大学物理实验报告【荐】

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大学物理实验报告

摘要：热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻，具有许多独特的优点和用途，在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性，加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。

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】

FQJⅡ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（2.7k）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

（11）

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

（12）

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

（13）

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

（14）

从上述方法求得的b值和室温代入式（14），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。

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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：

（15）

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

（16）

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（16）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（2.7k）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=1000.0，=4323.0）。

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（2.7k）之电阻～温度特性

温度℃253035404550556065

电阻2700222518701573134111601000868748

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

i12345678910

温度t℃10.412.414.416.418.420.422.424.426.428.4

热力学TK283.4285.4287.4289.4291.4293.4295.4297.4299.4301.4

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

4323.04063.83793.13534.03295.83074.92871.12692.92507.62345.1

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（2.7k）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℃253035404550556065

参考值RT2700222518701573134111601000868748

测量值RT2720223819001587140812321074939823

相对误差%0.740.581.600.894.996.207.408.1810.00

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]

[2]杨述武，杨介信，陈国英。普通物理实验（二、电磁学部分）[M]北京：高等教育出版社

[3]《大学物理实验》编写组。大学物理实验[M]厦门：厦门大学出版社

[4]陆申龙，曹正东。热敏电阻的电阻温度特性实验教与学[J]

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高中物理实验报告

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班级姓名学号日期

实验课题研究平抛物体的运动

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=V0ty=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

第～范文网整理该文章

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）

教师

评语

记分

实验报告示例【荐】

实验报告格式示例

例一定量分析实验报告格式

（以草酸中H2C2O4含量的测定为例）

实验题目：草酸中H2C2O4含量的测定

实验目的：

学习NaOH标准溶液的配制、标定及有关仪器的使用；

学习碱式滴定管的使用，练习滴定操作。

实验原理：

H2C2O4为有机弱酸，其Ka1=5.910-2，Ka2=6.410-5。常量组分分析时cKa1＞10-8，cKa2＞10-8，Ka1/Ka2＜105，可在水溶液中一次性滴定其两步离解的H+：

H2C2O4+2NaOH===Na2C2O4+2H2O

计量点pH值8.4左右，可用酚酞为指示剂。

NaOH标准溶液采用间接配制法获得，以邻苯二甲酸氢钾标定：

-COOK

-COOH

+NaOH===

-COOK

-COONa

+H2O

此反应计量点pH值9.1左右，同样可用酚酞为指示剂。

实验方法：

一、NaOH标准溶液的配制与标定

用台式天平称取NaOH1g于100mL烧杯中，加50mL蒸馏水，搅拌使其溶解。移入500mL试剂瓶中，再加200mL蒸馏水，摇匀。

准确称取0.4~0.5g邻苯二甲酸氢钾三份，分别置于250mL锥形瓶中，加20~30mL蒸馏水溶解，再加1~2滴0.2%酚酞指示剂，用NaOH标准溶液滴定至溶液呈微红色，半分钟不褪色即为终点。

二、H2C2O4含量测定

准确称取0.5g左右草酸试样，置于小烧杯中，加20mL蒸馏水溶解，然后定量地转入100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。

用20mL移液管移取试样溶液于锥形瓶中，加酚酞指示剂1~2滴，用NaOH标准溶液滴定至溶液呈微红色，半分钟不褪色即为终点。平行做三次。

实验数据记录与处理：

一、NaOH标准溶液的标定

实验编号123备注

mKHC8H4O4/g始读数

终读数

结果

VNaOH/mL始读数

终读数

结果

cNaOH/molL-1

NaOH/molL-1

结果的相对平均偏差

二、H2C2O4含量测定

实验编号123备注

cNaOH/molL-1

m样/g

V样/mL20.0020.0020.00

VNaOH/mL始读数

终读数

结果

H2C2O4

H2C2O4

结果的相对平均偏差

实验结果与讨论：

（1）（2）（3）

结论：

例二合成实验报告格式

实验题目：溴乙烷的合成

实验目的：1.学习从醇制备溴乙烷的原理和方法

2.巩固蒸馏的操作技术和学习分液漏斗的使用。

实验原理：

主要的副反应：

反应装置示意图：

（注：在此画上合成的装置图）

实验步骤及现象记录：

实验步骤现象记录

1.加料：

将9.0mL水加入100mL圆底烧瓶，在冷却和不断振荡下，慢慢地加入19.0mL浓硫酸。冷至室温后，再加入10mL95%乙醇，然后在搅拌下加入13.0g研细的溴化钠，再投入2-3粒沸石。

放热，烧瓶烫手。

2.装配装置，反应：

装配好蒸馏装置。为防止产品挥发损失，在接受器中加入5mL40%NaHSO3溶液，放在冰水浴中冷却，并使接受管（具小咀）的末端刚好浸没在接受器的水溶液中。用小火加热石棉网上的烧瓶，瓶中物质开始冒泡，控制火焰大小，使油状物质逐渐蒸馏出去，约30分钟后慢慢加大火焰，直到无油滴蒸出为止。

