《大学物理实验（二）》实验教学大纲

1、 Henan University of Urban Construction交通工程系实践教学大纲河南城建学院教务处二一年三月目 录交通工程专业（本科）实践教学大纲大学物理实验（一）实验教学大纲1大学物理实验（二）实验教学大纲8工程力学实验教学大纲23工程测量实验教学大纲28路基路面工程实验教学大纲31交通管理与控制实验教学大纲38道路工程施工技术实验教学大纲40电工与电子技术基础实验教学大纲45交通工程认识实习实习大纲49工程测量实习大纲51交通调查与分析实习大纲53生产实习实习大纲55顶岗实习实习大纲58汽车驾驶实习大纲61毕业实习实习大纲64道路勘测设计课程设计大纲67交通管理与控制课

2、程设计大纲70路基路面工程课程设计大纲73道路工程CAD课程设计大纲75城市交通规划课程设计大纲77毕业设计课程设计大纲79大学物理实验（一）实验教学大纲编写：王新练 杨秀芹课程编码1304303课程名称大学物理实验（一）适用专业交通工程（本科）学 分1考核形式考查学 时16先修课程高等数学、大学物理开课学期第2学期一、课程简介大学物理实验是在学习大学物理课程的同时，让学生学习物理实验的基本知识、基本方法和基本技能，使学生了解科学实验的主要过程和基本方法，是对高等学校学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，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，是工科类专业对学生进行科

3、学实验训练的重要基础。本课程注重培养学生的操作技能、想象力、创新能力以及促进学生综合素质的提高。物理学是一门理论和实验紧密结合的学科，重要的物理实验常常是新兴科学技术的生长点。物理学发展的事实说明，在一定生产实践的背景下，实验理论实验，相互促进，促使物理学及其它科学技术获得长足的进步。通过本课程的学习，使学生对实验与理论的相互促进有更加深入的理解。本课程所涉及的物理知识面较广，具有较强的综合性和技术性。二、课程实验教学目的与要求目的：1.培养学生对物理现象的观察能力和分析能力，引导他们了解实验物理在物理概念的产生、形成和发展过程中的作用。2.学习物理实验中的一些常用方法、技术、仪器的知识。3.

4、获得一定程度的用实验方法和技术研究物理现象的规律的独立工作能力，为学生掌握、应用和发展新技术打好坚实的物理实验基础。4.培养学生独立思考能力、实践能力、创新能力、协作精神和严谨认真、实事求是的科学精神。要求：通过物理实验的基本训练，要求学生做到：（1）通过阅读实验教材，查找资料，自行完成预习，作好实验前期的准备；进行实验和撰写报告等主要实验程序。（2）能够掌握常用实验装置调整和正确使用，并基本掌握常用仪器的操作技术，能够在老师指导下基本独立完成实验测量。（3）了解物理实验中常用的实验方法和测量方法。能够进行常用物理量的一般测量。（4）要求学生重视对物理现象的观察和分析，引导学生运用理论去指导实

5、践、解决实验中的问题。（5）借助理论对物理现象进行初步分析判断； （6）会处理实验数据，绘制曲线，撰写实验报告； （7）能够完成简单的具有设计性内容的实验。三、实验项目绪论及误差理论，实验内容介绍目的、任务：使学生了解实验的要求，掌握实验数据测量、处理的有关理论。基本要求：了解物理实验的要求，学习误差理论及有效数字处理，对本学期的实验内容做初步的了解，重点难点：误差理论，数据处理的一般方法及过程。实验报告的一般格式。实验一 固体密度的测定目的、任务及要求 1、掌握测定固体密度的方法。2、掌握物理天平的使用方法。基本原理 实验内容1、物理天平的调整。2、测定规则物体的密度3、用流体静力称衡法测固

6、体的密度。重点、难点：物理天平的调节及使用主要仪器:物理天平、游标卡尺、螺旋测微器、烧杯、金属块。实验二 单摆测重力加速度目的、任务及要求1、掌握测量重力加速度的一种方法 2、掌握电子秒表的使用方法基本原理：实验内容 1、用米尺、游标尺测长度 2、用电子秒表测周期重点、难点：实验原理，计时与摆角控制主要仪器: 单摆装置、游标卡尺、米尺、电子秒表实验三 杨氏弹性模量的测定目的、任务及要求 1、用伸长法测定金属丝的杨氏弹性模量。 2、学习用光杠杆测量微小长度的原理和方法。 3、验证伸长形变的胡克定律。基本原理：实验内容 1、用伸长法测定金属丝的杨氏弹性模量。 2、用逐差法计算测量结果。3、做出伸长

