用驗(yàn)電器演示導(dǎo)體和絕緣體

　　一、器材

　　驗(yàn)電器（或自制驗(yàn)電器），有機(jī)玻璃或橡膠棒，絲綢或毛皮，被檢驗(yàn)的物體：鐵絲、銅絲等金屬絲，陶瓷、松香、玻璃、橡膠等。

　　二、操作

　　（1）將絲綢摩擦過的有機(jī)玻璃棒（或用毛皮摩擦過的橡膠棒）與驗(yàn)電器接觸，使驗(yàn)電器帶電，金箔張開一定的'角度，然后用手接觸一下驗(yàn)電器上的小球，金箔馬上合攏。這表明手碰了小球后，驗(yàn)電器上的電荷通過手和人體傳給大地了，這證明人體是導(dǎo)體。

　　（2）用上述方法使驗(yàn)電器重新帶電。手拿鐵絲和銅絲等金屬絲用它們?nèi)ジ鷰щ姷尿?yàn)電器小球接觸，可以看到金箔也會(huì)合攏，表明驗(yàn)電器上的電荷通過金屬絲和人體傳到地球上去了，金屬絲是導(dǎo)體。當(dāng)手拿陶瓷、玻璃、松香等用它們?nèi)ジ鷰щ姷尿?yàn)電器小球接觸，金箔仍張開并不合攏，表明驗(yàn)電器上的電荷沒有通過陶瓷、玻璃、松香等傳到地球上，說明陶瓷、玻璃松香等是絕緣體。

　　三、注意事項(xiàng)

　　被檢驗(yàn)的絕緣體的表面要清潔干燥，以免表面漏電。

　　四、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河^察水的沸騰。

　　五、實(shí)驗(yàn)步驟

　　①在燒杯里放入適量水，將燒杯放在石棉網(wǎng)上，然后把溫度計(jì)插入水里。

　　②把酒精燈點(diǎn)著，給燒杯加熱。

　　③邊觀察邊記錄。

　　④做好實(shí)驗(yàn)后，把器材整理好。

　　六、觀察記錄

　　①水溫在60℃以下時(shí)，隨著水溫不斷升高，杯底上氣泡越來越多，有少量氣泡上升。

　　②水溫在60℃～90℃之間時(shí)，杯底氣泡逐漸減少，氣泡上升逐漸加快。

　　③在90℃～100℃之間時(shí)，小氣泡上升越來越快。

　　④水在沸騰時(shí)，大量氣泡迅速上升，溫度在98℃不變。

　　⑤移走酒精燈，沸騰停止。

　　七、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

　　①沸騰是在液體表面和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行的汽化現(xiàn)象。

　　②水在沸騰時(shí)，溫度不變。

　　XXX

　　20xx年X月XX日

物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告4

　　實(shí)驗(yàn)一、長(zhǎng)度的測(cè)量

　　（一）、游標(biāo)卡尺的使用

　　【實(shí)驗(yàn)器材】

　　游標(biāo)卡尺、硬塑料管、帶凹槽的型材

　　【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】

　　1、測(cè)量硬塑料管的內(nèi)徑D 1和外徑D 2。由于硬塑料管的粗細(xì)不可能絕對(duì)均勻，所以要在不同的橫截面處，以及每個(gè)橫截面的不同方向上多次測(cè)量，將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表1—1中。最后分別求出內(nèi)徑D 1和外徑D 2的平均值。

　　2、測(cè)量帶凹槽的型材上凹槽的深度：。 【實(shí)驗(yàn)器材】

　　一塊兩面平行的玻璃磚，白紙，木板，大頭針（4枚），量角器（或圓規(guī)、三角板），刻度尺

　　【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】

　　1．把白紙鋪在木板上。在白紙上畫一直線aa ' 作為界面，過aa ' 上的一點(diǎn)O 畫出界面的法線NN' ，并畫一條線段A O 表示入射光線。

　　2．把長(zhǎng)方形玻璃磚放在白紙上，并使其長(zhǎng)邊與aa ' 重合，再用直尺畫出玻璃的另一邊bb' 。

　　3．在線段A O 上豎直地插上兩枚大頭針P 1、P 2，從玻璃磚bb' 一側(cè)透過玻璃磚觀察大頭針P 1、P 2的像，先后插上大頭針

　　P 3、P 4，使P 3能擋住P 1、P 2的像，P 4能擋住P 1、P 2的像及P 3本身。

　　4．移去玻璃磚，在拔掉P 1、P 2、P 3、P 4的同時(shí)分別記下它們的位置，過P 3、P 4作直線O 'B 交bb' 于O ' 。連接O 、O ' ，OO ' 就是玻璃磚內(nèi)折射光線的方向。

　　5．用量角器量出入射角和折射角的度數(shù)。查出它們的正弦值，并把這些數(shù)據(jù)填入記錄表14－1中。

　　6．用上述方法分別求出入射角是30°、45°、60°時(shí)的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，記錄在表14－1中。

　　7．算出不同入射角時(shí)的n 值，比較一下，看它們是否接近一個(gè)常數(shù)。求出幾次實(shí)

　　出玻璃的折射率，并求平均值。 表14－2

　　【問題與討論】

　　1．實(shí)驗(yàn)過程中，玻璃磚在紙面上的位置不可移動(dòng)，為什么？

　　2．在用方法二時(shí)，如果沒有圓規(guī)，能否用三角板和刻度尺測(cè)出折射率？

　　3．插針P 1與P 2、P 3與P 4的間距要適當(dāng)?shù)卮笮�，以減小確定光路方向時(shí)出現(xiàn)的誤差。請(qǐng)你說說其中的道理。

　　4．本實(shí)驗(yàn)中如果采用的不是兩面平行玻璃磚，如采用三棱鏡，半圓形玻璃磚等，能否測(cè)出它們的折射率？ 【鞏固練習(xí)】

　　1．在用兩面平行的玻璃磚測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，其實(shí)驗(yàn)光路如圖14－3所示，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的一些具體問題，下列意見正確的是

　　A ．為了減少作圖誤差，P 3和P 4的距離應(yīng)適當(dāng)取大些

　　B ．為減少測(cè)量誤差，P 1、P 2的連線與玻璃磚界面的夾角應(yīng)取大些 C ．若P 1、P 2的距離較大時(shí)，通過玻璃磚會(huì)看不到P 1、P 2的像

