物理实验报告范文

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篇1

实验名称实验一测量物质的密度

一、实验目的：

掌握用流体静力称衡法测密度的原理。

了解比重瓶法测密度的特点。

掌握比重瓶的用法。

掌握物理天平的使用方法。

二、实验原理：

物体的密度，为物体质量，为物体体积。通常情况下，测量物体密度有以下三种方法：

1、对于形状规则物体

根据，可通过物理天平直接测量出来，可用长度测量仪器测量相关长度，然后计算出体积。再将、带入密度公式,求得密度。

2、对于形状不规则的物体用流体静力称衡法测定密度。

测固体（铜环）密度

根据阿基米德原理，浸在液体中的物体要受到液体向上的浮力，浮力大小为。如果将固体（铜环）分别放在空气中和浸没在水中称衡，得到的质量分别为、，则

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②测液体（盐水）的密度

将物体（铜环）分别放在空气、水和待测液体（盐水）中，测出其质量分别为、和，同理可得

③测石蜡的密度

石蜡密度

---------石蜡在空气中的质量

--------石蜡和铜环都放在水中时称得的二者质量

--------石蜡在空气中,铜环放在水中时称得二者质量

3、用比重瓶法测定液体和不溶于液体的固体小颗粒的密度

①测液体的密度

。

--------空比重瓶的质量

---------盛满待测液体时比重瓶的质量

---------盛满与待测液体同温度的纯水的比重瓶的质量

.固体颗粒的密度为。

----------待测细小固体的质量

---------盛满水后比重瓶及水的质量

---------比重瓶、水及待测固体的总质量

三、实验用具：TW—05型物理天平、纯水、吸水纸、细绳、塑料杯、比重瓶

待测物体：铜环和盐水、石蜡

四、实验步骤：

调整天平

⑴调水平旋转底脚螺丝，使水平仪的气泡位于中心。

⑵调空载平衡空载时，调节横梁两端的调节螺母，启动制动旋钮，使天平横梁抬起后，天平指针指中间或摆动格数相等。

用流体静力称衡法测量铜环和盐水的密度

⑴先把物体用细线挂在天平左边的秤钩上，用天平称出铜环在空气中质量。

⑵然后在左边的托盘上放上盛有纯水的塑料杯。将铜环放入纯水中，称得铜环在水中的质量。

⑶将塑料杯中的水倒掉，换上盐水重复上一步，称出铜环在盐水中的质量。

⑷将测得数据代入公式计算。

测石蜡的密度

测量石蜡单独在空气中的质量，石蜡和铜环全部浸入水中对应的质量，石蜡吊入空中，铜环浸入水中时的质量。代入公式计算。

4、用比重瓶法测定盐水和不溶于液体的细小铅条的密度

⑴测空比重瓶的质量。

⑵测盛满与待测盐水同温度的纯水的比重瓶的质量。

⑶测盛满盐水时比重瓶的质量。

⑷测待测细小铅条的质量。

⑸测比重瓶、水及待测固体的总质量。

5、记录水温、湿度及大气压强。

五、数据及数据处理：

（一）用流体静力称衡法测定铜环、盐水和石蜡的密度

水温水的密度湿度

大气压强

136.32120.55119.7649.24118.74170.25

铜块密度

盐水密度

石蜡密度

（二）用比重瓶法测密度

测定盐水的密度

水温水的密度湿度

大气压强

26.5574.5776.270.05

待测盐水的密度

测定细小铅条的密度

水温水的密度湿度

大气压强

32.3674.57104.200.05

待测铅条的密度

六、总结：

通过实验掌握了用流体静力称衡法测定固体、液体密度的方法。

篇2

1、在教学过程中，我尽量把每一个演示实验演示，在演示材料不很完全的条件下，经常自制一些教具或取得另外相近或相似的教具来完成演示实验，让每个学生能够有观察的机会，从而，培养学生的观察能力，以达到认识理论的目的。

2、对于学生分组实验，学期初，我们物理教师首先对学生分成学习小组，有学习小组长，小组长在学习上和动手能力上都是比较强的学生，在小组中起到模范带头作用，对于学生实验，每个学生都能认真、规范、积极动手，认真观察思考，得出正确的结论，通过一学期的训练和操作，学生的观察能力和实验操作能力得到了大幅度的提高。

在学生分组实验，实验教师对学生认真辅导，还注意巡视学生进行实验的情况，发现操作不规范的不认真的，教师认真辅导指正，并且作其思想工作，对认真规范的同学，并提出表扬，增强学生的成功感。通过演示实验和分组实验的操作，激发了学生的学习的兴趣，培养了学生的观察和实验操作技能。从而使学生学会了许多科学研究的基本方法，激发了学生的探究精神。

篇3

实验目的 1.描出平抛物体的运动轨迹. 2.求出平抛物体的初速度.