7、量随外力变化的关系图。重点、难点: 实验原理，仪器的调节，逐差法处理实验结果。主要仪器:杨氏弹性模量测定器、尺读望远镜、光杠杆、游标卡尺、螺旋测微器。实验四 刚体转动惯量的测定实验目的、任务及要求 1、学会正确测量长度、质量和时间的方法。2、用三线扭摆法测定圆盘和圆环绕对称轴的转动惯量。基本原理： ；实验内容 1、分别测量圆盘和圆环绕中心轴的转动惯量。2、用平均法处理数据。 重点、难点：实验原理，扭转角的控制与计时。主要仪器:三线扭摆实验装置一套、停表。实验五 气轨上测速度和加速度 目的、任务及要求：1、了解气垫导轨的构造，熟悉气垫导轨和数字毫秒计的使用方法。2、观察匀速直线运动和匀加速直线运

8、动，学会用光电计时，测量物体的速度和加速度。基本原理： ；。实验内容： 1、熟悉气垫导轨和数字毫秒计的使2、用光电计时，测量物体的速度和加速度重点、难点：气垫导轨的调节。数字毫秒计的使用主要仪器：气垫导轨装置、数字毫秒计、气源。实验六 液体表面张力系数的测定目的、任务及要求：1、学习用焦利秤测微小张力的方法。 2、了解液体表面的性质，测量液体的表面张力系数。基本原理：实验内容： 1、用焦利秤测液体的表面张力系数 2、测定蒸馏水的表面张力系数。重点、难点： 拉脱发测液体表面张力的原理、焦利氏称的使用。主要仪器 焦利秤、烧杯、肥皂稀释溶液。实验七 用双臂电桥测低值电阻目的、任务及要求：1、了解测量

9、低值电阻的特殊矛盾和解决方法。 2、学习用双臂电桥测低值电阻。基本原理：，若（电桥平衡条件则实验内容：1、用型QJ42型直流双臂电桥测量一段导体的电阻重点、难点：原理，电桥平衡调节主要仪器: 双臂电桥、电讯闸刀开关。实验八 用模拟法测绘静电场目的、任务及要求：1、学习用模拟法描述和研究静电场分布的概念和方法。 2、加深对电场强度和电位概念的理解。基本原理：利用稳恒电流场与静电场空间分布的相同特点描绘静电场的空间分布实验内容：1、测绘长同轴柱面的电场分布图。 2、测绘长平行导线的电场分布图。重点、难点： 原理主要仪器：静电场描绘仪、直流稳压电源、万用表。实验九 薄透镜焦距的测定目的、任务及要求：

10、 1、掌握光路的分析和调整方法。 2、掌握测定薄透镜焦距的几种方法。 3、了解透镜成象原理及成象规律。基本原理：实验内容：1、光路共轴的调整2、分别测凸透镜和凹透镜的焦距。重点、难点：原理、光路共轴的调节主要仪器:光学实验平台、光源、凸透镜、凹透镜、平面镜、光屏。*实验十 金属线膨胀系数的测定目的、任务及要求：1、学习用光杠杆法测定固体长度的微小变化。 2、测定黄铜杆的线膨胀系数。基本原理：实验内容：用光杠杆法测定固体线膨胀系数。重点、难点：原理、光杠杆的调节使用，温度的控制主要仪器： 线膨胀系数测定仪、尺读望远镜、蒸汽发生器、加热器、温度计、米尺等*实验十一 动量守衡定律的验证目的、任务及要

11、求： 1、验证动量守衡定律。 2、了解完全弹性碰撞与完全非弹性碰撞的特点。基本原理：完全弹性碰撞； 完全非弹性碰撞 实验内容：测量滑块弹性和非弹性碰撞前后的速度，验证动量守衡定律重点、难点：主要仪器 ： 气垫导轨装置、数字毫秒计、气源。 *实验十二 气轨上的简谐振动研究目的、任务及要求：1、观察简谐振动现象，测定简谐振动的周期 2、观察弹簧振子的振动周期与系统参量的关系。3、学习使用气垫导轨和计时仪器。基本原理：利用气轨上弹簧振子的运动来研究简谐振动的规律。实验内容：1、直接测定滑块振动的周期。 2、观测滑块振动周期随m和k的变化。3、间接测定滑块振动的周期。重点、难点： 原理、振动

12、的观测主要仪器 气垫导轨装置、数字毫秒计、气源。*实验十三 电表的改装目的、任务及要求： 1、掌握将微安表改装成较大量程电流表和电压表的原理和方法。2、学会校正电流表和电压表的方法基本原理：1、电流表扩大量程：并联电阻 2、改电压表： 串联电阻实验内容：1、改装微安表为电流表。 2、改装微安表为电压表。重点、难点：主要仪器 直流微安表、直流电压表、标准表、电阻箱、直流稳压电源、滑线电阻器*实验十四 导热系数的测定实验目的、任务及要求：1、掌握稳态法测量导体、不良导体导热系数的方法。2、学会利用冷却法绘制曲线、计算等温冷却速度。基本原理：实验内容：测量金属的导热系数重点、难点：原理的理解，温度的

