1、电磁学实验教学大纲张海燕课程名称：电磁学实验（普通物理实验电磁学部分）总 学 时： 24 学时适用对象：物理学本科专业一、教学目的与任务电磁学实验课程的教学目的在于使学生加深对静电场和静磁场分布规律的认识，掌握电阻、电流、电压、电动势和磁场强度的外部测量方法；熟练使用检流计、电流表、电压表（伏特表） 、直流电桥、交流电桥，电位差计等基本电磁学仪表。对实验结果要求进行正确的分析，找出产生误差的原因。二、教学基本要求实验设计上以电磁学知识为基础，适当加大综合性和设计性实验的内容，教学中以学生主动操作为主，教师指导为辅，应充分发挥学生在实验中的主观能动性，以锻炼学生的综合实验技能。三、教学内容及要求
2、学生实验从以下内容中选择开设 12 个，共计 24 学时。在进行正式实验前，给学生先介绍以下基本知识 1、测量数据处理的基本问题；2、电磁学实验基础知识；3、电阻器；4、直流电源。实验一 、伏安法测电阻实验目的：1、 学习由测量电压,电流求电阻值的方法(伏安法)及仪表的选择。2、 学习减小伏安法中系统误差的方法。3、 了解不确定度的计算方法。仪器和用具：指针式伏特表、安培表、滑线变阻器、直流稳压电源、待测电阻、开关和导线。实验内容：1、用内接法和外接法测量二待测电阻的阻值，要求测量的不确定度小于 5%。2、用补偿法测量。实验二、伏安法测二极管特性实验目的：1、掌握分压器和限流器的使用方法。2、
3、熟悉测量伏安特性的方法。3、了解二极管的正向伏安特性。仪器和用具：稳压电源、电流表、电压表、滑线变阻器、可变电阻箱、开关、待测二极管。实验内容：测量二极管的伏安特性。绘制二极管伏安特性曲线图。实验三、静电场的描绘实验目的 ：1、学习用模拟法研究电场。2、描绘二种场结构的等势线。仪器和用具：静电场模拟仪、电极、米尺和游标尺、开关和导线。实验内容：1、圆柱形电容器中等势线分布的模拟测绘。2、两根无限长平行直导线周围等势线分布的模拟测绘。实验四、用惠斯通电桥测电阻实验目的： 1、掌握惠斯通电桥测电阻的原理。2、学会正确使用箱式电桥测电阻的方法。3、了解提高电桥灵敏度的几种途径。仪器和用具：万用电表、
4、滑线变阻器、电阻箱、检流计、直流电源、待测电阻、箱式电桥、开关和导线。 实验内容：1、用电阻箱.检流计组成惠斯通电桥测量电阻器。2、测量电桥的相对灵敏度。3、使用箱式电桥测量。实验五 、用电势差计测量电池的电动势和内阻实验目的： 1、掌握用电视差计测量电动势的原理。2、测量干电池的电动势和内阻。仪器和用具 ：电势差计、检流计、校准电阻、电阻箱、划线变阻器、标准电池、直流电源及待测干电池。实验内容：1、电流标准化的调节。2、测量电池的电动势和内阻。实验六、用箱式电势差计校正电表实验目的：1、了解箱式电势差计的结构和原理。2、正确掌握箱式电势差计的使用。3、运用箱式电势差计校正电压表（或电流表）
5、。仪器和用具：箱式电势差计、标准电池、直流电源、检流计、滑线变阻器、电阻箱、待校正电表、开关和导线。实验内容： 1、校准工作电流。2、校正电表。3、测量电势差计的灵敏度。实验七 、低电阻的测量实验目的：1、掌握用伏安法测量电阻的方法。2、学习双电桥测量低电阻的原理和方法。仪器和用具：电阻箱、安培计、毫伏计、标准电阻、检流计、螺旋测微计、待测低值电阻、滑线变阻器、开关和导线。实验内容：1、 用伏安法测量粗铜线上长为 L（50cm 以上）一段的电阻。2、 用组装双电桥测量上述金属线的电阻。3、 用箱式双电桥测量上述金属线的电阻。实验八、 万用表的制作与定标实验目的：1、 掌握万用表的基本原理和设计
6、方法。2、 学习万用表的组装与定标。仪器和用具：表头(50 微安或 100 微安)、直流电压表、直流电流表、电阻箱、直流电源、交流电源、交流电压表、插件板、各种电阻、万用表、导线等。实验内容：1、 将一微安表头（测限为 I0）改装成如下规格的万用表。直流电流5mA，50mA。直流电压5V，50V。交流电压10V，50V。欧姆 1k，1。2、 校正万用表（电压、电流、欧姆各档位） 。实验九、 灵敏电流计特性的研究实验目的：1、了解灵敏电流计的工作原理，并观察在过阻尼、欠阻尼及临界阻尼下的三种运动状态。2、掌握测定电流计内阻和灵敏度的方法。仪器和用具：灵敏电流计、直流电阻箱、直流电压表、标准电阻器