实验原理 平抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。只需测出运动轨迹上某一点的（x，y由x=V0t y= 得：V0=x

器 材 斜槽、白纸、图钉、木扳、有孔的硬纸卡片、小球、重锤线、米尺

实验步骤

1． 用图钉把白纸钉在竖直木板上。

2． 在木板左上角固定斜槽并使其末端点O的切

3． 线水平。在纸上记录O点，

4． 利用重垂线画出通过O点的竖直线。

5． 在木板的平面上用手按住卡片，

6． 使卡片上有空的一面保持水平，

7． 调整卡片的位置，

8． 使槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，

9． 然后用铅笔在卡片的缺口上点个黑点，

10． 这就记下了小球平抛的轨迹通过的点。多次实验，

11． 描下多个点。

12． 用平滑的曲线将小球通过的点连接起来，

13． 就得到小球平抛运动的轨迹。

14． 以O为圆点，

15． 画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴.

16． 从曲线上选取A、B、C、D四个不同

17． 的点，

18． 测出它们的坐标，

19． 记在表内。

根据公式v0=x 求出每次小球平抛运动的初速度，再求出V0的平均值。

实验记录

X（米） y（米） V0（米/秒） V0（平均值）

A

B

C

D

实验分析

1.实验注意点:

a． 固定白纸的木板要 。

b． 固定斜槽时，要保证斜槽未端的 。

c．小球每次从槽上 滑下。

d．在白纸上准确记下槽口位置，该位置作为 。

2.实验误差：

（1）计算小球初速度时应在轨迹上选距离抛出点稍远一点的地方。

（2）木板、斜槽固定好后，实验过程中不改变位置。

实 验

kt250.com整理该文章……

练 习 1．在研究平抛物体的运动的实验中，已测出落下的高度h与对应的射程x如下表，则物体平抛初速度为 。（g=9.8m/s2）

h (m)

5.00

11.25

20.00

24.20

x (m)

．为什么实验中斜槽的末端的切线必须是水平的？

答：

．请你依据平抛运动的实验思想，自己设计一个测定玩具手枪子弹速度的方法。

（1） 器材：

（2） 步骤：

（3） 手枪子弹速度V0= 。（用字母表示）

篇4

实验器材标明焦距的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴、粉笔 实验原理

实验步骤

1．提出问题：

凸透镜成缩小实像需要什么条件？

2．猜想与假设：

（1）凸透镜成缩小实像时，物距u_______2f。（“大于”、“小于”或“等于”）

（2）凸透镜成放大实像时，物距u_______2f。（“大于”、“小于”或“等于”）

3．设计并进行实验：

（1）检查器材，了解凸透镜焦距，并记录。

（2）安装光具座，调节凸透镜、光屏、蜡烛高度一致。

篇5

然后将物体沿水平面切割，取下，用天平测量水下部分的质量。

通过公式计算其密度。

然后总体测量整块物体的质量

通过v＝m/p

计算得出全部体积。

取一量杯，水面与杯面平齐，想办法将物体全部浸入水中（如用细针将其按入水中），称量溢出水的体积即可。

如果容器是个圆柱形，把里面放满水，然后把物体放入水中，在把物体取出．容器中空的部分就是这个物体的体积．

圆柱的面积＝底面积×高

如果物体不下沉，就把物体上系一个铁块放入水中，测出铁块和物体的体积，然后再测出铁块的体积，接着用它们的总体积减去铁块的体积就得出物体的体积．

篇6

一.预习报告

1.简要原理

2.注意事项

二.实验目的

三.实验器材

四.实验原理

五.实验内容、步骤

六.实验数据记录与处理

七.实验结果分析以及实验心得

八.原始数据记录栏(最后一页)

把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来，经过整理，写成的书面汇报，就叫实验报告。

实验报告的种类因科学实验的对象而异。如化学实验的报告叫化学实验报告，物理实验的报告就叫物理实验报告。随着科学事业的日益发展，实验的种类、项目等日见繁多，但其格式大同小异，比较固定。实验报告必须在科学实验的基础上进行。它主要的用途在于帮助实验者不断地积累研究资料，总结研究成果。