13、测量主要仪器: HLD-PBF-2导热系数测试仪、铜康铜热电偶和保温杯四、实验项目学时分配表序号实 验 项 目实验类别学时1绪论及误差理论，实验内容介绍演示性、验证性、设计性或综合性42实验一 固体密度的测定验证性23实验二 单摆测重力加速度验证性24实验三 杨氏弹性模量的测定验证性25实验四 刚体转动惯量的测定实验验证性26实验五 气轨上测速度和加速度验证性27实验六 液体表面张力系数的测定验证性28实验七 用双臂电桥测低值电阻验证性210实验八 用模拟法测绘静电场验证性217实验九 薄透镜焦距的测定综合性213*实验十 金属线膨胀系数的测定验证性214*实验十一 动量守衡定律的验证验证性2

14、15*实验十二 气轨上的简谐振动研究验证性216*实验十三 电表的改装设计性217*实验十四 导热系数的测定实验综合性218考 试五、实验报告格式包括实验题目，实验目的，实验仪器，实验原理，实验步骤，原始数据，数据处理，误差分析，图表绘制,实验结论，实验讨论等内容。六、成绩评定办法及标准综合考查，平时40%、卷面30%、操作30% ，总评分忧、良、中、及格、不及格五个等级。七、教材及参考书教 材:大学物理实验 张凤玲 杨秀芹主编 武汉理工大学出版社参考书:物理实验 华中工学院等编 高教出版社 物理实验 潘人培主编 东南大学出版社 普通物理实验，崔亚量主编，西北工业大学出版社八、说明1、本大纲中

15、实验分为三级，不带*的为一级实验，在两个学期总学时中占60%左右，带一个*的为二级实验，在总学时中占30%左右，带一个*的为三级实验，在总学时中占10%左右，2、本大纲两个学期共列出了10个实验，根据专业的不同，每学期根据学时安排47个实验。3、所列实验顺序并不表示实际教学顺序。大学物理实验（二）实验教学大纲编写：王新练 秀芹课程编码1304304课程名称大学物理实验（二）适用专业交通工程（本科）学 分1考核形式考查学 时18先修课程高等数学、大学物理开课学期第3学期一、课程简介大学物理实验是在学习大学物理课程的同时，让学生学习物理实验的基本知识、基本方法和基本技能，使学生了解科学实验的主要过

16、程和基本方法，是对高等学校学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，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，是工科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。本课程注重培养学生的操作技能、想象力、创新能力以及促进学生综合素质的提高。物理学是一门理论和实验紧密结合的学科，重要的物理实验常常是新兴科学技术的生长点。物理学发展的事实说明，在一定生产实践的背景下，实验理论实验，相互促进，促使物理学及其它科学技术获得长足的进步。通过本课程的学习，使学生对实验与理论的相互促进有更加深入的理解。本课程所涉及的物理知识面较广，具有较强的综合性和技术性。二、课程实验教学目的与要求目的：1.培养

17、学生对物理现象的观察能力和分析能力，引导他们了解实验物理在物理概念的产生、形成和发展过程中的作用。2.学习物理实验中的一些常用方法、技术、仪器的知识。3.获得一定程度的用实验方法和技术研究物理现象的规律的独立工作能力，为学生掌握、应用和发展新技术打好坚实的物理实验基础。4.培养学生独立思考能力、实践能力、创新能力、协作精神和严谨认真、实事求是的科学精神。要求：通过物理实验的基本训练，要求学生做到：（1）通过阅读实验教材，查找资料，自行完成预习，作好实验前期的准备；进行实验和撰写报告等主要实验程序。（2）能够掌握常用实验装置调整和正确使用，并基本掌握常用仪器的操作技术，能够在老师指导下基本独立完

18、成实验测量。（3）了解物理实验中常用的实验方法和测量方法。能够进行常用物理量的一般测量。（4）要求学生重视对物理现象的观察和分析，引导学生运用理论去指导实践、解决实验中的问题。（5）借助理论对物理现象进行初步分析判断； （6）会处理实验数据，绘制曲线，撰写实验报告； （7）能够完成简单的具有设计性内容的实验。三、实验项目实验十五 示波器的使用目的、任务及要求：1、了解双踪示波器的基本原理和结构。 2、了解双踪示波器面板上各旋钮的作用，掌握双踪示波器的一般使用方法。 3、学会用示波器观察交流电的波形，测量电压和周期。基本原理：将信号输入偏转系统，控制电子束在荧光屏的运动，得到相应的波形，了解信号

19、的特点。实验内容：1、掌握双踪示波器的一般使用方法。 2、电压测量、正弦波电压周期的测量。 3、观察李萨如图形重点、难点：原理，使用。主要仪器： 双踪示波器、函数信号发生器。 实验十六 声速测量目的、任务及要求：1、了解声速在空气中传播速度与气体状态参量的关系。 2、了解超声波产生和接受的原理。 3、学习一种测量声速的方法。基本原理：，通过驻波干涉法测出半波长大小、或通过相位比较法测出波长。实验内容：声速在空气中的传播速度。重点、难点：调整谐振、驻波干涉法中最大振幅位置的判断。主要仪器: 声速测量仪、示波器、信号发生器。实验十七 杨氏双缝干涉实验目的、任务及要求：1、理解杨氏双缝干涉实验原理

