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怎样撰写物理实验报告

物理实验除了使学生受到系统的科学实验方法和实验技能的训练外，通过书写实验报告，还要培养学生将来从事科学研究和工程技术开发的论文书写基础。因此，实验报告是实验课学习的重要组成部分，希望同学们能认真对待。
正规的实验报告，应包含以下六个方面的内容：(1)实验目的；(2)实验原理；(3)实验仪器设备；(4)实验内容(简单步骤)及原始数据；(5)数据处理及结论；(6)结果的分析讨论。
现就物理实验报告的具体写作要点作一些介绍，供同学们参考。
一、实验目的
不同的实验有不同的训练目的，通常如讲义所述。但在具体实验过程中，有些内容未曾进行，或改变了实验内容。因此，不能完全照书本上抄，应按课堂要求并结合自己的体会来写。
如：实验4-2 金属杨氏弹性模量的测量
实验目的
1．掌握尺读望远镜的调节方法，能分析视差产生的原因并消除视差；
2．掌握用光杠杆测量长度微小变化量的原理，正确选择长度测量工具；
3．学会不同测量次数时的不确定度估算方法，分析各直接测量对实验结果影响大小；
4．练习用逐差法和作图法处理数据。
二、实验原理
实验原理是科学实验的基本依据。实验设计是否合理，实验所依据的测量公式是否严密可靠，实验采用什么规格的仪器，要求精度如何？应在原理中交代清楚。
1．必须有简明扼要的语言文字叙述。通常教材可能过于详细，目的在便于学生阅读和理解。书写报告时不能完全照书本上抄，应该用自己的语言进行归纳阐述。文字务必清晰、通顺。
2．所用的公式及其来源，简要的推导过程。
3．为阐述原理而必要的原理图或实验装置示意图。如图不止一张，应依次编号，安插在相应的文字附近。
如：实验3-3 滑线变阻器的分压与限流特性
实验原理
滑线变阻器在电路中的连接不同，可构成分压器和限流器。
1．分压特性研究
实验电路如图1。滑动头将滑线电阻 分成 和 两部分， 为负载电阻。电路总电阻为

图1 分压电路

图2 分压特性曲线

故总电流为

为电源的端电压，不是电源的电动势 。负载电阻 上的压降为

令 、 ， 是负载电阻 相对于滑线电阻 阻值大小的参数； 是滑线电阻 的滑动头相对于低电位端的位置参数。则上式可改写为

在给定负载 和滑线电阻 的情况下， 为某一定值，则分压比 与滑线电阻 滑动头位置参数 有关，它们的函数关系曲线如图2。
本实验是通过实际测量来检验 的函数关系曲线是否与理论曲线相吻合，并探讨分压电路的有关规律。
2．限流特性研究
实验电路如图3。此时流过负载 的电流为

令 ，则

图4 限流特性曲线
、 定义同前。对于不同的参数 ，电路的限流比 与滑线电阻 滑动头位置参数 有关，它们的函数关系曲线如图4。

图3 限流电路

本实验是通过具体测量来了解它们的关系曲线及限流电路的基本特征。
三、实验仪器设备
在科学实验中，仪器设备是根据实验原理的要求来配置的，书写时应记录：仪器的名称、型号、规格和数量(根据实验时实际情况如实记录，没有用到的不写，更不能照抄教材)；在科学实验中往往还要记录仪器的生产厂家、出厂日期和出厂编号，以便在核查实验结果时提供可靠依据；电磁学实验中普通连接导线不必记录，或写上导线若干即可。但特殊的连接电缆必须注明。
如：实验5-7 用电位差计校准毫安表
实验仪器设备
HD1718-B型直流稳压电源(0-30V/2A)，UJ36a型直流电位差计(0.1级、量程230mV)，BX7D-1/2型滑线变阻器(550Ω、0.6A)，C65型毫安表(1.5级、量程2-10-50-100mA)，ZX93直流电阻器，ZX21旋转式电阻箱，UT51数字万用表，导线若干。
四、实验内容及原始数据
概括性地写出实验的主要内容或步骤，特别是关键性的步骤和注意事项。根据测量所得如实记录原始数据，多次测量或数据较多时一定要对数据进行列表，特别注意有效数字的正确，指出各物理量的单位，必要时要注明实验或测量条件。
如：实验3-1 固体密度测量
实验内容及原始数据
1．用游标卡尺测量铜环内、外径，用螺旋测微计测量厚度。
螺旋测微计零位读数 0.003 (mm)
n 1 2 3 4 5 6 7
外径D(mm) 29.96 29.94 29.98 29.94 29.96 29.92 29.96
内径d(mm) 10.02 10.04 10.00 10.02 10.06 10.04 10.08
厚
h 测量读数(mm) 9.647 9.649 9.648 9.644 9.646 9.646 9.645
测量值(mm) 9.644 9.646 9.645 9.641 9.643 9.643 9.642
2．用矿山天平测量铜环质量
53.97 g
指针折回点读数 S1 S2 S3 S4 S5
零 点α 17.9 6.5 17.5 7.0 17.2
停 点β 15.0 6.0 14.8 6.1 14.4
停 点γ 12.1 5.8 11.9 6.1 11.6
五、数据处理及结论
1．对于需要进行数值计算而得出实验结果的，测量所得的原始数据必须如实代入计算公式，不能在公式后立即写出结果；
2．对结果需进行不确定度分析(个别不确定度估算较为困难的实验除外)；
3．写出实验结果的表达式(测量值、不确定度、单位及置信度，置信度为0.95时可不必说明)，实验结果的有效数字必须正确；
4．若所测量的物理量有标准值或标称值，则应与实验结果比较，求相对误差。
5．需要作图时，需附在报告中。
如：实验3-1 固体密度测量
数据处理及结论