　　D ．若P 1、P 2連線與法線NN ' 夾角較大時(shí)，有可能在bb ' 面發(fā)生全反射，所以在bb ' 一側(cè)就看不到P 1、P 2的像

　　2．某同學(xué)做測(cè)定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)時(shí)，用他測(cè)得的多組入射角i 與折射角r 作出sin i －sin r 圖象如圖14－4所示，下列判斷中哪些是正確的

　　A ．他做實(shí)驗(yàn)時(shí)，研究的是光從空氣射入玻璃的折射現(xiàn)象 B ．玻璃的折射率為0.67 C ．玻璃的折射率為1.5

　　D ．玻璃臨界角的正弦值為0.67

　　3．某同學(xué)由于沒有量角器，他在完成了光路圖以后，以O(shè) 點(diǎn)為圓心，10.00cm 長(zhǎng)為半徑畫圓，分別交線段O A 于A 點(diǎn)，交O 、O ' 連線延長(zhǎng)線于C 點(diǎn)。過A 點(diǎn)作法線NN ' 的垂線AB 交NN ' 于B 點(diǎn)，過C 點(diǎn)作法線NN' 的垂線C D 交于NN ' 于D 點(diǎn)，如圖圖14－5所示，用刻度尺量得OB =8.00cm，CD =4.00cm。由此可得出玻璃的`折射率n =________。

　　實(shí)驗(yàn)十七、練習(xí)使用示波器

　　【實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑�理�?/p>

　　利用示波器能夠直接觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況。振動(dòng)、溫度、光等的變化，可以通過各種

　　傳感器轉(zhuǎn)化為電壓的變化，然后用示波器來研究，示波器已經(jīng)成為檢測(cè)和修理各種電子儀器以及科學(xué)研究的不可缺少的工具。 本實(shí)驗(yàn)就是初步學(xué)會(huì)使用示波器。

　　【實(shí)驗(yàn)器材】

　　J2459型示波器，電池，滑動(dòng)變阻器，信號(hào)發(fā)生器，導(dǎo)線若干，電鍵

　　【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】

　　一、熟悉示波器面板 圖示是J2459型示波器的面板，上面各個(gè)旋鈕和開關(guān)的名稱，作用如下： 1：輝度調(diào)節(jié)旋鈕 ——用來調(diào)節(jié)圖像亮度 2： 3：輔助聚集調(diào)節(jié)旋鈕 ——二者配合使用可以使電子束會(huì)聚成一細(xì)束，在屏上出現(xiàn)小亮斑，使圖像線條清晰 4：電源開頭 5：指示燈——電源接通時(shí)指示燈明亮 6：豎直位移旋鈕↑↓；7：水平位移旋鈕——分別用來調(diào)節(jié)圖像在豎直方向和水平方向的幅度。 8：Y 增益旋鈕；9：X 增益旋鈕——分別用來調(diào)節(jié)圖像在豎直方向和水平方向的幅度 10：衰減調(diào)節(jié)旋鈕——有1、10、100、1000四個(gè)擋，“1”擋不衰減，其余各擋分別可使加在豎直偏轉(zhuǎn)電極上的信號(hào)電壓按上述倍數(shù)衰減，使圖像在豎直方向的幅度依次減為前一擋的十分之一。最右邊的正弦符號(hào)“ ”擋不是衰減，而是由機(jī)內(nèi)自行提供豎直方向的按正弦規(guī)律變化的交流電壓。 11：掃描范圍旋鈕——用來改變掃描電壓的頻率范圍，有四個(gè)擋，左邊第一檔是10Hz~100Hz，向右旋轉(zhuǎn)每升高一擋，掃描頻率增大10倍。最右邊是“外X 擋”，使用這一擋時(shí)機(jī)內(nèi)沒有加掃描電壓，水平方向的電壓可以從外部輸入。 12：掃描微調(diào)旋鈕——使掃描電壓的頻率在選定的范圍內(nèi)連續(xù)變化 13：“Y 輸入”、“X 輸入”、“地”——分別是對(duì)應(yīng)方向的信號(hào)輸入電壓的接線柱和公共接地的接線柱。 14：交直流選擇開關(guān)——置于“DC ”位置時(shí)，所加信號(hào)電壓是直接輸入的；置于“AC ”位置時(shí)，所加信號(hào)電壓是通過一個(gè)電容器輸入的，可以讓交流信號(hào)通過而隔斷直流成分。 15：同步極性選擇開關(guān)，其作用下面會(huì)講到。 二、示波器的使用

　　1．開啟示波器并且調(diào)節(jié)光點(diǎn)的聚集和位置 先把輝度調(diào)節(jié)旋鈕預(yù)置在輝度最位置，衰減調(diào)節(jié)旋鈕置于最 檔，掃描范圍開關(guān)置于 檔（即停止掃描）X 增益旋鈕置于增益最小的位置。然后接通電源開光，讓示波器 一兩分鐘。 增大輝度使屏上出現(xiàn)一個(gè)光點(diǎn)，亮度要適中，調(diào)節(jié)聚集旋鈕和，使光點(diǎn)變得 。再用兩個(gè) 旋鈕使光點(diǎn)移到坐標(biāo)的原點(diǎn)上。 2．觀察示波器的掃描線 將掃描范圍旋鈕置于最低擋（即10—100Hz ），掃描微調(diào)旋鈕逆時(shí)針旋到底，此時(shí)掃描頻率最 。將X 增益旋鈕適當(dāng)調(diào)大些（約三分之一處）就可以看到屏上光點(diǎn)從左向右移動(dòng)，到右端后又立即回到左端。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)掃描微調(diào)旋鈕以 掃描頻率，可以看到光點(diǎn)迅速移動(dòng)而成為一條亮線，即掃描線。在掃描頻率不變的情況下，增大X 增益，可以改變掃描線的長(zhǎng)度。 3．觀察示波器上光點(diǎn)的豎直偏移并用它測(cè)量直流電壓 ①把掃描范圍旋鈕置于“外X ”擋，使光點(diǎn)位于屏的中心，把“DC 、AC ”開關(guān)置于“DC ”位置。 ②按圖連接電路 ③逐漸減小衰減擋，觀察光點(diǎn)的向上偏移 ④調(diào)節(jié)Y 增益，使亮斑偏移一段適當(dāng)?shù)木嚯x ④調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，可以看到光點(diǎn)的偏移隨著改變，改變電池的正負(fù)極，再重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。 4．觀察按正弦規(guī)律變化的電壓的圖線 把掃描范圍旋鈕置于引一擋（10Hz~100Hz）。把衰減調(diào)節(jié)旋鈕置于“ ”擋，即由機(jī)內(nèi)提供

