研究结合理论，了解影响陀螺仪运动的相关因素，利用视频分析软件 Tracker 分析圆柱形磁铁与铝制陀螺仪受到的摩擦力矩以及径向距离对陀螺仪的影响，结合实验数据对其进行误差分析和解释如何利用其制成特斯拉计。

首先使用成本低廉的氧化石墨粉作为原材料，以 N，N-2 甲基甲酰胺( DMF) 作为溶剂，通过溶剂热法完成了石墨烯量子点的制备，对生成物依次进行了透射电子显微镜和拉曼光谱的测试，充分证明实验取得了成功; 然后，利用石墨烯量子点优良的导电性，将其运用到全无机钙钛矿太阳能电池中，通过与控制组的比较发现，利用石墨烯量子点进行界面修饰后，器件电流密度和光电转换效率都得到了明显的提高。

涡旋是自然界中一种普遍存在的流动现象，台风是大自然最具破坏的灾害之一，而其本质也是一种涡旋。基于可控流体涡旋的台风演示装置旨在制作低成本的涡旋研究实验装置，实现对台风的模拟，在涡旋大小和移动可控的前提下，研究单涡旋和藤原效应，通过 OPENMV 机器视觉技术跟踪采集图像信息，得出涡旋实时的移动循迹，并加以图像分析技术进行测量。

设计了用手动和自动方式测量巨磁电阻效应及应用实验，完善实验内容和测量手段，加深了学生对巨磁电阻原理及应用认识，培养了学生多种分析问题和处理问题的能力。

电磁感应法测磁场实验是电磁学中一个非常重要的实验，其中产生匀强磁场的一种重要方法是利用亥姆霍兹线圈来提供均匀磁场。但是，这种线圈的特点是只能在其公共轴线中点附近小范围区域产生均匀磁场。本文根据传统的双圆亥姆霍兹线圈设计了一种新形状的双锥式均匀磁场发生器，使产生的均匀磁场更加准确，最后通过实验测得的结果与数值模拟结果进行比较，实验结果与理论值基本吻合。通过对亥姆霍兹线圈的改进，不仅帮助学生更好的理解和掌握知识，而且锻炼了学生的动手能力，提高了学生的创新能力。在实践教学中将新的实验技术与电磁学理论相结合的教学模式，使抽象的物理概念和公式变得更加具体化、形象化，也收到了良好的教学效果。

理论和实验研究了“唱歌铁氧体”的发声机理。利用杆的纵振动理论及线性磁致伸缩本构方程，计算了偏磁场条件下两端自由的铁氧体棒共振频率和位移、应力分布。测试了镍锌铁氧体棒纵振动模态、共振频率及振幅与电压的关系。对棒的测试结果表明，在一定偏置磁场作用下、一定大小的电压激励下，其振幅与电压呈近似线性关系，且当棒振幅达到 1 μm 以上，会出现雾化现象。激励电压为65 V，振幅达到 16 μm，棒将在中点处发生断裂。断裂位置与计算结果基本一致。

提出一种崭新的虹与霓现象观测方法，通过将分光计与光源结合改装，以自制“光学透镜与添加装置”为核心，实现了对光源光强、虹的长宽、折光率等参数的动态调整，能够稳定呈现曲率可调的弯曲彩虹现象，解决了传统装置参数调节困难、霓虹呈现效果单一的问题。该装置体积小、方便携带，为引导使用者多维度全面学习霓虹呈像原理提供了全新的启蒙思路。

在传统的杨氏双缝干涉实验中，受限于双缝的机械化加工精度，双缝干涉光路与理论相比偏差较大，得益于液晶光阀良好的光学性能，实现了双缝电子化，即电脑显示器的图像转化为电压信号控制液晶光阀，从而模拟出可自由调节大小的高精度双缝。进而研究了电子化双缝的干涉光路经过透明介质后的干涉条纹间距的变化，进而推导出了透明介质折射率与干涉条纹间距的关系式。为优化测量利用 CCD 采集到的图像信息，采用 photoshop 处理图像，并通过显示屏像素点的间距计算得到放大系数，从而测定相应的条纹的实际间距，提高了实验数据采样的精度。最后运用数理方法分析了测量误差。

依据斯托克斯公式和牛顿第二定律提出了一种测量液体粘滞系数的新方法———浮球法，并设计制作了浮球法的实验装置．本实验方法的思路是借助磁铁将组合球牵引至容器底部中心后释放，由于组合球所受浮力大于重力，组合球上浮，可观察到组合球在蓖麻油中做加速度减小的变加速运动直至匀速，利用计时装置测量出组合球匀速段的速度，从而计算出蓖麻油的粘滞系数．本实验方法的原理简单，实验器材可靠，实验可重复性高，为测量液体的粘滞系数提供了一种可靠有效的新方法．通过该方法进行测量并计算得到的粘滞系数与标准值误差小于 4%，说明该方法准确可靠。