，

经查表， 时铜的密度为 ，实验结果的相对误差为

六、结果的分析讨论
一篇好的实验报告，除了有准确的测量记录和正确的数据处理、结论外，还应该对结果作出合理的分析讨论，从中找到被研究事物的运动规律，并且判断自己的实验或研究工作是否可信或有所发现。
一份只有数据记录和结果计算的报告，其实只完成了测试操作人员的测试记录工作。至于数据结果的好坏、实验过程还存在哪些问题、还要在哪些方面进一步研究和完善？等等，都需要我们去思考、分析和判断，从而提高理论联系实际、综合能力和创新能力。
1．首先应对实验结果作出合理判断。
如果仪器运行正常，步骤正确、操作无误，那就应该相信自己的测量结果是正确或基本正确的。
对某物理量经过多次测量所得结果差异不大时，也可判断自己的测量结果正确。
如果被测物理量有标准值(理论值、标称值、公认值或前人已有的测量结果)，应与之比较，求出差异。差异较大时应分析误差的原因：
(1) 仪器是否正常？是否经过校准？
(2) 实验原理是否完善？近视程度如何？
(3) 实验环境是否合乎要求？
(4) 实验操作是否得当？
(5) 数据处理方法是否准确无误？
2．分析实验中出现的奇异现象。
如果出现偏离较大甚至很大的数据点或数据群，则应认真分析偏离原因，考虑是否将其剔除还是找出新规律。
无规则偏离时，主要考虑实验环境的突变、仪器接触不良、操作者失误等。
规则偏离时，主要考虑环境条件(温度、湿度、电源等)的变异、样品的差异(纯度、缺陷、几何尺寸不均等)。
如果能找出新的数据规律，则应考虑是否应该否定前人的结论。只有这样，才能在科学研究中有所创新。但要切实做到“肯定有据、否定有理”。
3．对讲义中提出的思考题作出回答
问题可能有好几个，但不一定要面面具到一一作答。宁可选择一两个自己有深刻体会的问题，用自己已掌握的理论知识和实践经验说深透些。
如：实验3-3 滑线变阻器的分压与限流特性
实验结果的分析和讨论
1．本实验所得曲线与原理曲线相似，故可认为实验是基本成功的。
2．当 时，分压和限流特性曲线都接近线性，但不是一条直线。若要求其呈一条直线，唯有 ，即负载开路。
值越小，曲线弯曲得越厉害，当 时，曲线几乎呈直角弯曲。
3．实验结果表明，测量值比理论计算值高，尤其在小负载( )情况下更为突出。这可能由于：
(1) 负载电阻 精度不高，误差达 以上；
(2) 滑线电阻的滑动头位置不准确，触头不是精密点接触，可能同时跨越几圈电阻线；
(3) 电表的内阻带来的影响；
(4) 电源的稳定度不高。等等。
4． 时，曲线 和 近乎线性，这在电子线路中有广泛应用。例如，前者作为音频放大器的音量调节，音量随电位器中心触头的位置在近乎线性地增减；后者多在电路中作偏流电阻使用；
5．除非特殊应用，一般不采用 的电路设计。

各个学校不同。

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