　　的豎直方向的按正弦規(guī)律變化的電壓。調(diào)節(jié)掃描微調(diào)旋鈕，使屏上出現(xiàn)完整聽正統(tǒng)曲線。調(diào)節(jié)Y 增益和X 增益，使曲線形狀沿豎直或水平方向發(fā)生變化。 把同步極性選擇開關(guān)置于“+”位置，正弦曲線從正半周開始，置于“-”位置，正弦曲線從負(fù)半周開始。

　　【鞏固練習(xí)】

　　如圖為示波器面板，屏上顯示的是一亮度很低、線條較粗且模糊不清的波形。 （1）若要增大顯示波形的亮度，應(yīng)調(diào)節(jié)旋鈕

　　（2）若要屏上波形線條變細(xì)且邊緣清晰，應(yīng)調(diào)節(jié)旋鈕 （3）若要將波形曲線調(diào)至屏中央，應(yīng)調(diào)節(jié)旋鈕

物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告5

　　一、演示目的

　　氣體放電存在多種形式，如電暈放電、電弧放電和火花放電等，通過此演示實(shí)驗(yàn)觀察火花放電的發(fā)生過程及條件。

　　二、原理

　　首先讓尖端電極和球型電極與平板電極的距離相等。尖端電極放電，而球型電極未放電。這是由于電荷在導(dǎo)體上的分布與導(dǎo)體的曲率半徑有關(guān)。導(dǎo)體上曲率半徑越小的地方電荷積聚越多(尖端電極處)，兩極之間的電場(chǎng)越強(qiáng)，空氣層被擊穿。反之越少(球型電極處)，兩極之間的電場(chǎng)越弱，空氣層未被擊穿。當(dāng)尖端電極與平板電極之間的距離大于球型電極與平板電極之間的距離時(shí)，其間的電場(chǎng)較弱，不能擊穿空氣層。而此時(shí)球型電極與平板電極之間的距離最近，放電只能在此處發(fā)生。

　　三、裝置

　　一個(gè)尖端電極和一個(gè)球型電極及平板電極。

　　四、現(xiàn)象演示

　　讓尖端電極和球型電極與平板電極的距離相等。尖端電極放電，而球型電極未放電。接著讓尖端電極與平板電極之間的距離大于球型電極與平板電極之間的距離，放電在球型電極與平板電極之間發(fā)生

　　五、討論與思考

　　雷電暴風(fēng)雨時(shí)，最好不要在空曠平坦的田野上行走。為什么?大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告5

　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

　　通過演示來了解弧光放電的原理

　　實(shí)驗(yàn)原理：

　　給存在一定距離的兩電極之間加上高壓，若兩電極間的電場(chǎng)達(dá)到空氣的擊穿電場(chǎng)時(shí)，兩電極間的空氣將被擊穿，并產(chǎn)生大規(guī)模的放電，形成氣體的弧光放電。

　　雅格布天梯的'兩極構(gòu)成一梯形，下端間距小，因而場(chǎng)強(qiáng)大(因)。其下端的空氣最先被擊穿而放電。由于電弧加熱（空氣的溫度升高，空氣就越易被電離,擊穿場(chǎng)強(qiáng)就下降），使其上部的空氣也被擊穿，形成不斷放電。結(jié)果弧光區(qū)逐漸上移，猶如爬梯子一般的壯觀。當(dāng)升至一定的高度時(shí)，由于兩電極間距過大，使極間場(chǎng)強(qiáng)太小不足以擊穿空氣，弧光因而熄滅。

　　簡(jiǎn)單操作：

　　打開電源，觀察弧光產(chǎn)生。并觀察現(xiàn)象。（注意弧光的產(chǎn)生、移動(dòng)、消失）。

　　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

　　兩根電極之間的高電壓使極間最狹窄處的電場(chǎng)極度強(qiáng)。巨大的電場(chǎng)力使空氣電離而形成氣體離子導(dǎo)電，同時(shí)產(chǎn)生光和熱。熱空氣帶著電弧一起上升，就象圣經(jīng)中的雅各布（yacob以色列人的祖先)夢(mèng)中見到的天梯。

　　注意事項(xiàng)：

　　演示器工作一段時(shí)間后，進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，自動(dòng)斷電，稍等一段時(shí)間，儀器恢復(fù)后可繼續(xù)演示，

　　實(shí)驗(yàn)拓展：

　　舉例說明電弧放電的應(yīng)用

物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告6

　　一、演示目的

　　氣體放電存在多種形式，如電暈放電、電弧放電和火花放電等，通過此演示實(shí)驗(yàn)觀察火花放電的發(fā)生過程及條件。

　　二、原理

　　首先讓尖端電極和球型電極與平板電極的距離相等。尖端電極放電，而球型電極未放電。這是由于電荷在導(dǎo)體上的分布與導(dǎo)體的曲率半徑有關(guān)。導(dǎo)體上曲率半徑越小的地方電荷積聚越多(尖端電極處)，兩極之間的電場(chǎng)越強(qiáng)，空氣層被擊穿。反之越少(球型電極處)，兩極之間的電場(chǎng)越弱，空氣層未被擊穿。當(dāng)尖端電極與平板電極之間的距離大于球型電極與平板電極之間的距離時(shí)，其間的電場(chǎng)較弱，不能擊穿空氣層。而此時(shí)球型電極與平板電極之間的距離最近，放電只能在此處發(fā)生。

　　三、裝置

　　一個(gè)尖端電極和一個(gè)球型電極及平板電極。

　　四、現(xiàn)象演示

　　讓尖端電極和球型電極與平板電極的距離相等。尖端電極放電，而球型電極未放電。接著讓尖端電極與平板電極之間的距離大于球型電極與平板電極之間的距離，放電在球型電極與平板電極之間發(fā)生

