物理实验教学资源（实验讲义）【FB2025】课用演示综合实验箱

FB2025 课用演示综合实验箱 实 验 讲 义 杭州精科仪器有限公司

FB2025 课用演示综合实验箱 实 验 讲 义 杭州精科仪器有限公司

录 1-2转动定律演示 13共振（受迫振动） 1-4线驻波 1-5环状驻波 2,热学 21加尔顿板 3.光学 31光的反射与折射。 32光在三棱镜上的折射与反 33光在三棱镜上的色散 4光的干 12 3巧光的行射 13 3-6光的偏振 4静电实验 1> 40静申高压源使用注意电百 4-1尖端放电 42电摆实验 43电风实验 5.电磁学实验 1石成实路 20 53愣次定律 54涡流阻尼携 234 55手接触电池 24 6.电路实验及KCL KVL基尔霍夫电压电流定律 26 .1哈证由联申路中支流的申洁湿相空 26 6-2验证KCL定彿：即电流定律 6-3验证KVL定律： 即电压定伸 267 64二极管单向导电 8 附表：配件一览表 29

目 录 1.力学，振动与波....................................................................................................................................... 3 1-1 刚体转动惯量........................................................................................................................................3 1-2 转动定律演示........................................................................................................................................4 1-3 共振（受迫振动）................................................................................................................................5 1-4 线驻波.................................................................................................................................................... 6 1-5 环状驻波................................................................................................................................................7 2.热学........................................................................................................................................................... 8 2-1 加尔顿板................................................................................................................................................8 3.光学........................................................................................................................................................... 9 3-1 光的反射与折射....................................................................................................................................9 3-2 光在三棱镜上的折射与反射..............................................................................................................10 3-3 光在三棱镜上的色散.........................................................................................................................11 3-4 光的干涉.............................................................................................................................................12 3-5 光的衍射..............................................................................................................................................13 3-6 光的偏振..............................................................................................................................................15 4.静电实验................................................................................................................................................. 17 4-0 静电高压源使用注意事項..................................................................................................................17 4-1 尖端放电..............................................................................................................................................17 4-2 电摆实验..............................................................................................................................................18 4-3 电风实验：.........................................................................................................................................19 5.电磁学实验............................................................................................................................................. 20 5-1 互感实验..............................................................................................................................................20 5-2 电磁感应..............................................................................................................................................22 5-3 愣次定律..............................................................................................................................................23 5-4 涡流阻尼摆..........................................................................................................................................24 5-5 手接触电池..........................................................................................................................................24 6.电路实验及 KCL KVL 基尔霍夫电压电流定律................................................................................ 26 6-1 验证串联电路中各支流的电流强度相等......................................................................................... 26 6-2 验证 KCL 定律：即电流定律............................................................................................................26 6-3 验证 KVL 定律：即电压定律........................................................................................................... 27 6-4 二极管单向导电..................................................................................................................................28 附表：配件一览表.................................................................................................................................... 29

FB2025物理演示实验使用说明 前言 在物理教有中，课堂的实物演示实验能对教学起到非常显著的效果，它不仅能帮助学生理解物理学 的原理更重要的是能激发起同学对物理学的兴趣。然而教师要在课堂中进行演示实验往往要受到很多因 素的制约，比如要携带很多的设备与仪器，因而会有许多不方便，制约了演示实验在课堂中的开展。为 此杭州精科仪器公司偿试开展这一方面的探讨，先期开拓这一课用物理综合演示实验箱，收集一定数量 的实验仪器，体积上力求小巧轻便效果明显，方便在教学現场结合课程演示希望能对物理教学作出贡献。 1.力学、振动与波 1-1刚体转动惯量 有铜，铁。铝三园柱体。它们体积相同(r=15,h=60mm),质量相同（大约116g)。设置 于同倾斜角的御面上从静止开始下浪，谁先滚到底部。 1:正确的现象：铝最快，铁次之，铜最慢。 2:現象解释： 滚动示意如图，质量，大小相等，然转动惯量J的大小不同，按理论可知铜最大，铝最小，可以得： mg sin 0-f=ma M=fR=JB a=BR mgsine 其中a,B分别是线与角加速度，得出： a=mgsin.R2 (J+mR) 可以发现，转动惯量J越大，线加速度越小，因此下滚的速度越慢：反之亦然。 3:使用设备与操作说明： ①：使用设备： 1:铜，铁，铝三圆柱体，质量相等，外形大小一样。 2:起始挡板。 3:斜面滑板。 ②躁作说明 按图所示，检任意两园柱平行地放在有一定角度的斜面上，用挡板使它们静止，然后突然快速地移去 挡板，园柱就开始下滑，观察它们的现象，分析结果。斜面滑板下面有一根金属棒，可以分别插入不同

