第一篇：大學物理實驗電子教案

大學物理實驗教案 實驗題目

霍耳效應法測量磁場

實驗性質

基本實驗

實驗學時

教師

冷雪松

教學目的

1、熟悉和掌握霍爾磁場測試儀器和霍爾效應裝置的使用方法

2、了解霍爾效應產生的原理

3、學習和掌握了用霍爾效應的方法測量磁場

4、學習霍爾效應研究半導體材料的性能的方法以及消除副效應影響的方法

重點

消除副效應對測量結果的影響

難點

霍爾效應的產生機理

怎樣消除影響測量準確性的附加效應

教 學 過 程 的 設 計

課前的準備：

儀器設備的檢查，注意要校準砝碼。

實驗的預做（采集三組以上數據進行處理）。作出數據表格設計的參考。課上教學的設計：

一、課上的常規檢查（預習報告、數據表格的設計等）。

(5 分鐘)

二、講解的設計

(30分鐘)

1、引言

德國物理學家霍爾（E.H.Hall）1879年研究載流導體在磁場中受力的性質時發現，任何導體通以電流時，若存在垂直于電流方向的磁場，則導體內部產生與電流和磁場方向都垂直的電場，這一現象稱為霍爾效應，它是一種磁電效應(磁能轉換為電能)。二十世紀五十年代以來，由于半導體工藝的發展，先后制成了多種有顯著霍爾效應的材料，這一效應的應用研究也隨之發展起來。現在，霍爾效應已在測量技術、自動化技術、計算機和信息技術等領域得到了廣泛的應用。在測量技術中，典型的應用是測量磁場。

測量磁場方法不少，但其中以霍爾效應為機理的測磁方法因結構簡單、體積小、測量速度快等優點而有著廣泛的應用，本實驗就是采用這種方法。通過本實驗了解霍爾效應的物理原理，掌握用磁電傳感器——霍爾元件測量磁場的基本方法，學習用異號法消除不等位電壓產生的系統誤差。

2、提出本實驗的目的與任務，講授為完成本實驗設計思想和設計 原則 實驗原理

霍爾效應實質上是運動電荷在磁場中受到洛侖磁力的作用后發生偏轉而產生的，當霍爾電場力與洛侖磁力平衡時，霍爾片中載流子不在遷移，這樣就在霍爾片的上下兩個平面間形成了恒定的電位差——霍爾電位差UH，實驗測定

系數RH=1/ne稱為霍爾系數，是反映材料霍爾效應強弱的重要參數，載流子濃度n越小,則RH越大，UH也越大，所以只有當半導體(n比金屬的小得多)出現以后，霍爾效應的應用才得以發展。對于特定的霍爾元件，其厚度d確定，定義霍爾靈敏度KH=RH /d，KH與霍爾片的材料性質、幾何尺寸有關，對于一定的霍爾片，其為常數。這樣

上式是霍爾效應測磁場的基本理論依據，只要已知KH，用儀器測出I及UH，則可求出磁感應強度B。

3、實驗的拓展：(由本實驗的完成深化和延伸所學的知識，啟發學

生利用現有的設備拓展出新的實驗內容,培養學生的創新思維和創新能力。)1）、測量霍爾元件的不等位電勢差 2）、測量霍爾片的特性曲線

4.數據的測量與處理要求用做圖法處理數據.5．介紹主要儀器設備與使用 6．強調實驗中要注意的問題 1）、霍爾片又薄又脆，切勿用手摸。2）、霍爾片允許通過電流很小，切勿與勵磁電流接錯！3）、電磁鐵通電時間不要過長，以防電磁鐵線圈過熱影響測量結果。

三、學生的實驗開始

(100分鐘)

四、指導實驗

實驗前30分鐘不解答問題,給學生自己理解消化的時間,30分鐘后邊指導邊提出一些問題啟發學生解答.重點輔導:

五、檢查實驗的結果,簽字

六、實驗小結（實驗結束前的10分鐘）

1、驗中有哪些影響測量準確度的因素？

2、用作圖法處理實驗數據時，是如何利用多次測量來減小測量不確定度的？

3、拓展題目完成的意義。

時間的掌握：留由5分鐘機動的時間。講作圖法

課 后 思 考 題

1．分析本實驗主要誤差來源，計算磁場B的合成不確定度。2．以簡圖示意，用霍爾效應法判斷霍爾片上磁場方向。3．如何測量交變磁場，寫出主要步驟。

參 考 文 獻

1.《大學物理實驗》，李學慧、高峰等編，高等教育出版社，出版時間 2005年6月 2.《大學物理實驗》，高峰等編，東北大學出版社，出版時間 1994年3月

板 書 內 容

霍耳效應法測量磁場的題目，在黑板的中央。第一板 實驗的目的

1、熟悉和掌握霍爾磁場測試儀器和霍爾效應裝置的使用方法

2、了解霍爾效應產生的原理

3、學習和掌握了用霍爾效應的方法測量磁場

4、學習霍爾效應研究半導體材料的性能的方法以及消除副效應影響的方法 重點與難點

霍爾效應的產生機理

2、消除影響測量準確性的附加效應

實驗原理（將原理部分與原理圖分成兩塊）1.原理部分（左側）

霍爾效應實質上是運動電荷在磁場中受到洛侖磁力的作用后發生偏轉而產生的，當霍爾電場力與洛侖磁力平衡時，霍爾片中載流子不在遷移，這樣就在霍爾片的上下兩個平面間形成了恒定的電位差——霍爾電位差UH，實驗測定

系數RH=1/ne稱為霍爾系數，是反映材料霍爾效應強弱的重要參數，載流子濃度n越小,則RH越大，UH也越大，所以只有當半導體(n比金屬的小得多)出現以后，霍爾效應的應用才得以發展。對于特定的霍爾元件，其厚度d確定，定義霍爾靈敏度KH=RH /d，KH與霍爾片的材料性質、幾何尺寸有關，對于一定的霍爾片，其為常數。這樣

上式是霍爾效應測磁場的基本理論依據，只要已知KH，用儀器測出I及UH，則可求出磁感應強度B。實驗的原理圖

2.實驗的過程設計（1）擬好實驗步驟。

（2）根據儀器設備的使用方法，確定各物理量的測量方法。3實驗的拓展 1）、測量霍爾元件的不等位電勢差 2）、測量霍爾片的特性曲線 4表格：略

5、實驗報告的要求： 1.數據處理的要求。

2.誤差分析與問題的討論

6、黑板右邊的空白備用

1.括號內的解釋用語言敘述。

2.尋找幾名優秀的學生在課外開放時間內完成拓展實驗的題目

《物理實驗》教案

（霍耳效應法測量磁場）

冷雪松

遼寧科技大學——理學院實驗中心

第二篇：大學物理實驗

《大學物理實驗》選課要求

一.注冊：

網址:219.216.105.181

生本人的期末成績錄入。

二.選課：學生注冊后自己上網選課,選課前請

1.仔細閱讀網上選課要求。

2.必須確認在沒其它課的時間段選課。

2010～2011學年第一學期：

1.選課內容：

每個學生在規定的10個實驗中選作9個，其中電橋、示波器、分光計三個實驗為必選實驗，不可不選。

2.每人每周只可以選作一個實驗，如多選無效，只記錄一個成績。

3.網上選課系統開通時間：

第二周周五8:00點～第二周周日24:00點。

4.網上補選時間：

第三周周一8:00點～第三周周二17:00點。

選課人數不足4人不開課。學生可于第三周周一查看選課結果，如所選的上課時間段不足4人，要重新補選。

2010～2011學年第二學期：

具體要求詳見網上的選課要求。

三.上課時間：

物理實驗課上課時間每天分段：

第一段： 7：30；

第二段：10：10；

第三段：13：30；

第三篇：大學物理實驗 報告實驗21 教案

物理實驗教案

實驗名稱：用拉伸法測楊氏模量

指導老師：林一仙

時間：2007/2008學年第一學期 1 目的

1）掌握拉伸法測定金屬楊氏模量的方法；

2）學習用光杠桿放大測量微小長度變化量的方法； 3）學習用作圖法處理數據。儀器

楊氏模量儀、光杠桿、尺讀望遠鏡、卷尺、卡尺、千分尺、砝碼。實驗原理

3.1楊氏模量

任何固體在外力使用下都要發生形變，最簡單的形變就是物體受外力拉伸（或壓縮）時發生的伸長（或縮短）形變。本實驗研究的是棒狀物體彈性形變中的伸長形變。

設金屬絲的長度為L，截面積為S，一端固定，一端在延長度方向上受力為F，并伸長△L，如圖 21-1，比值：

?L是物體的相對伸長，叫應變。LF是物體單位面積上的作用力，叫應力。

S根據胡克定律，在物體的彈性限度內，物體的應力與應變成正比，即

F?L ?YSL則有

Y?FL

（1）S?L

（1）式中的比例系數Y稱為楊氏彈性模量（簡稱楊氏模量）。

實驗證明：楊氏模量Y與外力F、物體長度L以及截面積的大小均無關，而只取決定于物體的材料本身的性質。它是表征固體性質的一個物理量。

根據（1）式，測出等號右邊各量，楊氏模量便可求得。（1）式中的F、S、L三個量都可用一般方法測得。唯有?L是一個微小的變化量，用一般量具難以測準。本實驗采用光杠桿法進行間接測量(具體方法如右圖所示)。3.2光杠桿的放大原理