　　五、討論與思考

　　雷電暴風(fēng)雨時(shí)，最好不要在空曠平坦的田野上行走。為什么?大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告篇一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：

　　1、用熱分析法（步冷曲線法）測(cè)繪Zn-Sn二組分金屬相圖；

　　2、掌握熱電偶測(cè)量溫度的基本原理。

　　二、實(shí)驗(yàn)原理：概述、及關(guān)鍵點(diǎn)

　　1、簡(jiǎn)單的二組分金屬相圖主要有幾種？

　　2、什么是熱分析法？步冷曲線的線、點(diǎn)、平臺(tái)各代表什么含義？

　　3、采用熱分析法繪制相圖的關(guān)鍵是什么？

　　4、熱電偶測(cè)量溫度的基本原理？

　　三、實(shí)驗(yàn)裝置

　　四、實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵步驟：

　　不用整段抄寫，列出關(guān)鍵操作要點(diǎn)，推薦用流程圖表示。

　　五、實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表格（根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，合理設(shè)計(jì)）

　　組成為w(Zn)=0.7的樣品的溫度-時(shí)間記錄表

　　時(shí)間τ/min溫度t/oC

　　開始測(cè)量0 380

　　第一轉(zhuǎn)折點(diǎn)

　　第二平臺(tái)點(diǎn)

　　結(jié)束測(cè)量

　　六、數(shù)據(jù)處理（要求寫出最少一組數(shù)據(jù)的詳細(xì)處理過程）

　　七、思考題

　　八、對(duì)本實(shí)驗(yàn)的體會(huì)、意見或建議（若沒有，可以不寫）（完）

　　1.學(xué)生姓名、學(xué)號(hào)、實(shí)驗(yàn)組號(hào)及組內(nèi)編號(hào)；

　　2.實(shí)驗(yàn)題目：

　　3.目的要求：（一句話簡(jiǎn)單概括）

　　4.儀器用具:儀器名稱及主要規(guī)格（包括量程、分度值、精度等）、用具名稱。

　　5.實(shí)驗(yàn)原理：簡(jiǎn)單但要抓住要點(diǎn)，要寫出試驗(yàn)原理所對(duì)應(yīng)的公式表達(dá)式、公式中各物理參量的名稱和物理意義、公式成立的條件等。畫出簡(jiǎn)單原理圖等。

　　6.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；

　　7.數(shù)據(jù)表格：畫出數(shù)據(jù)表格（寫明物理量和單位）；

　　8.數(shù)據(jù)處理及結(jié)果（結(jié)論）：按實(shí)驗(yàn)要求處理數(shù)據(jù)。

　　9.作業(yè)題：認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)教師要求的思考題。

　　10.討論：對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的問題、數(shù)據(jù)結(jié)果、誤差分析等進(jìn)行總結(jié)，對(duì)進(jìn)一步的想法和建議等進(jìn)行討論。

　　實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

　　1.認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，報(bào)告要用中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙，作圖要用坐標(biāo)紙。

　　2.報(bào)告中的線路圖、光路圖、表格必須用直尺畫。

物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告7

　　摘要：熱敏電阻是阻值對(duì)溫度變化非常敏感的一種半導(dǎo)體電阻，具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和用途，在自動(dòng)控制、無線電子技術(shù)、遙控技術(shù)及測(cè)溫技術(shù)等方面有著廣泛的應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)通過用電橋法來研究熱敏電阻的電阻溫度特性，加深對(duì)熱敏電阻的電阻溫度特性的了解。

　　關(guān)鍵詞：熱敏電阻、非平衡直流電橋、電阻溫度特性

　　1、引言

　　熱敏電阻是根據(jù)半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率與溫度有很強(qiáng)的依賴關(guān)系而制成的一種器件，其電阻溫度系數(shù)一般為（-0.003~+0.6）℃-1。因此，熱敏電阻一般可以分為:

　　Ⅰ、負(fù)電阻溫度系數(shù)（簡(jiǎn)稱NTC）的熱敏電阻元件

　　常由一些過渡金屬氧化物（主要用銅、鎳、鈷、鎘等氧化物）在一定的燒結(jié)條件下形成的半導(dǎo)體金屬氧化物作為基本材料制成的，近年還有單晶半導(dǎo)體等材料制成。國(guó)產(chǎn)的主要是指MF91~MF96型半導(dǎo)體熱敏電阻。由于組成這類熱敏電阻的上述過渡金屬氧化物在室溫范圍內(nèi)基本已全部電離，即載流子濃度基本上與溫度無關(guān)，因此這類熱敏電阻的電阻率隨溫度變化主要考慮遷移率與溫度的關(guān)系，隨著溫度的升高，遷移率增加，電阻率下降。大多應(yīng)用于測(cè)溫控溫技術(shù)，還可以制成流量計(jì)、功率計(jì)等。

　　Ⅱ、正電阻溫度系數(shù)（簡(jiǎn)稱PTC）的熱敏電阻元件

　　常用鈦酸鋇材料添加微量的鈦、鋇等或稀土元素采用陶瓷工藝，高溫?zé)�制而成。這類熱敏電阻的電阻率隨溫度變化主要依賴于載流子濃度，而遷移率隨溫度的變化相對(duì)可以忽略。載流子數(shù)目隨溫度的升高呈指數(shù)增加，載流子數(shù)目越多，電阻率越校應(yīng)用廣泛，除測(cè)溫、控溫，在電子線路中作溫度補(bǔ)償外，還制成各類加熱器，如電吹風(fēng)等。

　　2、實(shí)驗(yàn)裝置及原理

　　【實(shí)驗(yàn)裝置】

　　FQJ—Ⅱ型教學(xué)用非平衡直流電橋，F(xiàn)QJ非平衡電橋加熱實(shí)驗(yàn)裝置（加熱爐內(nèi)置MF51型半導(dǎo)體熱敏電阻（2.7kΩ）以及控溫用的溫度傳感器），連接線若干。