FB2025 物理演示实验使用说明 前 言 在物理教育中，课堂的实物演示实验能对教学起到非常显著的效果，它不仅能帮助学生理解物理学 的原理更重要的是能激发起同学对物理学的兴趣 。然而教师要在课堂中进行演示实验往往要受到很多因 素的制约， 比如要携帯很多的设备与仪器， 因而会有许多不方便，制约了演示实验在课堂中的开展。 为 此杭卅精科仪器公司偿试开展这一方面的探讨， 先期开拓这一课用物理综合演示实验箱，收集一定数量 的实验仪器，体积上力求小巧轻便效果明显，方便在教学現场结合课程演示 希望能对物理教学作出贡献。 1.力学、振动与波 1-1 刚体转动惯量 有铜，铁。铝三园柱体。 它们体积相同（ r  15,h  60mm ），质量相同（大约116g ）。 设置 于同倾斜角的钭面上从静止开始下滾，谁先滾到底部。 1：;正确的现象： 铝最快，铁次之，铜最慢。 2：現象解释： 滚动示意如图，质量，大小相等，然转动惯量 J 的大小不同，按理论可知铜最大，铝最小，可以得： mg sin   f  ma M  fR  J a  R 其中 a, 分别是线与角加速度，得出： ( ) sin 2 2 J mR mg R a     可以发现，转动惯量 J 越大，线加速度越小，因此下滚的速度越慢：反之亦然。 3：使用设备与操作说明： ①：使用设备： 1： 铜，铁，铝 三圆柱体，质量相等，外形大小一样。 2：起始挡板。 3：斜面滑板。 ②操作说明 按图所示，检任意两园柱平行地放在有一定角度的斜面上，用挡板使它们静止，然后突然快速地移去 挡板，园柱就开始下滑，观察它们的现象，分析结果。斜面滑板下面有一根金属棒，可以分别插入不同

的小孔用来改变斜面的坡度。 提示：因为滑板不可能很长，因此滑板倾斜角度不要很大，否则园柱体一下子就滚到地，现象就难 观察了。特别是铜与铁圆柱体做比较时。 1-2转动定律演示 观察角加速度与力距和转动惯量的关系。 1:现象：将仪器上两各砝码拉开时，相对旋转较慢， 将仪器上两各砝码拉拢时，旋转变快。 拉开砝码的同样距离，换用不同的力距，观察旋转的快慢。 2:实验原理： 由转动定律可以知道，刚体在绕固定轴线转动时，刚体对固定轴线的转动惯量J与角加速度B的乘 积在数量上等于外力对此转轴的合力距，即： ∑M=J*B 刚体的角动量L为转动惯量J与角速度)的乘积。 I-1o 3:仪器结构 见图 4:操作注意事项： 用下图为例，说明操作过程。 1:仪器如图放于桌上

的小孔用来改变斜面的坡度。 图 1 提示：因为滑板不可能很长，因此滑板倾斜角度不要很大，否则园柱体一下子就滚到地，现象就难 观察了。特别是铜与铁圆柱体做比较时。 1-2 转动定律演示 观察角加速度与力距和转动惯量的关系。 1：现象：将仪器上两各砝码拉开时，相对旋转较慢。 将仪器上两各砝码拉拢时，旋转变快。 拉开砝码的同样距离，换用不同的力距，观察旋转的快慢。 2：实验原理： 由转动定律可以知道，刚体在绕固定轴线转动时，刚体对固定轴线的转动惯量 J 与角加速度  的乘 积在数量上等于外力对此转轴的合力距，即：  M  J  刚体的角动量 L 为转动惯量 J 与角速度 的乘积。 L  J 3：仪器结构： 见图： 4：操作注意事项： 用下图为例，说明操作过程。 1：仪器如图放于桌上

2:砝码通过滑轮将线勾于塔轮的边 改变间距即改转动惯量 缘。 3:塔轮的边缘有钩线槽，方便缠绕滑线， 可以选择不同的半径用以改变力矩的大小 4:圆柱在杆上位置的改变可以使系统转动 轮上的挂线缺口 惯量的大小跟着改变。 滑轮总成 1-3共振（受迫振动） 主要是观察不同固有频率所产生的振动现象。 1,鱼 周定在据上方的纸片 两端的长度不一样见图，决定了它们的固有颜率不同，调节 信号源， 使其输出频率变化， 现象观察到纸片的两端，一会儿长端振幅最 一会儿短端振幅 最大。 2:实验原理： 作用频率等于物体的固有颜率时振动达到最激烈的程度，即产生共振 3:使用设备： 1:喇叭振动。 2:纸片条。（自制，用硬纸片，长12cm,宽1cm,在5cm,7cm之间开小孔，固定到喇叭 H) 3:FB2025专用信号源 4:操作注意： 频率调节要缓慢。现象见照片

