《普通物理实验（3）》课程教学大纲

一、课程基本信息

中文名称:普通物理实验（3）

课程英文名称：General Physics Experiments (3)

课程代码：19102204

课程性质：学科基础课

学分：1总学时：32（其中实验：32上机：0）

适用学院及专业：理学院应用物理学专业

先修课程：高等数学、电磁学

开课单位：理学院物理实验中心

二、课程的地位与作用

物理学是实验的科学。普通物理实验课是应用物理专业对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程，学生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。

普通物理实验在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有重要作用。

三、实验课程教学目标

本课程支撑毕业要求指标点3.1、3.2、3.3、4.1、4.2、4.3。

学生通过该课程的学习，培养学生实事求是、团队协作、创新精神和科学素养，从不同角度、不同知识和思想精神层面观察、分析实验，使学生得到全方位的立德树人式的培养。通过本课程的学习，学生应掌握基本的电磁学知识，熟练使用基本的电学测量仪器，具备电学实验的基本方法、技能和技巧；掌握基本电学物理量的测量原理和方法，加深对基本规律和概念的认识和理解，提高学生处理实验数据的能力和创新能力。

通过本课程的学习，学生应具备以下能力：

目标1：主要面向实践教学，要求学生理解基本实验理论、学会基本实验方法、掌握基本实验技术；（支撑毕业要求指标点4.1）

目标2：通过实验操作和技能的学习，要求学生掌握基本实验技能，提升分析问题、解决问题的能力、创造性思维能力、总结表达能力；（支撑毕业要求指标点3.1、3.2、3.3、4.2、4.3）

目标3：通过物理实验的学习，激发学生主动研究的探索精神。培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、提升学生具备基本的科学思维和素养，形成理论联系实际和实事求是的科学作风、团结协作锐意进取的品质、遵守纪律爱护公物的优良品德，着力培养立志为社会主义奋斗终身的适应科技发展的复合型应用人才。（支撑毕业要求指标点3.1、3.2、3.3、4.2、4.3）

课程教学目标与毕业要求的关系矩阵

四、实验项目名称和学时分配

序号	实验项目名称（支撑毕业要求指标点）	学时	实验类型	每组人数	选做或必做
1	电磁学演示实验（3.1、3.2、3.3、4.3）	1	演示性	多人	必做
2	电阻元件特性测试（3.1、4.1、4.2、4.3）	3	设计性	1-2	选做
3	用滑线变阻器分压和限流（4.1、4.2、4.3）	3	验证性	1-2	选做
4	模拟法测绘静电场（4.1、4.2、4.3）	3	综合性	1-2	选做
5	用单臂电桥测中值电阻（4.1、4.2、4.3）	3	综合性	1-2	选做
6	用双臂电桥测低值电阻（4.1、4.2、4.3）	3	综合性	1-2	选做
7	电表的改装与校准（3.1、4.1、4.2、4.3）	3	设计性	1-2	选做
8	霍尔效应的研究及应用（4.1、4.2、4.3）	3	综合性	1-2	选做
9	磁阻效应实验（4.1、4.2、4.3）	3	综合性	1-2	选做
10	用电位差计测电动势（3.2、4.1、4.2、4.3）	3	设计性	1-2	选做
11	亥姆霍兹线圈磁场的测定（4.1、4.2、4.3）	3	综合性	1-2	选做
12	RLC串联电路暂态过程研究（4.1、4.2、4.3）	3	综合性	1-2	选做
13	传感器的应用I-电子秤（3.1、3.3、4.2、4.3）	3	设计性	1-2	选做
14	传感器的应用II（3.1、3.3、4.2、4.3）	3	设计性	1-2	选做
15	仿真实验-半导体温度计的设计 （3.1、3.3、4.2、4.3）	2	设计性	1-2	选做
16	仿真实验-整流滤波电路实验 （3.1、3.3、4.2、4.3）	3	综合性	1-2	选做

五、实验项目基本要求

1、电磁学演示实验：选择现象直观、操作简便的电磁学实验，教师操作或学生直接操作，学生观察现象、分析原理，激发学生学习电磁学的兴趣，深刻理解电磁学问题。本实验项目主要是科普类实验，现象明显、操作简易，学生可以通过不同实验项目体验“从实践到理论”的认识过程，授课中可以将实验与生活相联系，让学生体会到学以致用的正确学习态度和人生观。

2、电阻元件特性测试：自行设计电路测量线性电阻的伏安特性和阻值；测量二极管的伏安特性；研究如何提高实验精度。以德国科学家欧姆与欧姆定律发现为切入点，电阻的发展研究历史为线，介绍电阻的参数、特性、种类以及发展趋势，鼓励学生学习不仅仅局限于课堂教材与教师，应扩展视野，自学相关知识，提高自学能力，将来更好为国家社会贡献自己的智慧。