　　【實(shí)驗(yàn)原理】

　　根據(jù)半導(dǎo)體理論，一般半導(dǎo)體材料的電阻率 和絕對(duì)溫度 之間的關(guān)系為

　　（1—1）

　　式中a與b對(duì)于同一種半導(dǎo)體材料為常量，其數(shù)值與材料的物理性質(zhì)有關(guān)。因而熱敏電阻的電阻值 可以根據(jù)電阻定律寫為

　　（1—2）

　　式中 為兩電極間距離， 為熱敏電阻的橫截面， 。

　　對(duì)某一特定電阻而言， 與b均為常數(shù)，用實(shí)驗(yàn)方法可以測(cè)定。為了便于數(shù)據(jù)處理，將上式兩邊取對(duì)數(shù)，則有

　　（1—3）

　　上式表明 與 呈線性關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)中只要測(cè)得各個(gè)溫度 以及對(duì)應(yīng)的.電阻 的值，

　　以 為橫坐標(biāo)， 為縱坐標(biāo)作圖，則得到的圖線應(yīng)為直線，可用圖解法、計(jì)算法或最小二乘法求出參數(shù) a、b的值。

　　熱敏電阻的電阻溫度系數(shù) 下式給出

　　（1—4）

　　從上述方法求得的b值和室溫代入式（1—4），就可以算出室溫時(shí)的電阻溫度系數(shù)。

　　熱敏電阻 在不同溫度時(shí)的電阻值，可由非平衡直流電橋測(cè)得。非平衡直流電橋原理圖如右圖所示，B、D之間為一負(fù)載電阻 ，只要測(cè)出 ，就可以得到 值。

　　當(dāng)負(fù)載電阻 → ，即電橋輸出處于開

　　路狀態(tài)時(shí)， =0，僅有電壓輸出，用 表示，當(dāng) 時(shí)，電橋輸出 =0，即電橋處于平衡狀態(tài)。為了測(cè)量的準(zhǔn)確性，在測(cè)量之前，電橋必須預(yù)調(diào)平衡，這樣可使輸出電壓只與某一臂的電阻變化有關(guān)。

　　若R1、R2、R3固定，R4為待測(cè)電阻，R4 = RX，則當(dāng)R4→R4+△R時(shí)，因電橋不平衡而產(chǎn)生的電壓輸出為：

　　（1—5）

　　在測(cè)量MF51型熱敏電阻時(shí)，非平衡直流電橋所采用的是立式電橋 ， ，且 ，則

　　（1—6）

　　式中R和 均為預(yù)調(diào)平衡后的電阻值，測(cè)得電壓輸出后，通過式（1—6）運(yùn)算可得△R，從而求的 =R4+△R。

　　3、熱敏電阻的電阻溫度特性研究

　　根據(jù)表一中MF51型半導(dǎo)體熱敏電阻（2.7kΩ）之電阻~溫度特性研究橋式電路，并設(shè)計(jì)各臂電阻R和 的值，以確保電壓輸出不會(huì)溢出（本實(shí)驗(yàn) =1000.0Ω， =4323.0Ω）。

　　根據(jù)橋式，預(yù)調(diào)平衡，將“功能轉(zhuǎn)換”開關(guān)旋至“電壓“位置，按下G、B開關(guān)，打開實(shí)驗(yàn)加熱裝置升溫，每隔2℃測(cè)1個(gè)值，并將測(cè)量數(shù)據(jù)列表（表二）。

　　表一 MF51型半導(dǎo)體熱敏電阻（2.7kΩ）之電阻～溫度特性

　　溫度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

　　電阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

　　表二 非平衡電橋電壓輸出形式（立式）測(cè)量MF51型熱敏電阻的數(shù)據(jù)

　　i 9 10

　　溫度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4

　　熱力學(xué)T K 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4

　　0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4

　　0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9

　　4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.692.9 2507.6 2345.1

　　根據(jù)表二所得的數(shù)據(jù)作出 ～ 圖，如右圖所示。運(yùn)用最小二乘法計(jì)算所得的線性方程為 ，即MF51型半導(dǎo)體熱敏電阻（2.7kΩ）的電阻～溫度特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 。

　　4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差

　　通過實(shí)驗(yàn)所得的MF51型半導(dǎo)體熱敏電阻的電阻—溫度特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 。根據(jù)所得表達(dá)式計(jì)算出熱敏電阻的電阻～溫度特性的測(cè)量值，與表一所給出的參考值有較好的一致性，如下表所示：

　　表三 實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較

　　溫度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

　　參考值RT Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

　　測(cè)量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823

　　相對(duì)誤差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00

　　從上述結(jié)果來看，基本在實(shí)驗(yàn)誤差范圍之內(nèi)。但我們可以清楚的發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高，電阻值變小，但是相對(duì)誤差卻在變大，這主要是由內(nèi)熱效應(yīng)而引起的。

　　5、內(nèi)熱效應(yīng)的影響

　　在實(shí)驗(yàn)過程中，由于利用非平衡電橋測(cè)量熱敏電阻時(shí)總有一定的工作電流通過，熱敏電阻的電阻值大，體積小，熱容量小，因此焦耳熱將迅速使熱敏電阻產(chǎn)生穩(wěn)定的高于外界溫度的附加內(nèi)熱溫升，這就是所謂的內(nèi)熱效應(yīng)。在準(zhǔn)確測(cè)量熱敏電阻的溫度特性時(shí)，必須考慮內(nèi)熱效應(yīng)的影響。本實(shí)驗(yàn)不作進(jìn)一步的研究和探討。

　　6、實(shí)驗(yàn)小結(jié)

　　通過實(shí)驗(yàn)，我們很明顯的可以發(fā)現(xiàn)熱敏電阻的阻值對(duì)溫度的變化是非常敏感的，而且隨著溫度上升，其電阻值呈指數(shù)關(guān)系下降。因而可以利用電阻—溫度特性制成各類傳感器，可使微小的溫度變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮璧淖兓�形成大的信�?hào)輸出，特別適于高精度測(cè)量。又由于元件的體積小，形狀和封裝材料選擇性廣，特別適于高溫、高濕、振動(dòng)及熱沖擊等環(huán)境下作溫濕度傳感器，可應(yīng)用與各種生產(chǎn)作業(yè)，開發(fā)潛力非常大。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[4] 陸申龍，曹正東。 熱敏電阻的電阻溫度特性實(shí)驗(yàn)教與學(xué)[J]<

物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告8

　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

　　二、實(shí)驗(yàn)儀器和器材(要求標(biāo)明各儀器的規(guī)格型號(hào))

　　三、實(shí)驗(yàn)原理：簡(jiǎn)明扼要地闡述實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)、計(jì)算公式、畫出電路圖或光路圖

　　四、實(shí)驗(yàn)步驟或內(nèi)容：要求步驟或內(nèi)容簡(jiǎn)單明了

　　五、數(shù)據(jù)記錄：實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的原始數(shù)據(jù)和一些簡(jiǎn)單的結(jié)果盡可能用表格形式列出,并要求正確表示有效數(shù)字和單位

　　六、數(shù)據(jù)處理：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行計(jì)算或作圖表示,并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行評(píng)定,計(jì)算誤差或不確定度.