万有引力常数 G 作为描述物体间引力相互作用强度的基本物理学常数，最早被物理学家认知。但由于引力作用非常微弱且不可屏蔽，万有引力常数 G 是目前精度最差的基本物理学常数。测G 实验作为精密测量领域重要实验之一，对测量的精准度提出很高要求。该文基于扭秤周期法相关原理，设计了实验测量装置，精确测量扭秤、吸引质量的物理参量及其相对位置，并进行误差分析。基于所设计的测 G 装置，通过有、无球配置下周期数据积累，给出万有引力常数 G 测量结果。作为本科生创新性物理实验教学内容，在教学与实验过程中涉及到力学、运动学、光学、计量学等相关大学物理课程领域，有助于培养学生逻辑思维能力、实践动手能力、误差设计与分析能力，加深对相关知识点的理解与运用。

精确地检测惰性气体的成分，对惰性气体进行加压电离，使之成为等离子体，通过光谱仪探测这些等离子体发光的特征谱线，进行数据的采集和分析，获取惰性气体的具体成分信息。

经历大学物理实验的学习，我们基于光的波动性，结合了传统的衍射光栅、迈克耳逊干涉、双棱镜干涉等实验中学到的物理思想，开展创新型实验，利用衍射光栅及光栅方程设计了一种结构简单、操作方便的可见光波长测量仪器，测量得到可见光波长精确值，并将实验结果进行数值模拟。

数字全息技术可以记录目标物体的相位，进行无标记成像。通过并行偏振像移全息技术与迈克尔逊干涉仪结合，利用偏振相机与波片改进同轴迈克尔逊式全息显微镜，实现了单帧定量复场成像，动态成像和显微成像。实验结果表明，该方法可以单帧恢复物体的复场信息，可以动态成像，并且对小鼠肝细胞进行无标记、无接触定量相位成像。

基于目前传统方法测量液体粘滞系数存在重复率低、误差大、测量范围小等问题，采用单片机、金属传感器对现有液体粘滞系数测量装置进行了改进。通过金属传感器感应金属小球，配合单片机计时并显示时间结果，应用计算机计算液体粘滞系数。实验结果表明，改进后的测量装置测量过程直观、准确，测量计算所得粘滞系数误差较小，且适用于测量不透明液体粘滞系数，拓宽了液体的检测范围。

分光计是一种精密光学仪器，可以精确测量水平面内两条光线的夹角，但却不能测量“竖直平面”内两条光线的夹角。本文为了解决这一难题，在分光计中，巧妙加入扇形齿轮和溶液平台，将其改装成“旋光仪”并进行溶液旋光度的测量。通过改变溶液浓度、长度、温度、入射波长，确定了蔗糖和果糖溶液的比旋光度，发现实验误差均小于 2．0%，表明改装仪器具有较高的测量精度。同时发现实验时，采用激光光源比传统钠光光源的现象更明显，更易操作，教学效果更好。

设计了一款新型粘滞系数测量仪器，该装置选用两个同轴透明亚克力管作为实验主体结构，加配了浮标、双霍尔传感器等辅助测量仪器。通过对蓖麻油粘滞系数的实验测定与研究，优选出适合该测量仪的最佳测量区。分析了实验结果及误差，达到了预期实验效果。

设计、制作一款涡旋光干涉衍射综合实验仪，将涡旋光的干涉、衍射整合在一个实验平台上。实验仪以涡旋光代替传统的激光，实现涡旋光的干涉、衍射现象，激发学生对前沿技术的兴趣，同时该实验仪器的光学部件可进行调整，可完成十几项基础光学实验，提高学生的动手能力以及实验能力。本实验仪在结构上整合四种光路，在小平台上进行光路优化，将干涉、衍射两种光路通过分束镜巧妙地结合在小尺寸上，极大地节约了四种光路占用的空间。本实验仪在大学物理实验、光学专业实验以及科研实验上具有极大的应用价值。

测量溶液折射率具有重要的理论和实际意义。文章基于迈克尔逊干涉仪和智能手机研究透明液体折射率测量装置和方法，并应用于食盐和蔗糖溶液折射率的定量测量。实验结果表明，在最佳工作角度时，该测量装置和方法能够定量测量透明液体折射率，测量装置性能稳定，测量方法精度较高，食盐和蔗糖溶液折射率测量百分偏差分辨为 3%和 2%左右。采用智能手机光学传感器及免费应用程序—Phyphox，代替人眼读取激光干涉条纹变化情况，不仅解决了传统迈克尔逊干涉实验人眼读数的痛点，还提高了实验客观性和准确性。实验研究有助于拓展迈克尔逊干涉仪和智能手机在物理教学和研究中的应用领域，加深学生对波动光学和双光束干涉的理解和认识。