2： 砝 码 通 过 滑 轮 将 线 勾 于 塔 轮 的 边 缘。 3：塔轮的边缘有钩线槽，方便缠绕滑线， 可以选择不同的半径用以改变力矩的大小。 4：圆柱在杆上位置的改变可以使系统转动 惯量的大小跟着改变。 1-3 共振（受迫振动） 主要是观察不同固有频率所产生的振动现象。 1：现象：固定在振源上方的纸片，两端的长度不一样见图，决定了它们的固有频率不同，调节 信号源，使其输出频率变化，现象观察到纸片的两端，一会儿长端振幅最大，一会儿短端振幅最大。 2：实验原理： 当外界的作用频率等于物体的固有频率时振动达到最激烈的程度，即产生共振。 3:使用设备： 1：喇叭振动。 2：纸片条。（自制，用硬纸片，长 12cm,宽 1cm，在 5 cm，7cm 之间开小孔，固定到喇叭 上。） 3：FB2O25 专用信号源。 4：操作注意： 频率调节要缓慢。现象见照片

1-4线驻波 1:现象： 1:一端固定的弦线在周期性横向外力作用下，产生的驻波： 2:改变信号发生器的频率，出现不同波节数的驻波。 2:实验原理： 当波在传播过程中受阻反射，形成反射波，则波y=Acos(o+)与y=Acos(-) 两波叠加成%=(2Ac0s2x)c0s,形成驻波的方程，当它们的距离L=m时就形成驻波。 因为波速U=，同时U=☑，所以 T f=元月 其中P为线密度，T是拉力，在实验中一旦确定了，它们都是常量，因此改变作用频率会在固定的 距离上，引起驻波节数的改变。见图，但可以看到，波节数越多：波幅将越小。 3:使用设备： 上 3:带座支架，（质量大） 4:FB2025专用信号源。 4:操作注意： 1:信号源与振动源的连接如图 3200 2:振动弦的连接：

1-4 线驻波 1：现象： 1：一端固定的弦线在周期性横向外力作用下，产生的驻波； 2：改变信号发生器的频率，出现不同波节数的驻波。 2：实验原理： 当波在传播过程中受阻反射，形成反射波，则波 与 两波叠加成 y A x t   cos 2 合 （2 cos ） ，形成驻波的方程，当它们的距离 2  L  n 时就形成驻波。 因为波速U  f ，同时  U  T ，所以  T L n f 2  其中  为线密度，T 是拉力，在实验中一旦确定了，它们都是常量，因此改变作用频率会在固定的 距离上，引起驻波节数的改变。见图，但可以看到，波节数越多；波幅将越小。 3：使用设备： 1：喇叭振动； 2：长 50 厘米的松紧带； 3：带座支架，（质量大）； 4：FB2O25 专用信号源。 4：操作注意： 1；信号源与振动源的连接如图： 2：振动弦的连接： y  Acos(t  kx) y  Acos(t  kx)

3:频率调节要缓慢，一般频率在低频段，大约10H,-—50H。 4:改变固定座，可以改变松紧带的张力。 1-5环状驻波 在喇叭振子上固定一根纲丝，呈圆形。调节振动频率则在钢丝上形成环状驻波，见图： 1:实验原理如下： 2:使用设备： 环竿轻。则附丝长度满是：2云R=n子将形成各#友有数的表动驻放。 8580A 1:制以振动： 2:长50厘米的钢丝（细） 3:FB2025专用信号源. 图示为N=3时的驻波现象

2 2   R  n 3：频率调节要缓慢，一般频率在低频段，大约 10HZ----50HZ。 4：改变固定座，可以改变松紧带的张力。 1-5 环状驻波 在喇叭振子上固定一根钢丝，呈圆形。调节振动频率则在钢丝上形成环状驻波，见图： 1：实验原理如下： 园环半径 R，则刚丝长度满足： 将形成各种波节数的振动驻波。 2：使用设备： 1：喇叭振动； 2：长 50 厘米的钢丝（细）； 3：FB2O25 专用信号源。 图示为 N=3 时的驻波现象

