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测定冰的熔化热[教学重点]1.了解热学实验中的基本问题——量热和计温；2.了解粗略修正散热的方法；3.学习进行合理的实验安排和参量选择。[教学内容]1.测定冰的熔化热。2.用牛顿冷却定律粗略修正散热。3.天平、量热器、秒表和温度计的正确使用与协调操作。[教学难点]1.用外推法测定水的初温T2。2.系统终温T3的测定。[教学要求]1.正确安排各个物理量的测量。2.测定实验过程中系统温度随时间变化关系。3.课上计算出冰的熔化热。4.用一组数据在坐标纸上绘出温度变化曲线，用“补偿法”粗略修正散热。[问题讨论]1.用混合量热法必须保证什么实验条件？在本实验中是如何从仪器、实验安排和操作等各方面来力求保证的？2.实验中搅拌对正确测温的重要意义？3.用外推法测定水初温T2的重要意义？4.实验中忽略了温度计探头的热容，试设计一种实验方法估测其数量级，并分析其对实验结果的影响。电学基本知识和伏安法(A)【教学重点】（一）电学基本知识1.了解常用电学仪器的规格并学习使用。2.练习学习使用数字万用表。3.掌握电学实验操作规程。（二）伏安法1.掌握电流表内接法、外接法和分压电路。2.学习测量非线性元件的伏安特性。3.了解二极管的单向导电性以及稳压二极管特性。【教学内容】（一）电学基本知识1.主要电学仪器介绍。（1）数字万用表。主要介绍电压、电流、电阻挡的使用，3位半、4位半的含义，误差的计算，使用万用表的注意事项(p15)。（2）电阻箱。0～99999.9Ω，剩余电阻(20±5)mΩ，各个十进电阻盘相对误差不同。（3）滑线变阻器和电位器。主要参数有总电阻、额定电流。用于分压电路或限流电路。（4）指针式电表。主要规格有电表的量程、内阻、精度和最小分度。电表读数直接读出数值，并估读一位有效数字。介绍面板上主要符号。（二）伏安法1.用伏安法测量电阻（1）用数字万用表粗测两个待测电阻。（2）用伏安法测量两个待测电阻，自己判断采用电流表外接法还是内接法。每个电阻测量至少6～7组合理数据。2.测量稳压二极管的伏安特性（1）用万用表判断二极管的极性。（2）测量二极管的正向伏安特性。电阻箱作为保护电阻，取R0=150Ω。用两块万用表分别测量电压、电流，电流范围为0.05～10mA。测量＋0.8V时的静态电阻。（3）测量二极管的反向伏安特性。测量范围为0.05～20mA。测量-4V时的静态电阻。测量-10mA时的动态电阻。【教学难点】1.数字万用表的使用。需要认真讲解、示范，并在使用过程中随时进行指导。2.伏安法测量电阻的内接法和外接法。根据万用表测量的阻值以及电压表和电流表的内阻值，判断采用电流表内接法还是外接法，当待测元件电阻远大于电流表内阻时采用内接法，当待测元件电阻远小于电压表内阻时采用外接法。3.二极管伏安特性曲线测量间隔的选取。合理选取测量间隔，起始阶段几乎无电流，测几个点即可，电流非线性变化部分要多测量一些数据点，二极管正向导通和反向稳压后测量间隔大些。4.二极管动态电阻的测量。二极管反向-10mA时动态电阻很小，不容易测量准确，可使数字万用表测量的电压变化一个很小值，得到此时的∆I，求出动态电阻。【教学要求】1.用两个滑线变阻器连接成具有粗调、细调功能的分压电路。2.作出待测电阻的伏安特性曲线，用作图法或最小二乘法求出待测电阻阻值，并根据电表内阻对结果进行修正。3.作出二极管的伏安特性曲线（正反向曲线作在同一个图里），并求出二极管的正向导通电压和反向稳定电压。【讨论与思考】1.使用万用表（20kΩ以上各挡）测量二极管的正向电阻，为什么各挡测得数值不同？如果测量一个线性电阻，情况会怎样？2.测量正向伏安曲线时你采用了哪种电表接法，为什么？3.比较不同电流表接法对测量电阻的影响。示波器的使用[教学重点]1.理解触发扫描同步的原理；2.学习示波器的使用方法；3.学习用示波器测量电压和时间。[教学内容]1.