实验报告的书写是一项重要的基本技能训练。它不仅是对每次实验的总结，更重要的是它可以初步地培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力，是科学论文写作的基础。因此，参加实验的每位学生，均应及时认真地书写实验报告。要求内容实事求是，分析全面具体，文字简练通顺，誊写清楚整洁。

实验报告内容与格式

(一) 实验名称

要用最简练的语言反映实验的内容。如验证某程序、定律、算法，可写成“验证×××”；分析×××。

(二) 所属课程名称

(三) 学生姓名、学号、及合作者

(四) 实验日期和地点（年、月、日）

(五) 实验目的

目的要明确，在理论上验证定理、公式、算法，并使实验者获得深刻和系统的理解，在实践上，掌握使用实验设备的技能技巧和程序的调试方法。一般需说明是验证型实验还是设计型实验，是创新型实验还是综合型实验。

(六) 实验内容

这是实验报告极其重要的内容。要抓住重点，可以从理论和实践两个方面考虑。这部分要写明依据何种原理、定律算法、或操作方法进行实验。详细理论计算过程.

(七) 实验环境和器材

实验用的软硬件环境（配置和器材）。

(八) 实验步骤

只写主要操作步骤，不要照抄实习指导，要简明扼要。还应该画出实验流程图（实验装置的结构示意图），再配以相应的文字说明，这样既可以节省许多文字说明，又能使实验报告简明扼要，清楚明白。

(九) 实验结果

实验现象的描述，实验数据的处理等。原始资料应附在本次实验主要操作者的实验报告上，同组的合作者要复制原始资料。

对于实验结果的表述，一般有三种方法:

1. 文字叙述: 根据实验目的将原始资料系统化、条理化，用准确的专业术语客观地描述实验现象和结果，要有时间顺序以及各项指标在时间上的关系。

2. 图表: 用表格或坐标图的方式使实验结果突出、清晰，便于相互比较，尤其适合于分组较多，且各组观察指标一致的实验，使组间异同一目了然。每一图表应有表目和计量单位，应说明一定的中心问题。

3. 曲线图 应用记录仪器描记出的曲线图，这些指标的变化趋势形象生动、直观明了。

在实验报告中，可任选其中一种或几种方法并用，以获得最佳效果。

(十) 讨论

根据相关的理论知识对所得到的实验结果进行解释和分析。如果所得到的实验结果和预期的结果一致，那么它可以验证什么理论？实验结果有什么意义？说明了什么问题？这些是实验报告应该讨论的。但是,不能用已知的理论或生活经验硬套在实验结果上；更不能由于所得到的实验结果与预期的结果或理论不符而随意取舍甚至修改实验结果，这时应该分析其异常的可能原因。如果本次实验失败了，应找出失败的原因及以后实验应注意的事项。不要简单地复述课本上的理论而缺乏自己主动思考的内容。

另外，也可以写一些本次实验的心得以及提出一些问题或建议等。(十一) 结论

结论不是具体实验结果的再次罗列，也不是对今后研究的展望，而是针对这一实验所能验证的概念、原则或理论的简明总结，是从实验结果中归纳出的一般性、概括性的判断,要简练、准确、严谨、客观。

(十二) 鸣谢(可略)

在实验中受到他人的帮助,在报告中以简单语言感谢.

(十三) 参考资料

【实验名称】静电跳球

【实验目的】观察静电力

【实验器材】韦氏起电机，静电跳球装置（如图）

【实验原理、操作及现象】

将两极板分别与静电起电机相连接，顺时针摇动起电机，使两极板分别带正、负电荷，这时小金属球也带有与下板同号的电荷。同号电荷相斥，异号电荷相吸，小球受下极板的排斥和上极板的吸引，跃向上极板，与之接触后，小球所带的电荷被中和反而带上与上极板相同的电荷，于是又被排向下极板。如此周而复始，于是可观察到球在容器内上下跳动。当两极板电荷被中和时，小球随之停止跳动。

【注意事项】

1．摇动起电机时应由慢到快，并且不宜过快；摇转停止时亦需慢慢进行，可松开手柄靠摩擦力使其自然减慢。

2．在摇动起电机时，起电机手柄均带电且高速摇动时电压高达数万伏，切不可用手机或身体其他位置接触，不然会有火花放电，引起触电。

静电跳球中小学科学探究实验室仪器模型设备实验目的：

1、探究静电作用力的现象及原理。

2、研究能量间的转化过程。实验器材：圆铝板2个、圆形有机玻璃筒、静电导体球（由铝膜做成）若干。

提出问题：在以前的实验中，我们对电场以及静电的作用力已经有所了解。那么，在两块极板间，由铝箔做成的小球真能克服重力上蹦下跳吗？猜想与假设：在强电场的作用下，由铝箔做成的小球能够克服重力而上下跳动。 实验过程：