7、、直流电源、双刀双郑开关、单刀开关、秒表。实验内容：1、 测定灵敏电流计的自由振荡周期。2、 观察三种运动状态，并确定临界阻尼电阻。3、 测量灵敏电流计的内阻和灵敏度。实验十、磁场的描绘实验目的：1、 研究载流线圈轴线上磁场的分布，加深对毕奥萨伐尔定律的理解。2、 掌握感应法测磁场的原理和方法。3、 考察亥姆霍慈线圈的磁场的均匀 。仪器和用具：音频信号发生器(具有功率输出)、晶体管万用表、亥姆霍慈线圈实验装置、待测线圈等。实验内容：1、 测量载流圆线圈的磁场沿轴线的分布。2、 圆电流周围磁力线的描绘。3、 验证磁场的叠加原理。4、 亥姆霍慈线圈中B/B=1%匀强区的描绘实验十一、用冲击电流计测
8、量螺线管内轴线上的磁场分布实验目的：1、 学习用冲击法测量磁感应强度的原理和方法。2、 掌握冲击电流计的使用方法。仪器和用具：冲击电流计、螺线管、标准互感器、电阻箱、滑线变阻器、直流安培表、直流电源、开关。实验内容：1、 磁通冲击常量的测定。2、 0的确定。3、 测螺线管内轴线上磁场的分布。实验十二、电子束的偏转实验目的：1、研究带电离子在电场和磁场中偏转的规律。2、了解电子束线管的结构和原理。仪器和用具：示波器、毫伏表、电子束线管测试板、直流电源、安培表、万用表。实验内容：1、 研究和验证示波管中电场偏转的规律。2、 研究和验证显象管中磁场偏转的规律。实验十三、电子束的聚焦实验目的：1、 研
9、究带电离子在电场和磁场中聚焦的规律。2、 了解电子束管的结构和原理。3、 掌握测量电子比荷（又称荷质比）的一种方法。仪器和用具：示波器、电源、实验板、螺线管用直流电源、直流电流表、高内阻高压量程电压表。实验内容：1、 电场聚焦。2、 磁场聚焦和 e/m 的测定。实验十四 电子示波器的使用实验目的：1、了解示波器的结构和工作原理2、初步掌握通用示波器各个旋钮的作用和使用方法3、学习利用示波器观察电信号的波形，测量电压、频率和相位实验仪器：通用示波器、音频信号发生器、晶体管毫伏表、数字频率计实验内容：1、观察波形2、测量电压值3、用“扫描速率”测频率4、利用利萨如图形测频率5、利用利萨如图形测量移
10、相器的相伴差实验十五 交流电桥实验目的：1、用交流电桥测量电感和电容及其损耗2、了解电桥平衡原理，掌握调节平衡的方法实验仪器：电阻箱、晶体管毫伏表、音频信号发生器、标准可变电容箱、标准电感、万能电桥、待测电容和待测线圈实验内容：1、用自组电桥测电容、电感、损耗2、用万能电桥测电容、电感、损耗实验十六 综合设计实验实验目的：学生根据实际情况自拟实验内容和实验方案，自选实验仪器，在征得实验教师同意后独立进行综合性实验，以锻炼学生独立实验操作能力和分析问题解决问题的能力。实验仪器：学生自选实验内容：学生自拟四、学时分配和教学方式学时分配：每个实验均由 2 课时构成。教学方式：采用分组进行，每套仪器学
11、生人数 2-3 人，实验教师应使学生明确实验的内容和要求，在学生弄懂实验原理的基础上再行操作，学生在完成测量后要经实验指导教师审查方能进行实验数据处理和报告的起草工作。五、实验报告考核方式：实验报告：本门课程对实验报告的要求有（应包括对报告内容的要求）:实验名称，目的，要求，原理，步骤，示意图，数据，表格，数据处理，问题讨论。考核方式：（1）实验课的考核方式, 操作与笔试相结合。（2）实验课考核成绩确定，预习报告，实验操作，实验报告共占 70%，期末考核 30%六、本课程与其它课程的关系电磁学实验是物理学专业的重要基础课之一，学生学习本课程的基础知识是电磁学，力学实验，热学实验。七、教材与参考书教 材：杨述武.普通物理学实验 （二册） （第三版） ，2000 年，高教出版社。张海燕电磁学实验指导书 （自编）参考书：吴泳华等. 大学物理实验 （电磁学部分） ，高等教育出版社。赵凯华.电磁学 （上下册） （第二版） ，高教出版社。大学物理实验教程 ，曾金根编著，同济大学出版社；基础物理实验 ，吕斯骅编著，北京大学出版社；物理实验教程 ，丁慎训编著，清华大学出版社。