3、用滑线变阻器分压和限流：掌握常用电学仪器的性能和使用方法，熟悉电学实验的基本操作规程和安全常识，练习用列表法和作图法处理实验数据。

4、模拟法测绘静电场：进一步理解场的概念，学习用模拟方法来测绘具有相同数学形式的物理场，描绘出分布曲线及场量的分布特点。以模拟法为切入点，通过讲解我国最大的风洞群，激发学生兴趣，培养学生的爱国之情和自豪感。

5、用单臂电桥测中值电阻：理解电桥测量电阻的原理和方法，掌握检流计、电桥等仪器的使用方法，了解电桥的测量精确度所依赖的条件。电桥是电磁学和电工电子学实验中常用的基本仪器，培养学生掌握基本知识，提高学生解决实践问题的能力。

6、用双臂电桥测低值电阻：理解双臂电桥的结构和测低值电阻的工作原理，练习检流计、电桥等仪器的使用方法。

7、电表的改装与校准：理解电流表、电压表的基本结构和原理，用不同方法测出所给表头的参数量程和内阻，将表头分别改装成电流表、电压表和欧姆表并进行校准。

8、霍尔效应的研究及应用：理解霍尔效应的基本原理；熟悉霍尔效应仪的调节和使用；并确定半导体的类型。以霍尔效应的发现为切入点，培养学生的刻苦钻研的精神，结合我国科学家的研究，培养学生的爱国之情。

9、磁阻效应实验：了解磁阻现象与霍尔效应的关系与区别，研究磁感应强度与磁阻变化的函数关系。以磁阻效应为切入点，让学生了解计算机存储原理和行业发展趋势。

10、用电位差计测电动势：理解电位差计的结构和原理，掌握其使用方法，利用补偿法设计实验方案，测量电动势。

11、亥姆霍兹线圈磁场的测定：了解亥姆霍兹线圈的结构和工作原理，掌握载流圆线圈和亥姆霍兹线圈磁场的测量方法及磁场分布。通过举例讲解亥姆霍兹线圈的广泛应用，增加学生学习的兴趣探索精神。

12、RLC串联电路暂态过程研究：了解RC和RL电路，研究其暂态过程；理解电感、电容的电学特性；掌握连接RLC串联电路，并观察及测量其暂态过程特性。在物理学和工程技术的暂态过程非常重要，由此培养学生理论联系实际，学以致用。

13、传感器的应用I-电子秤：了解霍尔传感器的工作原理和用途，并设计、组装相应的质量探测装置。通过传感器的发展趋势和应用前景，激发学生对科技的热情、对知识的探索。

14、传感器的应用II：了解基本传感器的工作原理和用途，并设计、组装相应的探测装置。

15、半导体温度计的设计：熟悉仿真实验软件安装与操作，掌握半导体温度计就是利用半导体的电阻值随温度急剧变化的特性而制作的，以半导体热敏电阻为传感器，通过测量其电阻值来确定温度的仪器。通过半导体行业背景和发展状态的介绍，激励学生为民族工业发展而努力学习。

16、整流滤波电路实验：学习、了解整流滤波电路的基本工作原理，掌握交流电路基本特性(例如用傅氏分析法)及交流电各参数的测量方法。学会测量二极管的伏安特性曲线，掌握测量全波整流滤波电路和半波整流电路中交流电压和电流。

六、教学方法

实验原理采用教学板书、展板与多媒体演示法相结合，实验操作采用启发式教学问题引导的方法进行讲授，必要的操作采用操作演示，同时在授课过程中介绍光学各分支的应用，相关的新科技成果及我国在此方面的伟大成就，积极引导培养大学生世界观、人生观、价值观，使学生具有爱国主义情怀和崇尚科学创新观念。最后，重点注意事项及安全提示反复强调并观察学生是否存在安全操作隐患。学生实验过程中，对存在问题进行分别指导。

七、实验课程考核和成绩评定方式

课程考核可根据实际情况从以下两种考核方式中选择一种：

1．平时实验考核方式：将学生所做的所有实验的成绩求和后取平均，再将平均成绩按统一标准折算成五级分制的优、良、中、及格、不及格，作为学生本课程考核成绩。

2．平时实验考核与期末考试相结合：实验平均成绩与期末实验考试成绩按比例合成为百分制成绩，再按统一标准折算成五级分制的优、良、中、及格、不及格，作为学生本课程考核成绩。

其中单个实验成绩按百分计，分以下三项评分：预习20分，操作40分，数据处理40分。

1. 实验教材、指导书和参考文献

   1．实验教材：杨广武．新编物理实验．天津：天津大学出版社，2014

   2．实验指导书：自编指导书

   3．主要参考教材和参考文献

   [1]谢行恕，大学物理实验（第二版），高等教育出版社，2005

   [2]董有尔，大学物理实验，中国科学技术大学出版社，2006

   [3]王旗，大学物理实验（第二版），高等教育出版社，2019

   [4]林伟华，邹勇，周嘉萍，大学物理实验大学，高等教育出版社，2017

   [5]杨述武，普通物理实验（2）电磁学部分（第五版），高等教育出版社，2015

   九、说明

   无

   执笔人：石飞飞                              审核：刘枝朋