1、在两圆铝板间放一有机玻璃环，里面放了一些静电导体球，当接通高压直流电源后观察静电导体球的运动情况。

2、增大两极板间的电压，观察现象。

3、实验完毕要及时关闭电源，必须用接地线分别接触两极板进行放电。

探究问题：

1、仪器内的小球为什么会跳起来？

2、静电导体球实际在做什么工作？3、为什么增大两极板间的电压两极板间产生火花放电现象？实验结论与体会： （以下由学生总结并交流，也可由教师引导得出）课外活动： 梳子摩擦头发后，用梳子可以吸起细小的纸屑，有些纸屑过一会又掉下来。实际做一做，能够解释吗？

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3、掌握观察利萨如图形的方法，并能用利萨如图形测量未知正弦信号的频率。

【实验仪器】

固纬GOS-620型双踪示波器一台，GFG-809型信号发生器两台，连线若干。

【实验原理】

示波器是利用示波管内电子束在电场或磁场中的偏转，显示电压信号随时间变化波形的一种电子观测仪器。在各行各业与各个研究领域都有着广泛的应用。其基本结构与工作原理如下

1、示波器的基本结构与显示波形的基本原理

本次实验使用的是台湾固纬公司生产的通用双踪示波器。基本结构大致可分为示波管（CRT）、扫描同步系统、放大与衰减系统、电源系统四个部分。 “示波管（CRT）”是示波器的核心部件如图1所示的。可细分为电子枪，偏转系统和荧光屏三部分。

1）电子枪

电子枪包括灯丝F，阴极K，控制栅极G，第一阳极A1，第二阳极A2等。阴极被灯丝加热后，可沿轴向发射电子。并在荧光屏上显现一个清晰的小圆点。

2）偏转系统

偏转系统由两对互相垂直的金属偏转板x和y组成，分别控制电子束在水平方向和竖直方向的偏转。

从电子枪射出的电子束若不受横向电场的作用，将沿轴线前进并在荧光屏的中心呈现静止的光点。若受到横向电场的作用，电子束的运动方向就会偏离轴线，

F灯丝，K阴极，G控制栅极，A1、A2第一、第二阳极，Y、X竖直、水平偏转板

图1示波管结构简图

屏上光点的位置就会移动。x偏转板之间的横向电场用来控制光点在水平方向的位移，y偏转板用来控制光点在竖直方向的位移。如果两对偏转板都加上电场，则光点在二者的共同控制下，将在荧光屏平面二维方向上发生位移。

3）荧光屏

荧光屏的作用是将电子束轰击点的轨迹显示出来以供观测。

4）显示波形的原理

在竖直偏转板上加一交变正弦电压，可看到一条竖直的亮线，如图3所示。在水平偏转板上加“锯齿波电压”扫描电压，使荧光屏上的亮点沿水平方向拉开。电子的运动是两相互相垂直运动的合成。当锯齿波电压与正弦电压的变化周期相等时，在荧光屏上将显示出一个稳定的正弦电压波形图如图4所示。

当波形信号的频率等于锯齿波频率的整数倍时，荧光屏上将呈现整数个完整而稳定的被测信号的波形，当两者不成整数倍时，对于被测信号来说，每次扫描的起点都不会相同，结果造成波形在水平方向上不断的移动。为了消除这一现象，必须使被测信号的起点与扫描电压的起点保持“同步”，这一功能由机内 “触发同步”电路来完成。

2、利用利萨如图测正弦电压的频率基本原理

通过观察荧光屏上利萨如图形进行频率对比的方法称之为利萨如图形法。此法于1855年由利萨如所证明。将被测正弦信号fy加到y偏转板，将参考正弦信号fx加到x偏转板，当两者的频率之比

fyfx

是整数时，在荧光屏上将出现利萨如

图。

图5给出了几种不同频率比的利萨如图形。判断两个电压信号频率比的条件是屏上出现了利萨如图形稳定不动，方法是对稳定不动的图形分别做水平直线和竖直直线与图形相切，设水平线上的切点数最多为NX，竖直线上的切点数最多为NY，则

fyfx

nx

ny

图5的第一个图形，nx2，ny4，Y轴上的信号频率fy与x轴上的信号频率

2

fx之比为，若fx已知，则fy可求。

4

【实验内容与步骤】

开机前完成以下准备工作：扫描微调、电压灵敏度微调置校准档（顺时针打死）、扫描方式（置自动）、触发源选项（置CH1或CH2）、耦合方式(置AC)；按压电源按钮预热3分钟。