20、2、观察干涉实验现象 3、学习一种测量光波长的方法。基本原理：，实验内容： 1、观察干涉实验现象 2、测量钠黄光波长重点、难点：调整仪器，观察到清晰的干涉条纹主要仪器: 钠灯、凸透镜两个、单缝、双缝、测微目镜。实验十八 牛顿环实验目的、任务及要求：1、了解牛顿环等厚干涉原理和观察方法。 2、掌握用牛顿环测量透镜曲率半径的方法。基本原理：实验内容：1、测量牛顿环半径。2、用图解法和逐差法处理数据。重点、难点： 原理，环直径的测量主要仪器:读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置。实验十九 霍尔效应及其应用目的、任务及要求：1、了解霍尔效应的机制及实验原理。 2、学习掌握用霍尔元件测磁场的方法。基本原理：实

21、验内容：1、测绘BIm曲线，并计算出B的大小。 2、测绘UHIM曲线。重点、难点：原理主要仪器：霍尔效应实验仪，霍尔效应测试仪实验二十 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线的测量 目的、任务及要求：1、了解用示波器法显示磁滞回线的基本原理。2、认识铁磁性材料的磁化规律，比较两种典型的铁磁物质动态磁化特性。3、学会用示波器法测绘磁化曲线和磁滞回线，并确定矫顽力、剩余磁感应强度、饱和磁感应强度等磁化参数。4、测定样品的基本磁化曲线，描绘-H曲线。基本原理：实验内容：手动和自动两种方式测材料的磁滞回线并计算剩磁和矫顽力重点、难点：磁滞回线的测绘主要仪器: DH4516磁滞回线实验仪、DH4516A（智能

22、型）磁滞回线测试仪，双踪示波器实验二十一 用电位差计测电池电动势及电阻目的、任务及要求：1、了解补偿法测电动势的原理。 2、掌握用电位差计测电池电动势及电阻的方法。 3、了解电位差的优缺点基本原理：实验内容：1、用11线电位差计测电池电动势和电阻。重点、难点： 原理、电路零电流的调节，主要仪器：11线电位差计、箱式电位差计、电阻箱、标准电池、直流稳压电源*实验二十二 电子束的电偏转和磁偏转目的、任务及要求：1、了解示波管的基本结构和电聚焦的原理。 2、测量示波管的电偏转灵敏度 3、了解显像管中电子束的磁偏转原理。 4、测定显像管磁偏转系统的灵敏度。基本原理：电偏转 利用电场对电子的电场力控制电

23、子束的偏转与聚焦 磁偏转 利用磁场对运动电子的洛仑兹力控制电子束的运动实验内容： 1、电子束的电偏转。 2、电子束的磁偏转。重点、难点：原理。主要仪器：电子束实验仪*实验二十三 用迈克耳逊干涉仪测波长目的、任务及要求：1、了解迈克耳逊干涉仪的构造及干涉原理、掌握本仪器的调节方法。 2、用迈克耳逊干涉仪测波长基本原理：实验内容： 1、测量He-Ne激光波长。2、测量钠光D双线的波长差。重点、难点： 仪器的调整。主要仪器：迈克耳逊干涉仪、氦氖激光器、钠光灯、白炽灯、扩束镜、毛玻璃、光屏。*实验二十四 智能型光电效应实验仪测普朗克常量目的、任务及要求：1加深对光电效应实验规律的光的粒子性的认识。 2

24、研究光电管的伏安特性和光照特性。 3用作图法处理实验数据，练习使用电脑控制的实验数据采集。基本原理：；光电流在截止电压开始随电压升高接近线性增加，当电流达到一定值以后将达到饱和，电压升高，电流几乎不变。实验内容： 1、研究光电管的伏安特性。2、测普朗克常量重点、难点：测截止电压，测伏安特性曲线，仪器和软件的熟练使用。主要仪器 ZKY-光电效应实验装置、电脑*实验二十五 密立根油滴实验目的、任务及要求：1、通过对带电油滴所带电量的测量，证明电荷的量子性，并测定基本电荷的大小。2、通过实验中对油滴的选择，捕捉和跟踪，培养严肃认真的实验态度和耐心细致的工作作风。基本原理：静态平衡法：； 动态法测量：

25、 实验内容： 1、平衡法测量。重点、难点：选择寻找到大小合适的油滴，有的下落时间的测量。主要仪器：密立根油滴仪、喷雾器。*实验二十六 弗兰克-赫兹实验目的、任务及要求：1、加深对能量量子化概念的认识。 2、测量汞原子的第一激发电位。 3、练习使用电脑控制的实验数据采集。基本原理：；实验内容：1、激发电位测量。 2、用示波器观察IA-UGK曲线。重点、难点：弗兰克-赫兹实验仪的调整使用，测量软件的熟练使用主要仪器：夫兰克赫兹实验仪、电脑*实验二十七 二极管伏安特性曲线的研究目的、任务及要求：通过对二极管伏安特性的测试，掌握锗二极管和硅二极管的非线性特点，从而为以后正确设计使用这些器件打下技术基础