示波器显示清晰而稳定波形的原理主要包括电偏转、扫描和触发扫描同步。2.按照示波器使用步骤，练习迅速调出清晰而稳定的波形。改变相关调控键钮，记录其对波形改变的影响并进行总结。3.使信号发生器输出幅度一定、两种频率的正弦信号，练习用示波器测量周期和电压峰峰值。4.为熟练掌握调出清晰而稳定波形的方法，练习将各功能键钮打乱后重新调出波形。[教学难点]1.熟练掌握触发源、触发耦合、触发电平的调节。2.在测量电压幅度及周期时，要注意偏转因数以及每格扫描时间应选择合适的数值及单位并注意关闭微调功能，以保证测量的准确性，注意读数的有效位数。[教学要求]1.了解示波器显示波形的原理，理解触发扫描同步对获得清晰而稳定波形的重要作用。2.熟练掌握示波器的使用方法。对于给定的被测信号能够迅速而正确地调出清晰而稳定的波形，并掌握电压幅度和周期等物理量的测量，严格按照误差及有效数字标准进行读数并注意要在准确值的基础上估读。3.对于操作过程中出现的问题能够积极进行思考，独立解决。[讨论问题]1.在机器正常工作条件下，开机后如果屏幕上没有任何显示，有几种可能？如何解决？2.将“垂直方式”选“双踪”显示时，两个通道输入的波形能否同时稳定地显示？在什么情况下，两通道波形能同时稳定地显示？3.用示波器测量电压和频率时，测量值与信号源输出的差值大于50%，试分析可能原因。测量薄透镜的焦距【教学重点】掌握导轨上各光学元件共轴调节的基本方法；学习薄透镜焦距的三种测量方法；了解视差的概念及应用；学习看光路图，以及提高判断成像质量的能力。【教学内容】1.布置实验内容2.介绍光学实验入门知识3.介绍仪器用具4.共轴调节（示范演示）粗调（目测调节）：以光源为基准，逐一加入光学元件调节高低、左右；细调（成像调节）：以位移法光路为例：成小像调光屏，成大像调透镜调节物屏、透镜和成像屏三者共轴。注意根据成大像时，像上下左右的均匀性调节物屏与光源的共轴。注意4f的确定；多透镜系统共轴采用逐一加入的调节方式，往往是后加谁就调谁，不能破坏原来调好的共轴系统。（以物象距法测量凹透镜焦距光路为例）【教学难点】1.自准直法测量凸透镜焦距时，实测值和标称值的一致性不好。原因在于较难判定清晰、等大、倒立像的位置，以及偏心差引入的测量误差等；2.物象距法测量凹透镜焦距时，测量误差比较大。问题出在清晰成像位置的判定。建议：（1）凸透镜应成小像，以利于测准D点；（2）利用色差、以及左右逼近取平均的方法判定最终成像的位置；（3）尝试改变象的大小，即改变不同的物距重新测量、对比和分析，确定合理的实验参数。【教学要求】查看学生元器件的放置、排列的光路、共轴调节等环节是否正确，了解学生对测量光路的理解和掌握情况。【提高性探索的问题】1.位移法测量凸透镜焦距时，如果物屏间距不够远，会有什么现象？2.粗调和细调的方法在其它方面还有那些应用？3.二维的光学像，如何调节到像屏上？4.自准直法测量凹透镜焦距除了本试实验提供的方法外还有其它的方法吗？如果有的话，请画出它的原理光路图。1显微镜【教学重点】1、知道两类显微镜的光路和结构；2、了解测微目镜结构和它的读数方法；3、掌握读数显微镜的读数方法；4、掌握标定物镜放大倍数的过程；5、了解光栅空间周期和空间频率的概念【教学内容】1、讲解生物显微镜和读数显微镜的光路和结构以及它们的异同；物镜头规格数值的含义；2、介绍标定显微物镜放大倍数的方法和测量未知物体长度，测定光栅空间周期，计算它的空间频率【教学难点】1、强化显微镜的操作规范，讲明调焦时只能远离样品朝上调；2、强化测微目镜的读数方法和读数显微镜的读数方法，进行个别指导，示范表演；【教学要求】1、理解光路的特点，物，中间像，最后像的位置，像的特点：虚（像）实（像）、正（像）、倒（像）、放大，缩小；2、理解生物显微镜和读数显微镜的主要差别；3、掌握测微目镜的读数方法，利用视差准确读数，显微物镜的放大倍数与参考值相差在+0.50以内；4、测量光栅的条纹间距，条纹数要足够多，理解空间频率的意义；掌握读数显微镜测量光栅周期的方法，条纹数要足够多，会计算空间频率，结果与参考值相误在１０％以内。