加热开始，瓶中出现白雾状HBr。稍后，瓶中白雾状HBr增多。瓶中原来不溶的固体逐渐溶解，因溴的生成，溶液呈橙黄色。

3.产物粗分：

将接受器中的液体倒入分液漏斗中。静置分层后，将下层的粗制溴乙烷放入干燥的小锥形瓶中。将锥形瓶浸于冰水浴中冷却，逐滴往瓶中加入浓硫酸，同时振荡，直到溴乙烷变得澄清透明，而且瓶底有液层分出（约需4mL浓硫酸）。用干燥的分液漏斗仔细地分去下面的硫酸层，将溴乙烷层从分液漏斗的上口倒入30mL蒸馏瓶中。

接受器中液体为浑浊液。分离后的溴乙烷层为澄清液。

4.溴乙烷的精制

配蒸馏装置，加2-3粒沸石，用水浴加热，蒸馏溴乙烷。收集37-40℃的馏分。收集产品的接受器要用冰水浴冷却。无色液体，样品+瓶重=30.3g,其中，瓶重20.5g，样品重9.8g。

5.计算产率。

理论产量：0.126109=13.7g

产率：9.8/13.7=71.5%

结果与讨论：

（1）溶液中的橙黄色可能为副产物中的溴引起。

（2）最后一步蒸馏溴乙烷时，温度偏高，致使溴乙烷逸失，产量因而偏低，以后实验应严格操作。

例三性质实验报告格式

实验题目：

实验目的：

实验方法：

实验方法和步骤现象解释和化学反应式

结论：

（1）（2）

思考题:

（1）（2）

初一物理实验报告优秀工作计划精选

初一物理实验报告

浮力消失了

做下面的小试验。

器材

找一个底面很平的容器，让一个蜡烛头紧贴在容器底部，再往容器里倒水，蜡烛头并不会浮起来；轻轻地把蜡烛头拨倒，它立刻就会浮起来。

可见，当物体与容器底部紧密接触时，两个接触面间就没有液体渗入，物体的下表面不再受液体对它向上的压强，液体对它就失去了向上托的力，浮力当然随之消失了。

现在，你能提出为潜艇摆脱困境的措施了吗？

浮力是怎样产生的，学生对浮力就是液体对物体向上的压力和向下的压力之差这一结论是可以理解的，但却难以相信，因此做好浮力消失的实验是攻克这一难点的关键，下面介绍两种简便方法。

[方法1]

器材：大小适当的玻璃漏斗(化学实验室有)一个、乒乓球一只、红水一杯。

步骤：

(1)将乒乓球有意揿入水中，松手后乒乓球很快浮起。

(2)用手托住漏斗(喇叭口朝上，漏斗柄夹在中指和无名指之间)，将乒乓球放入其中，以大拇指按住乒乓球，将水倒入漏斗中，松开拇指，可见乒乓球不浮起，(这时漏斗柄下口有水向下流，这是因为乒乓球与漏斗间不太密合)。

(3)用手指堵住出水口，可见漏斗柄中水面逐渐上升，当水面升至乒乓球时，乒乓球迅即上浮。(若漏斗柄下口出水过快，可在乒乓球与漏斗接触处垫一圈棉花，这样可以从容地观察水在漏斗柄中上升的情况。)

[方法2]

器材：透明平底塑料桶(深度10cm左右，口径宜大些，便于操作)一只、底面基本平整的木块(如象棋子、积木、保温瓶塞等)一个、筷子一根、水一杯。

制作小孔桶：取一铁扦在酒精灯上烧红，在塑料桶底面中央穿一小孔、孔径1cm左右，用砂纸将孔边磨平即成一小孔桶。

步骤：

(1)将木块有意揿入水中，松手后木块很快浮起。

(2)将木块平整的一面朝下放入小孔桶中并遮住小孔，用筷子按住木块，向桶中倒水。移去筷子，可见木块不浮起。(这时小孔处有水向下滴，这是因为木块与桶的接触面之间不很密合)。(3)用手指堵住小孔，木块立即上浮。

上述两例针对实际中物体的表面不可能绝对平滑这一事实，巧妙地利用小孔渗漏使水不在物体下面存留，从而使物体失去液体的向上的压力，也就失去了浮力，结果本应浮在水面上的乒乓球和木块却被牢牢地钉在了水底，不能不令学生叹服。接着步骤(3)又魔术般地使浮力再现，更令学生情绪高涨，跃跃欲试。

学生自己观察问题、解决问题。

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什么是实验报告及实验报告怎么写

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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。因此，写实验报告是一件非常严肃、认真的工作。不允许草率、马虎，那怕是一个小数点、一个细微的变化，都不能忽视。实验报告大体上根据实验步骤和顺序来写：先写实验的时间，有的还应写明气候和温差的变化。再写实验的项目和次数。再写实验的内容，这是主要部分，重点写明：

一、实验的目的和要求。

二、仪器和配料，即被实验的实物和供实验时用的各种材料，如玻璃器皿、金属用具、溶液、颜料、粉剂、燃料等。

三、步骤和方法。要写明依据何种原理、定律或操作方法进行实验，经过哪几个步骤等，要把实验的过程以及观察所得的变化和结果写清楚。为便于说明问题，还可以附制图表。四、数据记录或处理。可并在第三点写，也可单独列出。

五、讨论。主要谈谈实验者对整个实验的评价或体会，有什么新的发现和不同见解、建议等。