26、。基本原理：对二极管施加正向偏置电压时，则二极管中就有正向电流通过(多数载流子导电)，随着正向偏置电压的增加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时(锗管为0.2V左右，硅管为 0.7V左右)，电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。对上述二种器件施加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，其反向电压增加至该二极管的击穿电压时，电流猛增，二极管被击穿，在二极管使用中应竭力避免出现击穿观察，这很容易造成二极管的永久性损坏。所以在做二极管反向特性时，应串入限流电阻，以防因反向电流过大而损坏二极管。实验内容：1、二极管反向特性测试 2、二极管正向特性

27、测试重点、难点：二极管反向特性测试主要仪器:DH-SJ1设计性实验装置*实验二十八 PN结正向压降和温度关系的研究目的、任务及要求：1、了解PN结正向压降随温度变化的性质。2、在恒定正向电流条件下，测绘PN结正向压降随温度变化曲线，并由此确定其灵敏度及PN结材料的禁带宽度。3、学习用PN结测量温度的方法。基本原理：；=实验内容：1、测定曲线2、估算被测PN结材料的禁带宽度重点、难点：1、温度的控制 2、的测定主要仪器: DH-PN-1型 PN结正向压降温度特性实验仪*实验二十九 光速测定目的、任务及要求： 1、了解光拍频法测量光拍波的频率和波长，验证光速的实验原理。2、熟练掌握用光速测定仪测量

28、光速的实验方法。基本原理： 实验内容： 1、了解光拍频法测量光拍波的频率和波长，验证光速的实验原理。2、熟练掌握用光速测定仪测量光速的实验方法。重点、难点：1、远、近程光的调节； 2、光程差的精确测定。主要仪器: GD-GSY-型光速测定仪（见图4-101）；ST-16型示波器；HC-F1000L型数字频率计；米尺*实验三十 核磁共振实验目的、任务及要求：1、用实验的方法测定氩或汞原子的第一激发电位，从而证明原子分立态的存在。2、练习使用微机控制的实验数据采集。基本原理：核磁共振就是原子核在外磁场和与之垂直的射频磁场同时作用下且满足一定条件时所产生的共振。这个条件就是即 式中 称作共振频率，其

29、大小决定于与该核有关的常量 和外磁场的强弱。实验内容：1、观察样品的核磁共振信号 2、测量稳恒磁场的磁感强度重点、难点：寻找共振频率主要仪器: HLD-NMR-II型核磁共振实验仪，示波器*实验三十一 热电阻特性实验目的、任务及要求：1、研究Pt100铂电阻、Cu50铜电阻和热敏电阻（NTC和PTC）的温度特性及其测温原理。2、研究比较不同温度传感器的温度特性及其测温原理。3、掌握单臂电桥及非平衡电桥的原理，及其应用。4、了解温度控制的最小微机控制系统。5、掌握实验中单片机在温度实时控制、数据采集、数据处理等方面的应用。6、学习运用不同的温度传感器设计测温电路。基本原理：1、Pt100铂电阻的

30、的测温原理： 2、热敏电阻温度特性原理(NTC型)： 3、Cu50铜电阻温度特性原理：铜电阻是利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。铜电阻的受热部分（感温元件）是用细金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上，当被测介质中有温度梯度存在时，所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。4、单臂电桥原理：实验内容：1、用万用表直接测量法；2、单臂电桥法；3、恒流法；2、学习运用电桥和差分放大器自行设计数字测温电路。重点、难点：热敏电阻温度特性；单臂电桥原理主要仪器: 九孔板，DH-VC1直流恒压源恒流源，DH-SJ型温度传感器实验装置，数字万用表，电阻箱。*实验三十二

31、集成温度传感器实验实验目的 1、研究常用集成温度传感器（AD590和LM35）的测温原理，及其温度特性。 2、学习用集成温度传感器设计测温电路。 3、比较常用的温度传感器与常用的集成温度传感器的温度特性。实验原理集成温度传感器实质上是一种半导体集成电路，它是利用晶体管的b-e结压降的不饱和值VBE与热力学温度T和通过发射极电流I的下述关系实现对温度的检测：式中，K波尔兹常数；q电子电荷绝对值。实验内容1、了解温度传感器AD590的引脚及其功能。重点、难点：常用集成温度传感器（AD590和LM35）的测温原理，及其温度特性实验仪器：九孔板，DH-VC1直流恒压源恒流源，DH-SJ型温度传感器实验