　　七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：扼要地寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論

　　八、誤差分析：當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差達(dá)到一定程度后,要求對(duì)誤差進(jìn)行分析,找出產(chǎn)生誤差的原因.

　　九、問題討論：討論實(shí)驗(yàn)中觀察到的異常現(xiàn)象及可能的解釋,分析實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源,對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇和實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)提出建議,簡(jiǎn)述自己做實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì),回答實(shí)驗(yàn)思考題.

　　物理探究實(shí)驗(yàn)：影響摩擦力大小的因素

　　技能準(zhǔn)備：彈簧測(cè)力計(jì)，長(zhǎng)木板，棉布，毛巾，帶鉤長(zhǎng)方體木塊，砝碼，刻度尺，秒表。

　　知識(shí)準(zhǔn)備：

　　1.二力平衡的條件：作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果大小相等，方向相反，并且在同一直線上，這兩個(gè)力就平衡。

　　2.在平衡力的作用下，靜止的物體保持靜止?fàn)顟B(tài)，運(yùn)動(dòng)的物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

　　3.兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力就叫摩擦力。

　　4.彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力的大小就等于摩擦力的大小，拉力的數(shù)值可從彈簧測(cè)力計(jì)上讀出，這樣就測(cè)出了木塊與水平面之間的摩擦力。

　　探究導(dǎo)引

　　探究指導(dǎo)：

　　關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的列車會(huì)停下來，自由擺動(dòng)的秋千會(huì)停下來，踢出去的足球會(huì)停下來，運(yùn)動(dòng)的物體之所以會(huì)停下來，是因?yàn)槭艿搅四Σ亮Α?/p>

　　運(yùn)動(dòng)物體產(chǎn)生摩擦力必須具備以下三個(gè)條件：1.物體間要相互接觸，且擠壓;2.接觸面要粗糙;3.兩物體間要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。三個(gè)條件缺一不可。

　　摩擦力的作用點(diǎn)在接觸面上，方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。由力的三要素可知：摩擦力除了有作用點(diǎn)、方向外，還有大小。

　　提出問題：摩擦力大小與什么因素有關(guān)?

　　猜想1：摩擦力的大小可能與接觸面所受的壓力有關(guān)。

　　猜想2：摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)。

　　猜想3：摩擦力的大小可能與產(chǎn)生摩擦力的兩種物體間接觸面積的大小有關(guān)。

　　探究方案：

　　用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)木塊，使它沿長(zhǎng)木板滑動(dòng)，從而測(cè)出木塊與長(zhǎng)木板之間的摩擦力;改變放在木塊上的砝碼，從而改變木塊與長(zhǎng)木板之間的.壓力;把棉布鋪在長(zhǎng)木板上，從而改變接觸面的粗糙程度;改變木塊與長(zhǎng)木板的接觸面，從而改變接觸面積。

　　物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告·化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告·生物實(shí)驗(yàn)報(bào)告·實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式·實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板

　　探究過程：

　　1.用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)木塊，測(cè)出此時(shí)木塊與長(zhǎng)木板之間的摩擦力：0.7N

　　2.在木塊上加50g的砝碼，測(cè)出此時(shí)木塊與長(zhǎng)木板之間的摩擦力：0.8N

　　3.在木塊上加200g的砝碼，測(cè)出此時(shí)木塊與長(zhǎng)木板之間的摩擦力：1.2N

　　4.在木板上鋪上棉布，測(cè)出此時(shí)木塊與長(zhǎng)木板之間的摩擦力：1.1N

　　5.加快勻速拉動(dòng)木塊的速度，測(cè)出此時(shí)木塊與長(zhǎng)木板之間的摩擦力：0.7N

　　6.將木塊翻轉(zhuǎn)，使另一個(gè)面積更小的面與長(zhǎng)木板接觸，測(cè)出此時(shí)木塊與長(zhǎng)木板之間的摩擦力：0.7N

　　探究結(jié)論：

　　1.摩擦力的大小跟作用在物體表面的壓力有關(guān)，表面受到的壓力越大，摩擦力就越大。

　　2.摩擦力的大小跟接觸面粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，摩擦力就越大。

　　3.摩擦力的大小跟物體間接觸面的面積大小無關(guān)。

　　4.摩擦力的大小跟相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)。

物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告9

　　1．提出問題；平面鏡成的是實(shí)像還是虛像？是放大的還是縮小的像？所成的像的位置是在什么地方？

　　2．猜想與假設(shè)；平面鏡成的是虛像．像的大小與物的大小相等．像與物分別是在平面鏡的兩側(cè)．

　　3．制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)方案；實(shí)驗(yàn)原理是光的`反射規(guī)律．

　　所需器材；蠟燭（兩只），平面鏡（能透光的），刻度尺，白紙，火柴，

　　實(shí)驗(yàn)步驟；

　　一，在桌面上平鋪一張16開的白紙，在白紙的中線上用鉛筆畫上一條直線，把平面鏡垂直立在這條直線上．

　　二．在平面鏡的一側(cè)點(diǎn)燃蠟燭，從這一側(cè)可以看到平面鏡中所成的點(diǎn)燃蠟燭的像，用不透光的紙遮擋平面鏡的背面，發(fā)現(xiàn)像仍然存在，說明光線并沒有透過平面鏡，因而證明平面鏡背后所成的像并不是實(shí)際光線的會(huì)聚，是虛像． 三．拿下遮光紙，在平面鏡的背后放上一只未點(diǎn)燃的蠟燭，當(dāng)所放蠟燭大小高度與點(diǎn)燃蠟燭的高度相等時(shí)，可以看到背后未點(diǎn)燃蠟燭也好像被點(diǎn)燃了．說明背后所成像的大小與物體的大小相等．