如右圖所示,當鋼絲的長度發生變化時，光杠桿鏡面的豎直度必然要發生改變。那么改變后的鏡面和改變前的鏡面必然成有一個角度差，用θ來表示這個角度差。從右圖我們可以看出：

tg???L（2）h這時望遠鏡中看到的刻度為?1，而且??1??0?2?，所以就有：

N?N0tg2??1（3）

D采用近似法原理不難得出：

?N?N1?N0?2D?L

h

（4）

這就是光杠桿的放大原理了。將（4）式代入（1）式，并且S=πd,即可得下式

Y?這就是本實驗所依據的公式。

8LD?F

?d2h?N4 教學內容

1）2）3）調節儀器底部三腳螺絲，使G平臺水平。

將光杠桿的兩前足置于平臺的槽內，后足置于C上，調整鏡面與平臺垂直。

調整望遠鏡使其與光杠桿鏡面在同一高度，并調節望遠鏡大致水平。再調整標尺與望遠鏡的支架（左右移動）于合適位置使標尺與望遠鏡以光杠桿鏡面中心為對稱，并使鏡面與標尺距離D約為1.5米左右。在望遠鏡外面附近找到光杠桿鏡面中標尺的象（如找不到，應上下移動標尺的位置或微調光杠桿鏡面的垂直度）。再把望遠鏡轉動到眼睛所在處，調節在望遠鏡的物鏡調焦旋鈕，便可看到光杠桿鏡面和鏡框（不一定很清晰）。稍稍調節望遠鏡的高度和角度，使望遠鏡中能看到整個鏡面。

調節目鏡，看清十字叉絲，調節調焦旋鈕，看清標尺的反射象，而且無視差。若有視差，應繼續細心調節目鏡，直到無視差為止。檢查視差的辦法是使眼睛上下移動，看叉絲與標尺的象是否相對移動；若有相對移動，說明有視差，就應再調目鏡直到叉絲與標尺象無相對運動（即無視差）為止。記下水平叉絲（或叉絲交點）所對準的標尺的初讀數N0，N02 4）

5）

6）7）8）一般應調在標尺0刻線附近，若差得很遠，應上下移動標尺或檢查光杠桿反射鏡面是否豎直。

每次將1.000kg砝碼輕輕地加于砝碼鉤上，并分別記下讀數N?

1、N?

2、…、N?i，共做6次。

每次減少1.000kg砝碼，并依次記下記讀數N??i?1，N??i?2，…、N??0。當以上步驟完成之后，把砝碼加到1.000kg，測出金屬絲上、中、下的直徑d’，再把砝碼加到6.000kg測出金屬絲上、中、下的直徑d’’,并求平均值，作為金屬絲的直徑d值。

用卡尺測出光杠桿后足尖與前兩足尖的距離h，用尺讀望遠鏡的測距功能測出D（長短叉絲的刻度差乘100倍）。如下圖所示： 9）

10）用圖解法處理實驗數據確定測量結果及測量不確定度。實驗教學組織及教學要求

講解原理，測量要求，測量的注意事項； 讓學生自行操作；

檢查數據，并要求整理。實驗教學的重點與難點

重點：掌握用光杠桿法測量微小變化量的方法； 難點：微小測量量的裝置調整。實驗中容易出現的問題

1）光杠桿及鏡尺系統一經調好，中途不得再任意變動，否則所測數據無效。

2）加、減砝碼要細心，須用手輕輕托住砝碼托盤，不得碰動儀器；而且需待鋼絲伸縮穩定后方可讀數。夾鋼絲的圓體有時會與平臺接觸過緊，導致無法被拉動，讀數不會變化，此時需要轉動圓體，使它處于能自由伸縮的位置。

3）在測量鋼絲伸長量過程中，不可中途停頓而改測其他物理量（如d、L、D等），否則若中途受到另外干擾，則鋼絲的伸長（或縮短）值將發生變化，導致誤差增大。實驗參考數據

次F(*9.8N)Ni(加，cm)序 2 3 4 5 6 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 0 1.38 2.90 4.30 5.72 7.12

Ni(減，cm)

-0.05 1.65 2.95 4.45 5.90 ——

N

-0.02 1.52 2.92 4.38 5.81 7.12

d(1kg)d(6kg)L(cm)D(cm)H(cm)