32、装置，数字万用表*实验三十三 电路元件伏安特性的测绘实验目的、任务及要求：1、学习测量线性和非线性电阻元件伏安特性的方法，并绘制其特性曲线2、掌握运用伏安法判定电阻元件类型的方法3、学习使用直流电压表、电流表，掌握电压、电流的测量方法基本原理： 二端电阻元件的伏安特性是指元件的端电压与通过该元件电流之间的函数关系。通过一定的测量电路，用电压表、电流表可测定电阻元件的伏安特性，由测得的伏安特性可了解该元件的性质。通过测量得到元件伏安特性的方法称为伏安测量法(简称伏安法)。把电阻元件上的电压取为纵(或横)坐标，电流取为横(或纵)坐标，根据测量所得数据，画出电压和电流的关系曲线，称为该电阻元件的伏安

33、特性曲线。实验内容1、线性电阻元件的伏安特性曲线测绘。2、非线性电阻元件（钨灯丝）的伏安特性曲线测绘。重点、难点：非线性电阻元件的伏安特性曲线测绘中电压的控制。主要仪器: DH-SJ1设计性实验装置*实验三十四 电源外特性的测量实验目的、任务及要求：1、学习测量电源外特性的方法2、学习使用直流电压表、电流表，掌握电压、电流的测量方法基本原理：(1) 直流电压源理想的直流电压源输出固定幅值的电压，而它的输出电流大小取决于它所连接的外电路。因此它的外特性曲线是平行于电流轴的直线。(1) 直流电流源理想的直流电流源输出固定幅值的电流，而其端电压的大小取决于外电路，因此它的外特性曲线是平行于电压轴的直

34、线。实验内容：1、直流电压源外特性的测量2、直流电流源外特性的测量重点、难点：测量电路的设计与连接。主要仪器:DH-SJ1设计性实验装置*实验三十五 光电传感器光纤传感器及应用一、实验目的：了解光纤传感器基本特性和光纤通讯基本原理。二、基本原理：光纤为光导纤维的简称,由直径大约为0. 1mm的细玻璃丝构成。呈同心圆柱体，在圆柱体形纤芯外面是折射率不同的同心圆柱包层。纤芯的作用是传导光波, 包层的作用是将光波封闭在光纤中传播。光波从折射率较大的介质人射进人折射率较小的介质时, 在边界将发生反射和折射, 当入射角超过临界角时, 将发生全反射,光是依靠在纤芯和包层两种介质分界面上的全反射向前传播的。

35、基本的光纤通信系统是由信号源、光发送端、光学信道和光接收机组成。信号源是声音,图像，电流等各种信号，光发送端和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号,光学信道包括最基本的光纤,还有中继放大器等，而光学接收机则接收光信号,并从中提取信息,然后转变成电信号,最后得到对应的话音、图像、电流等信息。三、实验内容：1、光纤传感器基本特性研究2、光纤通讯的基本原理四、重点、难点：理解光纤传感器基本原理，五、主要仪器: DH-SJ3光电传感器设计实验仪*实验三十六 光电传感器光敏电阻一、实验目的：了解光敏电阻的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线。二、基本原理：光照射到光敏电阻上其电导率

36、的改变量为： （1）光电流为： （2）当光电器件电极上的电压一定时，光电流与入射到光电器件上的光照强度之间的关系称为光照特性。光敏电阻灵敏度高，但其光照特性为非线性。 三、实验内容：1、光敏电阻伏安特性测试实验2、光敏电阻的光照特性测试实验四、重点、难点：理解光敏电阻基本原理，五、主要仪器: DH-SJ3光电传感器设计实验仪*实验三十七 光电传感器硅光电池实验一、实验目的：了解硅光电池的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线。二、基本原理：硅光电池被光照射时，实际获得的电流为： （1）短路电流： （2）开路电压为： （3）三、实验内容：1、硅光电池的伏安特性实验2、硅光电池的光照度特性实

37、验四、重点、难点：理解硅光电池基本原理，五、主要仪器:DH-SJ3光电传感器设计实验仪*实验三十八 扩散硅压阻式压力传感器实验目的、任务及要求：了解扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和工作情况。基本原理：扩散硅压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应制成的器件，也就是在单晶硅的基片上用扩散工艺(或离子注入及溅射工艺)制成一定形状的应变元件，当它受到压力作用时，应变元件的电阻发生变化，从而使输出电压变化。实验内容：扩散硅压阻式压力传感重点、难点：扩散硅压阻式压力传感器的工作原理主要仪器: DH-SJ2基本传感器设计性实验装置*实验三十九 气敏传感器（MQ3）实验目的、任务及要求：了解气敏电阻（传感器

38、）的原理与应用。基本原理：系列气敏元件传感器表面电阻随气体变化。测其电阻变化获得所测气体有关信息。实验内容：气敏电阻传感器测酒精重点、难点：气敏电阻（传感器）的原理主要仪器: DH-SJ2基本传感器设计性实验装置*实验四十 热释电人体接近实验目的、任务及要求：了解热释电传感器的特性和基本原理基本原理：热释电传感器是利用热电效应的热电型红外传感器。在温度不变化时不产生任何信号的传感器。所谓热电效应就是随温度变化产生电荷的现象。实验内容：热释电人体接近实验重点、难点：热释电传感器的基本原理主要仪器: DH-SJ2基本传感器设计性实验装置*实验四十一 热电偶温差电动势测量与研究实验实验目的:1、研究