　　四．用鉛筆分別記下點(diǎn)燃蠟燭與未點(diǎn)燃蠟燭的位置，移開平面鏡和蠟燭，用刻度尺分別量出白紙上所作的記號(hào)，量出點(diǎn)燃蠟燭到平面鏡的距離和未點(diǎn)燃蠟燭（即像）到平面鏡的距離．比較兩個(gè)距離的大小．發(fā)現(xiàn)是相等的．

　　5．自我評(píng)估．該實(shí)驗(yàn)過程是合理的，所得結(jié)論也是正確無誤．做該實(shí)驗(yàn)時(shí)最好是在暗室進(jìn)行，現(xiàn)象更加明顯．誤差方面應(yīng)該是沒有什么誤差，關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)者要認(rèn)真仔細(xì)的操作，使用刻度尺時(shí)要認(rèn)真測(cè)量．

　　6．交流與應(yīng)用．通過該實(shí)驗(yàn)我們已經(jīng)得到的結(jié)論是，物體在平面鏡中所成的像是虛像，像的大小與物體的大小相等，像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等．像與物體的連線被平面鏡垂直且平分．例如，我們站在穿衣鏡前時(shí)，我們看穿衣鏡中自己的像是虛像，像到鏡面的距離與人到鏡面的距離是相等的，當(dāng)我們?nèi)讼蚱矫骁R走近時(shí)，會(huì)看到鏡中的像也在向我們走近．我們還可以解釋為什么看到水中的物像是倒影．平靜的水面其實(shí)也是平面鏡．等等．

物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告10

　　摘要：簡(jiǎn)要說明了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的重要地位和實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的重要性。詳細(xì)介紹如何做好大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，包括預(yù)習(xí)要求、預(yù)習(xí)重點(diǎn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)、預(yù)習(xí)報(bào)告的內(nèi)容；并以“拉伸法測(cè)量鋼絲楊氏模量”這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，具體說明了怎樣做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。

　　一、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的重要地位

　　大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是高等理工科院校對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的必修基礎(chǔ)課程，是本科生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端。

　　大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)覆蓋面廣，具有豐富的實(shí)驗(yàn)思想、方法、手段，同時(shí)能提供綜合性很強(qiáng)的基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑻岣呖茖W(xué)素質(zhì)的重要基礎(chǔ)。

　　在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、活躍的創(chuàng)新意識(shí)、理論聯(lián)系實(shí)際和適應(yīng)科技發(fā)展的綜合應(yīng)用能力等方面，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)具有其他實(shí)踐類課程不可替代的作用。

　　二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)要求

　　與理論課程不同，實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自己動(dòng)手，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。所以實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)尤其重要。上課時(shí)教師要檢查實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況，評(píng)定實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī)。沒有預(yù)習(xí)的學(xué)生不能做實(shí)驗(yàn)。

　　實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的目的是全面認(rèn)識(shí)和了解所要做的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。因此，要求在預(yù)習(xí)時(shí)應(yīng)理解實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)方法，明確實(shí)驗(yàn)任務(wù)，寫出簡(jiǎn)單的預(yù)習(xí)報(bào)告。

　　（1） 明確實(shí)驗(yàn)任務(wù)

　　要明確實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量哪些物理量，每個(gè)待測(cè)量又分別需要什么實(shí)驗(yàn)儀器和采用什么實(shí)驗(yàn)方法來測(cè)量。

　　（2）清楚實(shí)驗(yàn)原理

　　要理解實(shí)驗(yàn)基本原理。例如，電位差計(jì)精確測(cè)量電壓實(shí)驗(yàn)用到補(bǔ)償法原理進(jìn)行定標(biāo)，應(yīng)該理解補(bǔ)償電路的特點(diǎn)，什么是定標(biāo)，定標(biāo)的作用以及如何利用補(bǔ)償電路定標(biāo)；電位差計(jì)測(cè)量的主要誤差來源，怎樣減小誤差。

　　（3）了解實(shí)驗(yàn)儀器 要初步了解實(shí)驗(yàn)儀器，通過預(yù)習(xí)知道需要使用哪些儀器，并對(duì)儀器的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行初步學(xué)習(xí)，特別是儀器的結(jié)構(gòu)功能、操作要領(lǐng)、注意事項(xiàng)等。

　　（4）了解實(shí)驗(yàn)誤差

　　要了解引起實(shí)驗(yàn)誤差的主要因素有哪些，思考在做實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)怎樣減小誤差。 （5）總結(jié)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)

　　嘗試歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)所體現(xiàn)的基本思想，自己在預(yù)習(xí)過程做了哪些工作，遇到了哪些問題，解決了哪些問題，怎么解決的，還有哪些問題不清楚，等等。

　　總之，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)時(shí)要認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)教材，積極參考網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)，必要時(shí)主動(dòng)查閱相關(guān)資料，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵�求，理解�?shí)驗(yàn)原理，掌握測(cè)量方案，初步了解儀器的構(gòu)造原理和使用方法，在此基礎(chǔ)上寫好預(yù)習(xí)報(bào)告。

　　設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目除了做好一般實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的預(yù)習(xí)工作以外，還要做好下列預(yù)習(xí)工作。 （1）闡述實(shí)驗(yàn)原理，選擇實(shí)驗(yàn)方案

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求和實(shí)驗(yàn)教材中實(shí)驗(yàn)原理的提示，認(rèn)真查閱有關(guān)資料，詳細(xì)寫出實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方案。

　　（2）選擇測(cè)量?jī)x器、測(cè)量方法和測(cè)量條件

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案的要求，確定出使用什么樣的實(shí)驗(yàn)儀器、采用什么樣的測(cè)量方法、在什么樣的條件下進(jìn)行測(cè)量。選擇測(cè)量方法時(shí)還要考慮到選用什么樣的數(shù)據(jù)處理方法。