（2）初始化示波器面板获得“点”：辉度、聚焦、三个位置旋钮置于居中位置，扫描灵敏度置于正交模式。（五居中一归零）；

（3）顺时针旋转扫描灵敏度选扭置0.2ms档获取扫描线； （4）利用CH1观察机内方波校准信号并作为待测电信号1，记录其相关参数于黑板给出的数据记录表格第一行；

（5）分别利用CH1与CH2两个通道观察左右两个音频信号发生器提供的10V1000Hz与15V20xxHz的正弦交流信号，并作为待测电信号2与待测电信号3，记录其相关参数于黑板给出的数据记录表格第二行与第三行。

（6）扫描灵敏度选钮置正交模式，按压下触发交替旋钮，显示模式置双踪模式观测不同频率比的利萨如图形。

（7）申请课堂考核，归整仪器结束实验。

【实验数据与实验结果】

图5利萨如图

附表 电信号电压、频率的测量数据记录表（11海科曹丽安娜提供）

实验结果：详见下页附图（11海科曹丽安娜提供）

注意事项

1．信号发生器、示波器预热3分钟以后才能正常工作。

篇8

关键词：热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性

1、引言

热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件，其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此，热敏电阻一般可以分为:

Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTC)的热敏电阻元件

常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的，近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离，即载流子浓度基本上与温度无关，因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系，随着温度的升高，迁移率增加，电阻率下降。大多应用于测温控温技术，还可以制成流量计、功率计等。

Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTC)的热敏电阻元件

常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺，高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加，载流子数目越多，电阻率越小。应用广泛，除测温、控温，在电子线路中作温度补偿外，还制成各类加热器，如电吹风等。

2、实验装置及原理

【实验装置】

FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥，FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器)，连接线若干。

【实验原理】

根据半导体理论，一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为式中a与b对于同一种半导体材料为常量，其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为式中 为两电极间距离， 为热敏电阻的横截面。

对某一特定电阻而言， 与b均为常数，用实验方法可以测定。为了便于数据处理，将上式两边取对数，则有上式表明 与 呈线，在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值，以 为横坐标， 为纵坐标作图，则得到的图线应为直线，可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。热敏电阻的电阻温度系数 下式给出。

从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4)，就可以算出室温时的电阻温度系数。

热敏电阻 在不同温度时的电阻值，可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示，B、D之间为一负载电阻 ，只要测出 ，就可以得到 值。

当负载电阻 ，即电桥输出处于开路状态时， =0，仅有电压输出，用 表示，当 时，电桥输出 =0，即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性，在测量之前，电桥必须预调平衡，这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。

若R1、R2、R3固定，R4为待测电阻，R4 = RX，则当R4R4+R时，因电桥不平衡而产生的电压输出为：(1—5)

在测量MF51型热敏电阻时，非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 ， 且 ，则(1—6)

式中R和 均为预调平衡后的电阻值，测得电压输出后，通过式(1—6)运算可得R，从而求的 =R4+R。

3、热敏电阻的电阻温度特性研究

根据表一中MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻~温度特性研究桥式电路，并设计各臂电阻R和 的值，以确保电压输出不会溢出(本实验 =1000.0Ω， =4323.0Ω)。

根据桥式，预调平衡，将“功能转换”开关旋至“电压“位置，按下G、B开关，打开实验加热装置升温，每隔2℃测1个值，并将测量数据列表(表二)。

MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻～温度特性

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

电阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

非平衡电桥电压输出形式(立式)测量MF51型热敏电阻的数据

i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

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

热力学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 2871.1 2692.9 2507.6 2345.1

根据表二所得的数据作出 ～ 图，如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ，即MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)的电阻～温度特性的数学表达式为 。

4、实验结果误差

通过实验所得的MF51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻～温度特性的测量值，与表一所给出的参考值有较好的一致性，如下表所示：

表三 实验结果比较

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

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

测量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823

相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00

从上述结果来看，基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现，随着温度的升高，电阻值变小，但是相对误差却在变大，这主要是由内热效应而引起的。

5、内热效应的影响

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1、引言

热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件，其电阻温度系数一般为（-0.003~+0.6）℃-1。因此，热敏电阻一般可以分为:

Ⅰ、负电阻温度系数（简称NTC）的热敏电阻元件

常由一些过渡金属氧化物（主要用铜、镍、钴、镉等氧化物）在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的，近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离，即载流子浓度基本上与温度无关，因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系，随着温度的升高，迁移率增加，电阻率下降。大多应用于测温控温技术，还可以制成流量计、功率计等。

Ⅱ、正电阻温度系数（简称PTC）的热敏电阻元件

常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺，高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加，载流子数目越多，电阻率越校应用广泛，除测温、控温，在电子线路中作温度补偿外，还制成各类加热器，如电吹风等。

2、实验装置及原理

【实验装置】

FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥，FQJ非平衡电桥加热实验装置（加热炉内置MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）以及控温用的温度传感器），连接线若干。

【实验原理】

根据半导体理论，一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为

（1—1）

式中a与b对于同一种半导体材料为常量，其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为

（1—2）

式中 为两电极间距离， 为热敏电阻的横截面， 。

对某一特定电阻而言， 与b均为常数，用实验方法可以测定。为了便于数据处理，将上式两边取对数，则有

（1—3）

上式表明 与 呈线性关系，在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值，

以 为横坐标， 为纵坐标作图，则得到的图线应为直线，可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。

热敏电阻的电阻温度系数 下式给出

（1—4）

从上述方法求得的b值和室温代入式（1—4），就可以算出室温时的电阻温度系数。

热敏电阻 在不同温度时的电阻值，可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示，B、D之间为一负载电阻 ，只要测出 ，就可以得到 值。

当负载电阻 ，即电桥输出处于开

路状态时， =0，仅有电压输出，用 表示，当 时，电桥输出 =0，即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性，在测量之前，电桥必须预调平衡，这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。

若R1、R2、R3固定，R4为待测电阻，R4 = RX，则当R4R4+R时，因电桥不平衡而产生的电压输出为：

（1—5）

在测量MF51型热敏电阻时，非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 ， ，且 ，则

（1—6）

式中R和 均为预调平衡后的电阻值，测得电压输出后，通过式（1—6）运算可得R，从而求的 =R4+R。

3、热敏电阻的电阻温度特性研究

根据表一中MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）之电阻~温度特性研究桥式电路，并设计各臂电阻R和 的值，以确保电压输出不会溢出（本实验 =1000.0Ω， =4323.0Ω）。

根据桥式，预调平衡，将“功能转换”开关旋至“电压“位置，按下G、B开关，打开实验加热装置升温，每隔2℃测1个值，并将测量数据列表（表二）。

表一 MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）之电阻～温度特性

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

电阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

表二 非平衡电桥电压输出形式（立式）测量MF51型热敏电阻的数据

i 9 10

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

热力学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

根据表二所得的数据作出 ～ 图，如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ，即MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）的电阻～温度特性的数学表达式为 。

4、实验结果误差

通过实验所得的MF51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻～温度特性的测量值，与表一所给出的参考值有较好的一致性，如下表所示：

表三 实验结果比较

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

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

测量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823

相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00

从上述结果来看，基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现，随着温度的升高，电阻值变小，但是相对误差却在变大，这主要是由内热效应而引起的。

5、内热效应的影响

在实验过程中，由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过，热敏电阻的电阻值大，体积小，热容量小，因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升，这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时，必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。

6、实验小结

通过实验，我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的，而且随着温度上升，其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器，可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出，特别适于高精度测量。又由于元件的体积小，形状和封装材料选择性广，特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器，可应用与各种生产作业，开发潜力非常大。

参考文献：

[1] 竺江峰，芦立娟，鲁晓东。 大学物理实验[M]

篇10

2．探究声音的音调在几只相同的塑料瓶中装上不同深度的水，然后用嘴对着瓶中吹气，会发出音调高低不同的声音，从而可以说明音调跟频率的关系。

（二）、电学实验

1．绝缘体用导线将电源、小灯泡、开关和塑料瓶连成串联电路，闭合开关后发现灯泡不发光，说明塑料是绝缘体。

2．摩擦起电把一只小塑料瓶在头皮上反复摩擦几下，然后将其靠近一些小纸屑，发现小纸屑被吸引，说明用摩擦的方法可使物体带电，带电体能吸引轻小物体。

（三）、光学实验

1．光的折射透过盛水塑料瓶，看书本上的字，会字变大了，这是光的折射现象。当然，学生在观察时还发现了其它一些独特的现象，收获很大。

2．光的直线传播在一只塑料瓶中装入一定量的水，在其中加入适量的豆奶粉，拧紧瓶盖，充分摇匀，将激光笔发出的光透过瓶底，对着瓶盖照射，会看到光沿直线传播的光柱，效果明显。（此实验还可说明光能在液体中传播）