0.442 0.465 0.438 —— —— ——

0.440 0.460 0.455 —— —— ——

98.00 —— ——

—— ——

7.842 —— ——

距離D統一用望遠鏡來測量；測d之前要先檢查儀器的零點誤差。

9實驗結果檢查方法

N是等量變化的；

卡尺最后一位是偶數 ；

如果沒有修正千分尺的誤差有可能造成數據錯誤； 測D的方法決定它的有效數字的個數。

10課堂實驗預習檢查題目

實驗目的，實驗儀器，實驗涉及的物理量和主要的計算公式，實驗內容、主要步驟，及注意事項，記錄數據表格（三線格）。

11思考題

1）本實驗為什么用不同儀器來測定各個長度量？

2）光杠桿法能否用來測量一塊薄金屬片的厚度？如何測量？

3）調節光杠桿鏡尺系統時，若遇到下列現象時你將如何處理（即如何調節）？（1）用望遠鏡找標尺的像時，看到了光杠桿的鏡面，而看不到標尺的像。（2）某一同學已調好的光杠桿系統（他確實已調好了），但你去看時感到標尺的像很模糊。

第四篇：大學物理實驗總結

《大學物理實驗》（2-2）

課程論文寫作要求

1.要 求：按附錄要求的格式，統一用實驗報告紙，手寫體，字數要求在2500字以上。

2.格 式： 1題目（自擬）

2作者

3摘要（是文章主要內容的摘錄，要求短、精、完整。

字數少可幾十字，多不超過三百字為宜）

4關鍵詞（關鍵詞是從論文的題名、提要和正文中選

取出來的，是對表述論文的中心內容有實質意義的詞匯。關鍵詞是用作計算機系統標引論文內容特征的詞語，便于信息系統匯集，以供讀者檢索。每篇論文一般選取3-8個詞匯作為關鍵詞，另起一行，排在“提要”的左下方。主題詞是經過規范化的詞，在確定主題詞時，要對論文進行主題分析，依照標引和組配規則轉換成主題詞表中的規范詞語。（參見《漢語主題詞表》和《世界漢語主題詞表》）。）

5引言（引言：引言又稱前言、序言和導言，用在論文的開頭。引言一般要概括地寫出作者意圖，說明選題的目的和意義, 并指出論文寫作的范圍。引言要短小精悍、緊扣主題）

6正文(正文是論文的主體，正文應包括論點、論據、論

證過程和結論。主體部分包括以下內容：

a.提出問題-論點；

b.分析問題-論據和論證；

c.解決問題-論證方法與步驟；)

7結論/結束語

8致謝（可省略）

9參考文獻；具體格式要求請參照大學物理實驗2-1講

義附錄。格式請參考正規學術期刊文章。(一篇論文的參考文獻是將論文在研究和寫作中可參考或引證的主要文獻資料，列于論文的末尾。參考文獻應另起一頁，標注方式按《GB7714-87文后參考文獻著錄規則》進行。

中文：標題--作者--出版物信息（版地、版者（轉

載自論文之家http://，請保留此標記。）、版期）

英文：作者--標題--出版物信息

所列參考文獻的要求是：

（1）所列舉的參考文獻要標明序號、著作或文章的標題、作者、出版物信息。

（2）所列參考文獻應是正式出版物，以便讀者考證。

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3.內容范圍：選擇兩學期開設的實驗項目相關的課題(內容加寬、內容加深、潛在應用、新方法、新設計等)進行分析研究;也可以利用自己所做實驗的原始數據，解釋其變化機理，最后得出的結論等。論文題目自擬。

第五篇：大學物理實驗總結

《大學物理實驗》（2-1）課程總結具體要求

格式要求

●統一用實驗報告紙，手寫體，字數要求1500字以上。●書寫認真，版面整潔，不能照本宣科，泛泛而談。●總結首頁一定要寫清楚自己的學號、姓名、專業等信息。

內容選擇

●結合自己所做的實驗，寫各實驗的共性部分。（比如，在所做的幾個實驗中都用到了某一種數據處理方法/測量方法，則可以結合這幾個實驗談該數據處理方法/測量方法在各個實驗的具體應用，此方法的優點及潛在應用等等。）

●結合所做實驗，總結物理實驗某一方面的知識。（比如，結合自己所做實驗寫測量誤差在各實驗中產生原因及消除誤差的處理方法；結合自己所做實驗寫出物理實驗運用的各種測量方法或數據處理方法等等方面的知識點。）

●結合某一個實驗，談此實驗的理論、設計；實驗的延伸；實驗相關知識潛在應用等等。

●實驗的創新、實驗的改進等方面（比如，某物理參數的測量裝置設計或對目前測量裝置的改進等）。

總之，在寫作內容的選擇上，根據自己的理解和優勢來決定，和物理實驗相關又可展開。