　　（3）確定實(shí)驗(yàn)過程，擬定實(shí)驗(yàn)步驟

　　明確實(shí)驗(yàn)的整體過程，擬定出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟。

　　三、預(yù)習(xí)報(bào)告的主要內(nèi)容

　　3．實(shí)驗(yàn)原理（必要的計(jì)算公式、原理圖、電路圖、光路圖、相關(guān)說明等表格。）

　　特別說明：

　　預(yù)習(xí)報(bào)告為預(yù)習(xí)時(shí)寫的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，不一定冠名“預(yù)習(xí)”。如果預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告1～4項(xiàng)內(nèi)容書寫完整規(guī)范，整齊清晰，可以作為實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一部分。撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)可以在此基礎(chǔ)上續(xù)加其他內(nèi)容。

　　四、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)舉例

　　下面以“拉伸法測(cè)鋼材的楊氏模量”這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，具體說明實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的主要內(nèi)容。

　　首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)內(nèi)容要求，有針對(duì)性地閱讀教材，重點(diǎn)思考和解決如下問題： （1）什么是楊氏彈性模量？ （2）測(cè)量楊氏模量的計(jì)算公式如何？

　　（3）通過楊氏模量的計(jì)算公式明確要測(cè)量哪些物理量？這些物理量如何測(cè)量？ （4）實(shí)驗(yàn)測(cè)量中用到什么測(cè)量方法？ （5）實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)如何記錄和處理？

　　實(shí)驗(yàn)5－3 拉伸法測(cè)鋼材的楊氏模量

　　【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/strong>

　　（1）學(xué)會(huì)拉伸法測(cè)量楊氏彈性模量的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法。 （2）掌握用光杠桿法測(cè)量微小伸長(zhǎng)量的原理和方法。 （3）學(xué)會(huì)用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

　　（通過實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢灾�道本�?shí)驗(yàn)中要用到幾種測(cè)量長(zhǎng)度的器具，要提前預(yù)習(xí)使用方法，并且要熟悉“光杠桿”測(cè)微小長(zhǎng)度變化的方法以及用逐差法處理數(shù)據(jù)。)

　　【實(shí)驗(yàn)原理】

　　（1）什么是楊氏彈性模量

　　設(shè)鋼絲截面積為S，長(zhǎng)為L(zhǎng)。若沿長(zhǎng)度方向施以外力F使鋼絲伸長(zhǎng)△L，則比值F／S 是單位截面上的作用力，稱為應(yīng)力；比值△L/L 是物體的`相對(duì)伸長(zhǎng)量，稱為應(yīng)變，表示物體形變的大小。根據(jù)胡克定律，在物體的彈性限度內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比

　　式中比例系數(shù)E的大小，只取決于材料本身的性質(zhì)，與外力F、物體原長(zhǎng)L 及截面積S 的大小無關(guān)，叫做楊氏模量。

　　（所以實(shí)驗(yàn)當(dāng)中需要測(cè)量F、L、S或d、ΔL幾個(gè)量才能計(jì)算出楊氏模量，究竟如何測(cè)量呢？）

　　（2） 用光杠桿法測(cè)量微小長(zhǎng)度變化量ΔL 光杠桿結(jié)構(gòu)如圖1所示，光杠桿是一個(gè)帶有可旋轉(zhuǎn)的平面鏡的支架，平面鏡的鏡面與三個(gè)足尖決定的平面垂直，其后足即杠桿的支腳與被測(cè)物接觸，當(dāng)杠桿支腳隨被測(cè)物上升或下降微小距離ΔL時(shí)，鏡面法線轉(zhuǎn)過一個(gè)φ 角，而入射到望遠(yuǎn)鏡的光線轉(zhuǎn)過2φ角，如圖2 所示。當(dāng)φ 很小時(shí)，有

　　圖1 光杠桿結(jié)構(gòu)

　　式中K為支腳尖到刀口的垂直距離(也叫光杠桿

　　的臂長(zhǎng))。根據(jù)光的反射定律，反射角和入射角相等，故當(dāng)鏡面轉(zhuǎn)動(dòng)φ 角時(shí)，反射光線轉(zhuǎn)動(dòng)2φ 角，由圖2可知

　　式中D 為鏡面到標(biāo)尺的距離，l 為從望遠(yuǎn)鏡中觀察到的標(biāo)尺移動(dòng)的距離（設(shè)長(zhǎng)度變化前望遠(yuǎn)鏡中的叉絲橫線讀出標(biāo)尺上相應(yīng)的刻度值為x，當(dāng)長(zhǎng)度變化兩次讀數(shù)差為l =

　　式（4）得微小伸長(zhǎng)量為

　　l

　　D

　　圖2 光杠桿原理

　　K

　　l 2D

　　（3）測(cè)定鋼絲楊氏模量的理論公式

　　由式（2）和式（5）可得實(shí)驗(yàn)測(cè)定鋼絲楊氏模量的理論公式為

　　E?

　　8FLD

　　?d2Kl

　　【實(shí)驗(yàn)儀器】

　　楊氏模量測(cè)定儀、光杠桿、望遠(yuǎn)鏡尺組、米尺、千分尺等。

　　（應(yīng)該在下面閱讀中仔細(xì)查閱楊氏模量測(cè)定儀、千分尺的結(jié)構(gòu)及使用方法如楊氏模量?jī)x中光杠桿及其測(cè)微小長(zhǎng)度變化的原理、千分尺的讀數(shù)方法；并思考如何選擇上面幾種測(cè)量?jī)x器。）

　　【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】

　　（1）調(diào)整楊氏模量?jī)x

　　（2）光杠桿及望遠(yuǎn)鏡尺組的調(diào)節(jié)

　　（3）測(cè)量相應(yīng)物理量

　　（4）逐差法處理數(shù)據(jù)

　　（實(shí)驗(yàn)中要注意光杠桿（望遠(yuǎn)鏡、平面鏡、標(biāo)尺）的調(diào)節(jié)，特別注意如何消除十字叉絲像和標(biāo)尺像的視差；千分尺的讀數(shù)（注意初末位置的讀數(shù)），初步理解不同量如何選擇相應(yīng)測(cè)量?jī)x器的方法。）

物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告11