39、热电偶的温差电动势。2、学习热电偶测温的原理及其方法。3、学习热电偶定标。4、学习运用热电偶传感器设计测温电路。实验原理: 热电偶温差电动势Ex仅与两接点处的温度有关，并且两接点的温差在一定的温度范围内有如下近似关系式： EX( t-t0 ) （1） 实验内容:1、用实验方法测量热电偶的温差电动势与工作端温度之间的关系曲线，称为对热电偶定标。2、 测量待测热电偶的电动势；3、自行设计热电偶数字测温电路。重点、难点：测量待测热电偶的电动势实验仪器:九孔板，DH-VC1直流恒压源恒流源，DH-SJ型温度传感器实验装置，数字万用表。*实验四十二 光电传感器光敏二极管一、实验目的：了解光敏二极管的基本

40、特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线。二、基本原理：光敏二极管与普通半导体二极管一样，具有单向导电性能。但光敏二极管是光敏器件，因此它的管壳上有一个能透射光线的窗口，以便光通过窗口而照射在管芯上，另外光敏二极管的p-n结面积做得较大，这样可以增加受光面积。 根据PN结具有单向导电性可知，对处于反向偏置的光敏二极管，在无光照时因本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向电流很小且保持不变，这部分电流在光敏二极管中称为暗电流。当有光照射PN结时，结内将产生附加的大量电子空穴对，在结电场作用下，形成光电流，方向与反向电流一致。光的照度愈大，光电流愈大。 因此光照时的反向电流基本上与光强成正比。 三、实

41、验内容：1、光敏二极管伏安特性实验2、光敏二极管的光照度特性实验四、重点、难点：理解光敏二极管基本原理，五、主要仪器:DH-SJ3光电传感器设计实验仪*实验四十三 整流、滤波电路目的、任务及要求： 掌握整流、滤波电路工作原理及各元件在电路中的作用基本原理：常见的整流电路有半波整流、全波整流和桥式整流电路等。这里介绍半波整流电路和桥式整流电路。(1) 半波整流电路如图3-1所示为半波整流电路，交流电压U经二极管D后，由于二极管的单向导电性，只有信号的正半周D能够导通，在R上形成压降；负半周D截止。电容C并联于R两端，起滤波作用。 图3-1 半波整流电路 图3-2 桥式整流电路 (2) 桥式整流电

42、路如图3-2所示电路为桥整流电路。在交流信号的正半周，D2、D3导通，D1、D4截止；负半周D1、D4导通，D2、D3截止，所以在电阻上的压降始终为上“”下“”，与半波整流相比，信号的另半周也有效的利用了起来，减小了输出的脉动电压。电容同样起到滤波的作用。实验内容：半波整流滤波电路电压测量和波形观察。桥式整流滤波电路电压测量和波形观察。重点、难点：电路设计。主要仪器: DH-SJ1设计性实验装置*实验四十四 霍尔式传感器的应用电子秤目的、任务及要求：了解霍尔式传感器在静态测量中的应用。基本原理：霍尔式传感器是由两个环形磁钢组成的梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组成， 如图所示。 当霍尔元件通

43、于恒定电流 I 时假定载流子为电子（N型半导体材料，它沿与电流 I相反的方向运动，由于洛仑兹力 fL的作用，电子即向一侧偏转， ，并形成电子积累，与此同时，元件的横向便形成电场，它使随后的电子在受到fL作用的同时，还受与此相反的电场力 FE的作用。当两力相等时，电子的积累达到了动态平衡，这时在两横断面之间建立的电场称霍尔电场 EH，相应的电势称霍尔电势 VH，霍尔元件就有电势输出。霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的霍尔电势取决于其在电场中的位移量 X，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。实验内容：霍尔式传感器静态测量重点、难点：霍尔式传感器的原理及电路主要仪器: DH-SJ2

44、基本传感器设计性实验装置四、实验项目学时分配表序号实 验 项 目实验类别学 时1实验理论22实验十五 示波器的使用综合性2实验十六 声速测量综合性23实验十七 杨氏双缝干涉实验验证性4实验十八 牛顿环实验验证性25实验十九 霍尔效应及其应用综合性26实验二十 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线的测量综合性27实验二十一 用电位差计测电池电动势及电阻验证性8*实验二十二 电子束的电偏转和磁偏转综合性29*实验二十三 用迈克耳逊干涉仪测波长综合性、演示性210*实验二十四 智能型光电效应实验仪测普朗克常量综合性211*实验二十五 密立根油滴实验综合性、演示性212*实验二十六 弗兰克-赫兹实验综合性