（四）、热学实验

探究白色和黑色物体吸热能力的强弱用白纸和黑纸包住两个装满水的塑料瓶，在太阳光下照射相同的时间后，看看谁的温度升得高。温度升得越高，说明其吸收的热量就越多，其吸热能力就越强。

（五）、力学实验

1．力的作用效果与力的三要素双手挤压塑料瓶，可以使瓶发生不同程度的凹陷变形，说明力可以使物体发生形变。如果施加的力越大，瓶子的形变程度也就越大，表明力的作用效果跟力的大小有关。用手推装满水的塑料瓶使其运动，说明力可以改变物体的运动状态。推力方向不同，塑料瓶运动的方向也不同，说明力的作用效果跟力的方向有关。将装满水的塑料瓶竖立在桌面上，用手指推瓶盖与瓶身，发现推瓶盖时瓶子更容易倾倒，说明力的作用效果跟力的作用点有关。

2．物体的惯性用手将一塑料瓶扔出，离开手后瓶仍然继续朝前运动，说明物体具有惯性。将矿泉水瓶放倒在水平桌面上，向它的侧面吹气，它会很容易被吹的滚动起来。当将瓶中装满水再用同样的力吹它时，它却不容易被吹动。当用同样的力使它们滚动起来时，装满水的瓶子滚动的较远。这些现象说明：质量大的物体不容易改变运动状态，即质量大的物体惯性大。

3．物体受平衡力和非平衡力将一塑料瓶静止在水平桌面上，此时瓶子受到重力与支持力这一对平衡力的作用。将一塑料瓶抛出后，瓶子最终落回地面，说明它受到重力的作用。瓶子在空中作曲线运动，说明它受到非平衡力作用时运动状态是改变的。

4．探究摩擦用手抓住一塑料瓶，瓶子没有落下来，说明它受到竖直向上的静摩擦力。将一塑料瓶放在水平地面上，使其从同一位置分别向前滑动和滚动，比较两次运动中所用推力的大小。前者是滑动摩擦，后者是滚动摩擦，而且还可得出结论：“用滚动代替滑动可大大减小摩擦”。

5．探究压力的作用效果将装有一半水的塑料瓶竖放在一块软海绵上，观察海绵的凹陷情况；再将塑料瓶内装满水，重新竖放在这块软海绵上，比较这两种情况中塑料瓶对海绵的作用效果，从而得出压力的作用效果跟压力的大小有关。把一装满水的塑料瓶分别竖放、倒放在海绵上，观察并比较海绵的凹陷情况，表明压力的作用效果跟受力面积有关。

6．探究液体压强在一塑料瓶的瓶口包上一橡皮膜，将其瓶口压入水中，橡皮膜发生凹陷，说明液体内部存在压强。在塑料瓶的侧壁上的不同高度的地方扎三个小孔，再往瓶内倒水，比较水从孔中喷出的远近，最终得出液体压强跟深度有关，深度越大，压强越大。

7．体验大气压的存在在一塑料瓶内装满水，用一张硬纸片紧压在瓶口，然后使瓶口朝下，发现硬纸片能托住水，有力地证明大气压的存在。也可将热水灌入塑料瓶摇晃几下，倒去热水后迅速拧紧瓶盖，用自来水冲瓶子，可观察到塑料瓶被压瘪，并伴有变形时产生的响声，也能说明大气压是存在的。

8．探究液体压强与流速的关系在塑料瓶中装上适量的水，左手拿着一支吸管竖直插入瓶内水中，右手横拿着另一支吸管，将嘴对着横管的一端用力吹气，观察管内液面和管口的情况，从而得出“流体流动，流速越大的位置，压强越小”的结论。

9．力的作用是相互的用手敲打塑料瓶，手感到较痛，说明力的作用是相互的。

10．探究浮力产生的原因将塑料瓶的底部剪去，瓶口朝下，把乒乓球放入其中并落在瓶颈处，从上面倒水，直到水满后，乒乓球也不会浮起来，而只有用手从下面堵住瓶口时，乒乓球才会浮起来。从而说明浮力就是液体对浸在其中的物体向上与向下的压力差。

