大学物理实验室隶属于电子信息工程系,是深化基础学科教学改革、支撑理工科人才培养的核心平台。对接物理学前沿及相关工程技术基础需求,培养学生物理实验设计、数据采集分析、仪器操作与误差处理等能力,为其从事工程技术研发和科研工作奠定物理基础与科学素养。
实验室概况
实验室占地118平方米,现有教学仪器设备总值约77.03万元,拥有各类实验仪器设备300余台(套),设备更新率超90%。核心设备有伏安特性实验仪、单摆与自由落体综合实验仪等,覆盖力学、电学、光学等核心物理领域。实验室打破传统陈列模式,以基础夯实、跨域融合、虚实联动为理念,构建全流程实验教学体系,集基础验证、综合设计、创新探究于一体。同时配备直流稳压电源、手持万用表等装备,复现物理规律场景,解决传统物理教学中抽象概念难理解、实验流程碎片化、理论实操脱节等问题。
功能定位
在功能上,实验室承担《大学物理A》《大学物理B》课程教学任务,围绕力学、电学、光学等核心知识板块,构建适配教学需求的分层实验体系。一方面,开设单摆测重力加速度、电学元件伏安特性测量等验证性实验,将抽象物理概念转化为实操体验,帮助学生建立理论与实际的关联认知;另一方面,设置霍尔效应参数测量、三线摆法测转动惯量等综合性实验,引导学生探究物理规律,掌握实验全流程。通过差异化实验内容设置,为课程理论应用提供支撑,助力学生提升实验操作、科学思维和解决问题的能力。
实验室开设的实验项目具体如下:
(1)惠斯通电桥测电阻实验
掌握电桥测阻原理,理解平衡时检流计无电流的条件及待测电阻推导逻辑。学会操作QJ23型箱式电桥,完成接线、调零、选倍率及平衡调节,精准计算电阻值。了解检流计、电源等对电桥灵敏度的影响,培养学生误差分析能力。
(2)电表改装与校准实验
掌握微安表头内阻、满度电流的测量方法。理解串并联电阻扩程原理,学会将表头改装为多量程电流表、电压表及可调零欧姆表。掌握电表校准流程,绘制校准曲线并确定准确度等级,培养学生电路设计、实操及误差分析能力。
(3)霍尔效应实验
理解霍尔效应原理及霍尔器件的材料要求。掌握对称测量法消除副效应,测绘VH-IM、VH-IS曲线。测定霍尔元件灵敏度,测量电磁铁空气隙磁场分布。
(4)伏安特性测量实验
验证欧姆定律,明确线性与非线性元件的伏安特性差异。掌握伏安法测量的基本原理及电表内、外接线路的选择技巧。学会直流电源、电压表、电流表等仪器的正确使用,提升学生数据采集、曲线绘制与误差分析的实操能力。
(5)单摆与自由落体综合
通过单摆法研究周期与摆角、摆长的关系,验证摆长与周期平方成正比规律,掌握多周期测量技巧。同时通过自由落体法探究其运动规律,用多种方式测量重力加速度,探讨误差减小途径。
(6)转动惯量测定实验
学习用三线摆法测定物体转动惯量,掌握摆动周期、几何参数等物理量的测量方法。研究相同质量的圆盘与圆环绕同一转轴的转动惯量差异,明确质量分布对转动惯量的影响,验证转动惯量的平行轴定理。
(7)液体表面张力系数测量实验
用砝码对硅压阻力敏传感器定标,掌握传感器定标方法。观察拉脱法测表面张力的物理过程与现象,深化对相关物理规律的认知。测量纯水及其他液体的表面张力系数,可选测液体浓度与张力系数的关系。
(8)阻尼摩擦系数测试实验
观察磁阻尼现象,掌握磁性滑块在斜面上匀速下滑的实验条件。测量滑块下滑速度及斜面相关参数,通过数据处理与线性拟合求出磁阻尼系数和滑动摩擦系数。理解力学与电磁学交叉的实验原理,提升学生实验操作、数据处理及误差分析的综合能力。
(9)简谐振动与弹簧劲度系数实验
验证胡克定律,用静态拉伸和动态振动法测量弹簧劲度系数并对比。学习集成霍尔开关的特性与使用,精准测量弹簧振子振动周期。掌握微小拉力测量及本地区重力加速度测定方法,深化力学规律认知。
(10)牛顿环实验
观测光的薄膜干涉现象及牛顿环的明暗同心圆环特征。掌握读数显微镜的调节与使用方法。利用光的干涉原理,通过测量牛顿环直径,用逐差法消除系统误差,计算平凸透镜的曲率半径,深化对光的干涉理论的认知。
实验室既是学生锤炼力学、电学、光学等核心物理实验技能的练兵场,也是培养严谨科学态度、逻辑思维与科研创新能力的重要载体,通过理论与实操的深度融合实现以验促学、以学促研,赋能理工科领域高质量发展。
供稿人:朱赟海 编发:麦晓婷 初审:胡彩云 复审:余晓锣 终审:解成俊