45、、演示性213*实验二十七 二极管伏安特性曲线的测绘综合14*实验二十八 PN结正向压降和温度关系的研究综合性215*实验二十九 光速测定综合性、演示性216*实验三十 核磁共振实验综合性、演示性217*实验三十一 热电阻特性实验设计性、演示性18*实验三十二 集成温度传感器实验计性性、演示设219*实验三十三 电路元件伏安特性的测绘实设计性、演示性220*实验三十四 电源外特性的测量实验设计性、演示性221*实验三十五 光电传感器光纤传感器及应用设计性、演示性222*实验三十六 光电传感器光敏电阻设计性、演示性223*实验三十七 光电传感器硅光电池实验设计性、演示性224*实验三十八 扩散硅

46、压阻式压力传感器设计性、演示性225*实验三十九 气敏传感器（MQ3）实验设计性、演示性226*实验四十 热释电人体接近实验设计性、演示性227*实验四十一 热电偶温差电动势测量与研究实验设计性、演示性228*实验四十二 光电传感器-光敏二极管设计性、演示性229*实验四十三 整流、滤波电路设计性、演示性230*实验四十四 霍尔式传感器的应用电子秤设计性、演示性231考试设计性、演示性2合计五、实验报告格式包括实验题目，实验目的，实验仪器，实验原理，实验步骤，原始数据，数据处理，误差分析，图表绘制,实验结论，实验讨论等内容。六、成绩评定办法及标准综合考查，平时40%、卷面30%、操作30% ，

47、总评分忧、良、中、及格、不及格五个等级。七、教材及参考书教 材:大学物理实验 张凤玲 杨秀芹主编 武汉理工大学出版社参考书:物理实验 华中工学院等编 高教出版社 物理实验 潘人培主编 东南大学出版社 普通物理实验，崔亚量主编，西北工业大学出版社八、说明1、本大纲中实验分为三级，不带*的为一级实验，在两个学期总学时中占60%左右，带一个*的为二级实验，在总学时中占30%左右，带一个*的为三级实验，在总学时中占10%左右，2、本大纲两个学期共列出了44个实验，根据专业的不同，每学期根据学时安排47个实验。3、所列实验顺序并不表示实际教学顺序工程力学实验教学大纲编写：张黎明 侯丰泽课程编码01045

48、12课程名称工程力学实验适用专业交通工程（本科）学 分考核形式考查学时（含实验学时）22先修课程开课学期3一、课程简介通过实验教学达到加深学生对基础力学课程基本理论的理解，加强学生基本实验技能的训练，提高学生创新思维和综合运用所学知识分析解决问题的能力。通过本课程的学习，要求学生对力学实验的基本原理和方法有明确的概念和一定的实验能力。二、课程实验教学目的与要求力学实验是工程力学课程的重要组成部分。工程力学中的一些理论和公式是建立在实验、观察、推理、假设的基础上的，它们的正确性还须实验来验证。同学们通过做实验，用理论来解释、分析实验结果，又以实验结果来证明理论，互相印证，达到巩固理论知识和学会实

49、验方法的双重目的。本课程是培养学生创新思维及动手能力的实践性课程，要求学生在掌握基础力学理论的基础上，灵活应用，大胆实践，团结协作，努力提高综合素质。三、实验项目一、万能试验机的工作原理和操作使用目的：1、了解不同型号试验机之间的区别2、练习不同类型万能试验机的操作3、掌握液压式和电子式试验机的原理和操作使用任务：学生通过学习，掌握不同试验机的测试方法，并初步认识低碳钢、铸铁等常用材料的机械性能基本要求：遵守实验室规章制度，实验之前递交实验预习报告，认真听讲，按时完成实验任务。基本原理：参照实验相关教材二、低碳钢、铸铁的拉伸、压缩试验目的：1、了解万能材料试验机的工作原理，并测试低碳钢在拉伸与

50、压缩过程中的力学性能。即拉伸时的屈服极限s、强度极限b、延伸率、截面收缩率。压缩时的屈服极限s。2、测定铸铁在拉伸与压缩过程中的力学性能。即拉伸与压缩时的强度极限b。3、观察拉伸与压缩时所表现的各种现象，并打印实验报告。4、对低碳钢与铸铁的力学性能进行比较，观察断口现象，分析引起破坏的原因。任务：学生通过学习，掌握金属材料力学性能的测试方法，并初步认识低碳钢、铸铁等常用材料的机械性能基本要求：遵守实验室规章制度，实验之前递交实验预习报告，认真听讲，按时完成实验任务。基本原理：三、电测实验原理、应用目的：1、了解应变电测方法，学习并初步掌握应变电测技术的原理和应用。 2、掌握电阻应变计及静态电阻应变仪的工作原理和使用方法。 3、了解静态应力应变测量的步骤和使用中应注意的问题。 4、了解应变计的布片原则和组桥原理，并明确所给的几个静态电测实验中应变计的布片原理和实验测量中可用的联桥方法。任务：学生通过学习，掌握电测基本原理、桥路