篇11

【实验仪器】

分光计，透射光栅，钠光灯，白炽灯。

【实验原理】

光栅是一种非常好的分光元件，它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。

光栅分透射光栅和反射光栅两类，本实验采用透射光栅，它是在一块透明的屏板上刻上大量相互平行等宽而又等间距刻痕的元件，刻痕处不透光，未刻处透光，于是在屏板上就形成了大量等宽而又等间距的狭缝。刻痕和狭缝的宽度之和称为光栅常数，用d 表示。

由光栅衍射的理论可知，当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时，透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射，同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉，光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上。凡衍射角满足以下条件

k = 0， ±1， ±2， … (10)

的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹，其它方向的光将全部或部分抵消。式（10）称为光栅方程。式中d为光栅的光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长。当k=0时，θ= 0得到零级明纹。当k = ±1， ±2 …时，将得到对称分立在零级条纹两侧的一级，二级 … 明纹。

实验中若测出第k级明纹的衍射角θ，光栅常数d已知，就可用光栅方程计算出待测光波波长λ。

【实验内容与步骤】

1．分光计的调整

分光计的调整方法见实验1。

2．用光栅衍射测光的波长

（1）要利用光栅方程(10)测光波波长，就必须调节光栅平面使其与平行光管和望远镜的光轴垂直。先用钠光灯照亮平行光管的狭缝，使望远镜目镜中的分划板上的中心垂线对准狭缝的像，然后固定望远镜。将装有光栅的光栅支架置于载物台上，使其一端对准调平螺丝a ，一端置于另两个调平螺丝b、c的中点，如图12所示，旋转游标盘并调节调平螺丝b或c ，当从光栅平面反射回来的“十”字像与分划板上方的十字线重合时，如图13所示，固定游标盘。

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图12 光栅支架的位置 图13 分划板

（2）调节光栅刻痕与转轴平行。用钠光灯照亮狭缝，松开望远镜紧固螺丝，转动望远镜可观察到0级光谱两侧的±1、±2 级衍射光谱，调节调平螺丝a （不得动b、c）使两侧的光谱线的中点与分划板中央十字线的中心重合，即使两侧的光谱线等高。重复（1）、（2）的调节，直到两个条件均满足为止。

（3）测钠黄光的波长

① 转动望远镜，找到零级像并使之与分划板上的中心垂线重合，读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ0和θ0/，并记入表4 中。

② 右转望远镜，找到一级像，并使之与分划板上的中心垂线重合，读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ右和θ右/，并记入表4中。

③ 左转望远镜，找到另一侧的一级像，并使之与分划板上的中心垂线重合，读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ左和θ左/，并记入表4中。

3．观察光栅的衍射光谱。

将光源换成复合光光源（白炽灯）通过望远镜观察光栅的衍射光谱。

【注意事项】

1．分光计的调节十分费时，调节好后，实验时不要随意变动，以免重新调节而影响实验的进行。

2．实验用的光栅是由明胶制成的复制光栅，衍射光栅玻璃片上的明胶部位，不得用手触摸或纸擦，以免损坏其表面刻痕。

3．转动望远镜前，要松开固定它的螺丝；转动望远镜时，手应持着其支架转动，不能用手持着望远镜转动。

【数据记录及处理】

表4 一级谱线的衍射角

零级像位置

左传一级像

位置

偏转角

右转一级像

位置

偏转角

偏转角平均值

光栅常数

钠光的波长λ0 = 589·3 nm

根据式（10） K=1， λ= d sin 1=

相对误差

【思考题】

1． 什么是最小偏向角？如何找到最小偏向角？

2． 分光计的主要部件有哪四个？分别起什么作用？

篇12

2．猜想与假设；平面镜成的是虚像．像的大小与物的大小相等．像与物分别是在平面镜的两侧．

3．制定计划与设计方案；实验原理是光的反射规律．

所需器材；蜡烛（两只），平面镜（能透光的），刻度尺，白纸，火柴，

实验步骤；

一，在桌面上平铺一张16开的白纸，在白纸的中线上用铅笔画上一条直线，把平面镜垂直立在这条直线上．

二．在平面镜的一侧点燃蜡烛，从这一侧可以看到平面镜中所成的点燃蜡烛的像，用不透光的纸遮挡平面镜的背面，发现像仍然存在，说明光线并没有透过平面镜，因而证明平面镜背后所成的像并不是实际光线的会聚，是虚像．

三．拿下遮光纸，在平面镜的背后放上一只未点燃的蜡烛，当所放蜡烛大小高度与点燃蜡烛的高度相等时，可以看到背后未点燃蜡烛也好像被点燃了．说明背后所成像的大小与物体的大小相等．