声信号，送声学分析仪进行信号采集，将信号送计算机，由声学分析软件进行分析，得到需要的声学数据。 五、实验要求：

1．请绘制理想白噪声、粉红噪声、倍频程500Hz窄带噪声、1/3倍频程500Hz窄带噪声的频率特性。

1

2

2．使用声级计测量噪声频谱和声级。请将测量数据添入表格，并绘制噪声频谱。 频率(Hz) A声级

物理化学实验指导书

班级： 姓名： 学号：

实验项目名称 电动势法测热力学函数

一、实验预习

1、简单画出甘汞电极和Ag-AgCl电极的简图，并标明主要部分的名称。

2、写出甘汞电极和Ag-AgCl电极组成的原电池的表达式，并通过查表说明在标准状态下，哪个电极为正，哪个电极为负。

3、电极的电位是如何测得的？

二、实验数据与处理

2、计算△rGm (298K)、△rSm (298K)、△rHm (298K)

三、思考题

1、实验过程中，如果恒温时间不足，对实验结果有何影响？

2、为什么实验中要使用对消法来测定电池电动势？

四、实验小结

实验项目名称 有机二元相图的绘制

一、实验预习

1、简述塔曼三角形方法的原理。

2、简述二组分体系相图有哪几种典型的类型。

3、画出处于共晶配比的二元凝聚体系的步冷曲线，并简单解释。

二、实验数据与处理

2、绘制相图 ToC

步冷曲线 t 萘（0%） w% 苯酐（0%）

三、思考题

1、如果样品在加热或者冷却过程中发生了氧化对实验结果会产生影响吗？为什么？

2、在冷却时，冷却的速度对实验结果会有什么样的影响？

3、通过观察，

物理化学实验指导书

实验一碳酸钙分解压的测定

实验项目性质：验证性 实验计划学时 4学时 一、实验目的

1. 了解一种测定平衡压力的方法——静态法。

2. 初步掌握普通真空操作技术，中高温的控制和测温方法。

3. 测定各温度下碳酸钙的分解压，从而计算在一定温度范围内的ΔH（CaCO3分解的反应热）的平均值。 二、实验原理：

碳酸钙高温分解，并吸收一定热量：

CaCO3(S)?CaO(S)?CO2(g)

在这个反应体系内存在固态CaCO3(s)、固态CaO(s)及气态CO2(g)这三个单独的相，

基本上不互相溶解。因此在一定温度时，反应的标准平衡常数：

K??pCO2/p?

式中：

PCO2表示在反应温度下，碳酸钙分解达平衡时CO2压力。

P?为标准压力P?= 100 kPa。

CaCO3在一定温度下，分解达平衡时，CO2的压力保持不变，称为分解压，分解压的数值随温度的升高而升高。

?lnK???rHm/RT??rSm/R，?rSm为反应的熵按照等压方程式的积分式：

变化，R为气体常数。在一定温度范围内因ΔrSm及ΔrHm变化不大，可视为常数，故可

?lnK?A(1/

第一部分 THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台

简介

概述

THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台是一套集多种功能于一体的综合型实验装置，展示了现代电能发出和输送全过程的工作原理。这套实验装置由THLZD-2电力系统综合自动化实验台（简称“实验台”）、THLZD-2电力系统综合自动化控制柜（简称“控制柜”）、无穷大系统和发电机组和三相可调负载箱等组成。 一、THLZD-2型电力系统综合自动化实验台

实验台包括以下单元：

1．输电线路单元：采用双回路输电线路，每回输电线路分两段，并设置有中间开关站，可以构成四种不同的联络阻抗。输电线路的具体结构如下图所示：

图1-3 单机－无穷大系统电力网络结构图

输电线路分“可控线路”和“不可控线路”，在线路XL4上可设置故障，该线路为“可控线路”，其他线路不能设置故障，为“不可控线路”。

⑴“不可控线路”的操作

操作“不可控线路”上的断路器的“合闸”或“分闸”按钮，可投入或切除线路。按下“合闸”按钮，红色按钮指示灯亮，表示线路接通；按下“分闸”按钮，绿色按钮指示灯亮，表示线路断开。

⑵“可控线路”的操作

在“可控线路”上预设有短路点，并在该线路上装有“微机线路保护装置”，可实现过流保护，并具

单片机实验指导书

实验一 系统认识实验

一、 实验目的

1、了解ZY15MCU12BC2单片机实验开发装置的接线与安排。掌握实验箱内拨位开关

KF,KC的使用方法。

2、通过实例程序的编辑、编译、链接及调试，熟悉Keil C51软件的使用方法和基本

操作。

3、教育学生爱护实验装置，养成良好的实验习惯。

二、 实验设备

1、ZY15MCU12BC2单片机实验开发装置一台。 2、PC机及相关软件。

三、 实验内容

1、使用串行通讯电缆将实验开发装置与PC机相连。

2、开启PC机及实验开发装置，启动Keil C51软件进入uVision2集成开发环境。 确认拨位开关KF的开关为A端，确认89C51处于仿真状态。

在uVision2开发平台上建立并编辑示例程序：计算N个数求和程序。

其中N个数分别放在片内RAM区50H到55H单元中，N=6，求和的结果放在片内RAM

区03H(高位)和04H（低位）单元中。

题目：

1）32H+41H+01H+56H+11H+03H=? 2）95H+02H+02H+44H+48H+12H=?

编译连接源程序。 在Keil uVision2主菜单窗口进入DEBUG调试环境，打开存储器窗口输入数据至片内

RAM区50H到55H

实验指导书

实验名称： 饮料稳定性及调香调色 学时安排： 实验类别：设计性 实验要求：

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软饮料的稳定性 一、实验目的

1．了解提高饮料稳定性的方法及其原理

2．掌握稳定剂的添加方法及原则，熟悉不同饮料中稳定剂的使用情况。 二、实验原料、试剂、仪器 原料：果汁（苹果汁、橙汁）、牛奶 试剂：柠檬酸、蔗糖、果胶、黄原胶、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、海藻酸钠、藻酸丙二醇酯（PGA）、单甘酯、蔗糖脂肪酸酯、山梨醇酐单硬脂酸酯、酪蛋白酸钠、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯

仪器：万分之一电子天平、黏度仪、均质机、高温瞬时杀菌机、不锈钢锅、不锈钢勺 、50mL量筒、500mL烧杯、250ml烧杯、0.5ml移液管、25ml刻度试管、玻璃棒、酸性精密pH试纸等 三、实验内容

1．果汁的稳定性实验

分别用果胶、黄原胶、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、藻酸丙二醇酯对果汁按饮料配方进行稳定性试验，每次取 6支 25ml刻度试管，分别加入 20ml果汁，再分别加入不同量的同一种稳定剂，充分混匀后静置 24h，观察是否出现分层情况，记录