【探讨的问题】显微物镜的放大倍数与标称值为什么不一样？如何提高显微镜的分辨率？测量误差和不确定度[教学目的]1．学习关于物理实验和测量误差的基本知识；2．学习对测量结果不确定度进行估计的基本方法；3．学会使用长度测量仪器及对测量结果的不确定度进行估计。[教学内容]1.测量误差1)误差定义，分类，特点，来源，处理方法。（其中对系统误差首先是能发现它，而发现测量重点系统误差通常是不容易的，需要有实验经验的积累，还要借助其他测量方法和手段）。2)测量误差理论和物理实验关系。3)随机误差，a)正态分布和均匀分布的特性；b)误差的期望值、方差、标准差及其物理意义。2.不确定度1)不确定度的概念及其与误差的关系；2)测量结果的表达（N±ΔN）；置信区间和置信概率的初步概念；极限不确定度和标准不确定度的概念。3)不确定度的估计：分为直接测量量（一次，多次）和间接测量量；引入相对不确定度概念；标准差的算术合成与方和根合成。3.有效数字1)有效数字的概念，它与测量不确定度的关系。2)有效数字的几点常识，科学书写。3)测量结果的有效数字表示（实验结果有效数字的最后一位与不确定度位取齐（我们教学要求不确定度仅取一位））。4)不估计测量结果的不确定度时，运算结果有效数字估计规则。4.举例。5.用测量实例（长度测量）练习本课内容。[教学要求]1.通过本课以及今后的实验，逐步树立误差分析思想以及正确表达实验结果的有效数字。2.习题1-7。3.自学课本“处理数据的几种方法”一节并做附加题。4.在长度测量中，用游标卡尺和螺旋测径器完成所要求的测量内容，注意读出零点和正确使用仪器。[教学难点]1.测量结果的表达及不确定度的估计；2.不估计测量结果的不确定度时，运算结果有效数字估计规则；[问题讨论]对不估计测量结果的不确定度而要求估计运算结果的有效数字，课本讲了加减法和乘除法，请问其他函数运算如对数、指数等，如何估计运算结果的有效数字；测定金属的杨氏模量[教学重点]1．用金属丝的伸长测定杨氏模量；2．掌握用CCD成像系统测量微小长度变化；3．用逐差法、作图法和最小二乘法处理数据。[教学内容]1．对CCD法测定金属丝杨氏模量，注意调节支架铅直（如何判断？）；2．正确使用常规量具，主要包括木尺、钢板尺、卡尺、千分尺等。利用误差分析的思想，理解为什么对不同长度量，使用不同量具和安排不同的测量次数。并能够正确计算各自的不确定度。[教学难点]1．对不同物理量进行测量，正确评价两类不同性质的误差。[教学要求]1．学会根据不同需要和条件正确选择量具并掌握其正确使用方法；根据不同条件和要求设计测量方案。2．正确调节和使用显微镜，包括CCD系统和读数显微镜，注意读数精确度和消除螺距差。3．明确逐差法的意义并正确运用逐差法处理实验数据，以使用到的实验数据愈多愈好、自相抵消掉的愈少愈好为原则。4．对CCD法测定钢丝杨氏模量，课上要求计算出杨氏模量E的测量值。报告中要求（1）用逐差法计算Lδ，代入公式，求结果EEσ±；（2）作Lmδ−图，考察两个物理量之间是否成线性关系；（3）对Lmδ−数据用最小二乘法进行线性拟合，由直线斜率求E值。要正确表达实验结果。5．钢梁弯曲法和光杠杆法选作。[问题讨论]1．实验中各长度量用不同的仪器来测定，是怎样考虑的？为什么？2．在CCD法测定金属丝杨氏模量实验中，为什么起始时要加一定数量的底码？r1会出现异常增大的原因是什么？3．加砝码后标示横线在屏幕上可能上下颤动不停，不能够完全稳定时，如何判定正确读数？刚体转动实验[教学重点]1．测定刚体的转动惯量，用实验方法检验刚体的转动定理和平行轴定理；2．用作图法和最小二乘法处理数据——曲线改直。[教学内容]刚体绕固定轴转动，在外力矩不变情况下满足转动定理和平行轴定理。1.固定塔轮半径r，砝码下落高度h和圆柱形重物m0位置，保持摩擦力矩Mμ不变，改变砝码质量m测相应的下落时间t。用直角坐标纸作m-1/t2图，如为直线即间接检验了转动定理。由斜率求