2.热学 2-1加尔顿板 通过大量粒子在伽尔顿板中的分布显示偶然事件和大量随机事件所遵从的规律，称作统计规律，本实 的粒子可以看到粒子分布曲线每次均是基本相同，说明大粒子数体系分布规律整体特性相同。 1:使用设备： 按钮开关 、拉贮有 钉阵 2:操作说明： 1:打开活门，将仪器倒置，等粒子全部进入储存室后，关闭活门，将仪器置于水平的平台上。 2:轻轻触动开关按钮，使少许粒子下掉，可以演示个别事件的偶然性。 3:打开活门开关，大量的粒子下掉，在滑槽沟中可以显示出大量粒子的下滑服从正态分布的规 律，加图。 3:注意事项： 粒子在倒装的过程中很容易塞 住活门，此时可以旋转活门杆，将 粒子从活门中清除出来。活门杆见 照片所指

2.热学 2-1 加尔顿板 通过大量粒子在伽尔顿板中的分布显示偶然事件和大量随机事件所遵从的規律,称作统计规律.本实 验是对统计规律做一个具体的演示。 实验时可以先从入口处落下少量粒子，它们最终落入某些槽中,表现随机的偶然状态.然后放入大量 的粒子可以看到粒子分布曲线每次均是基本相同，说明大粒子数体系分布規律整体特性相同。 1：使用设备： 2：操作说明： 1：打开活门，将仪器倒置，等粒子全部进入储存室后，关闭活门，将仪器置于水平的平台上。 2：轻轻触动开关按钮，使少许粒子下掉，可以演示个别事件的偶然性。 3：打开活门开关，大量的粒子下掉，在滑槽沟中可以显示出大量粒子的下滑服从正态分布的规 律，如图。 3：注意事项： 粒子在倒装的过程中很容易塞 住活门，此时可以旋转活门杆，将 粒子从活门中清除出来。活门杆见 照片所指

3光学 31光的反射与折射 1:主要观察光的反射线与折射线。 2:使用设备与操作说明 1:使用设备 1:带三维调节的激光(3Y,波长635nm): 2:激光电源：3V: 3:升降台： 4:激光支架 5:半圆形的反射板。 2:操作说明 器件组合见图，实验的要点是调节激光高度，沿板表面掠射入反射镜。可以通过调节激光三维 调节器上的左右、上下调节螺丝来达到要求。有时如果反射规迹不请楚，可以在底部复上白纸

3.光学 3-1 光的反射与折射 1：主要观察光的反射线与折射线。 2：使用设备与操作说明 1：使用设备 1：带三维调节的激光（3V，波长 635nm）； 2：激光电源：3V； 3：升降台； 4：激光支架； 5：半圆形的反射板。 2：操作说明 器件组合见图，实验的要点是调节激光高度，沿板表面掠射入反射镜。可以通过调节激光三维 调节器上的左右、上下调节螺丝来达到要求。有时如果反射规迹不清楚，可以在底部复上白纸

3-2光在三棱镜上的折射与反射 1:光在三校镜上的折射与反射 入射光射到三棱镜表面后在正表面出現反射光而后表面则出現改变了入射光方向的折射光。 射光的延长线与出射光的反向延长线形成的夹角被称为偏向角，如图，如果旋转三棱镜改变入射 角则可以发现偏向角也随之改变。可以发现有一个位置偏向角最小，被称为最小偏向角。 2:使用设备与操作说明 上：使用设备 1:带三维调节的激光(3，波长635nm): 2:激光电源：3V: 3:三棱镜： 4:升降台： 5:激光支架 3:操作说明 器件组合见图，实验的要点是调节激光高度，沿板表面掠射入三棱镜。可以仔细调节激光三维调 节器上的左右、上下调节螺丝来达到要求

3-2 光在三棱镜上的折射与反射 1：光在三棱镜上的折射与反射 入射光射到三棱镜表面后在正表面出現反射光而后表面则出現改变了入射光方向的折射光。 入 射光的延长线与出射光的反向延长线形成的夹角被称为偏向角，如图，如果旋转三棱镜改变入射 角则可以发現偏向角也隨之改变。可以发現有一个位置偏向角最小，被称为最小偏向角。 2：使用设备与操作说明 1：使用设备 1：带三维调节的激光（3V，波长 635nm）； 2：激光电源：3V； 3：三棱镜； 4：升降台； 5：激光支架。 3：操作说明 器件组合见图，实验的要点是调节激光高度，沿板表面掠射入三棱镜。可以仔细调节激光三维调 节器上的左右、上下调节螺丝来达到要求