在物理光学教学中，光的衍射是其中最重要的内容之一。本文介绍了光的衍射中夫琅禾费衍射的基本原理，用 Matlab 软件模拟了不同孔径下夫琅禾费衍射光强的分布情况。该仿真实验简单直观，易于操作，对物理光学的课程讲授和大学物理实验的教学有很好的辅助作用。

介绍了一种基于继电器的交流异步电机的控制电路，该控制电路通过弱电控制强电，实现单相和三相交流异步电机的启停和正反转。结合单片机和传感器等器件，本研究将此控制电路应用于智慧农场的大棚种植和家禽养殖，实现智能灌溉、采光、通风和控温等功能。此控制电路具有广阔的应用前景。

详细讨论落体法测转动惯量实验中下落时间和落体质量的关系，提出利用手机“慢动作”拍摄功能记录刚体的转动，并根据拍摄视频的时间线读出刚体的角位置，再用 Origin 处理数据拟合曲线获取刚体的角加速度，从而得到刚体的转动惯量。该测量方法与传统测量方法相比更简便、测量精度更高，对于改进大学物理实验教学具有重要意义。

基于 Phyphox App，利用智能手机磁传感器通过测量磁感应强度的变化研究三体耦合摆运动规律。实验结果清晰地显示拍现象以及能量在三摆中的传播过程。通过改变四种不同的初始条件，发现耦合摆呈现不同的振动模式。随着耦合长度增加，中间摆拍周期单调减小。利用 Maple 软件得到三体耦合摆解析解，并将数值计算结果与实验数据进行对比，理论与实验结果基本一致。所搭建的三体耦合摆实验装置简单，非常适合作为居家实验来开设。

“热敏电阻温度计的设计与标定”实验，是我校理工科学生必修的设计性研究性实验。文章用几何画板软件对实验设计过程进行了优化，提高了实验设计效率，在短时间内得到所用元器件的参数大小( 以 t= 25．0 ℃为例) : 电源 E= 2．009 V、Ｒs= 5 000 Ω、Ｒ1= Ｒ2= 3 375 Ω，这样的参数组合使热敏电阻温度计可测温 25．0 ℃ ～75．0 ℃、微安表流过的电流和温度的线性关系达到了最优状态。同时计算出了该参数条件下，测温全区间内，热敏电阻上的功率大小，最大功率 0．434 8 m W，远小于上限值 1 m W，说明设计是成功的。

利用 MATLAB 软件对实验过程中的等倾干涉、等厚干涉的动态演变进行了动态仿真模拟。采用 Unity 软件创建迈克尔逊干涉仪虚拟仿真实验场景，内嵌 MATLAB 子程序，通过调节动臂实现迈克尔逊干涉仪虚拟仿真实验中等倾干涉条纹的吞吐，等倾干涉转化为等厚干涉以及白光干涉等动态实验过程。该干涉变化的演示过程直观、形象，增强了使用者与迈克尔逊干涉虚拟仿真实验间的交互性。

设计了基于 Multisim 的整流滤波仿真电路，避免了实际电路更换元器件的不便及潜在危险，可以更透彻地研究整流与滤波。通过搭建仿真电路并调节相关器件参数，直观呈现了整流滤波的波形，分析了整流后电压与理论值有差异的原因，并得出电容值越大滤波效果越好的结论，且电容充放电时间常数大于 1 秒时，输出电压达到最大值。

Lab VIEW 是一种图形化的虚拟仪器开发系统。文章介绍了利用 Lab VIEW 软件平台，对ＲLC 电路稳态系列实验进行仿真设计的思路和实现方法。元件参数设置灵活方便，更具备实验数据的采集、保存、生成图像和完成数据处理等一系列功能，实验结果合理。使传统实验中繁琐的计算和作图过程变得简单易行。适应当前环境，投入实验教学效果良好。

机械工程专业承担着培养国家高端装备制造复合型创新人才的重要任务。大学物理作为高等院校面向理工类专业开设的一门基础课，适应“新工科”改革的要求，探索大学物理适应机械工程专业新型人才培养的教学内容与教学方法极为重要。文章分析了大学物理理论与实验教学的特点，并提出了针对机械工程专业的创新教学内容与教学方法、优化考核方式的途径，增强了大学物理与机械工程专业课程的联系，提高了教学效果。

课程思政是高校落实立德树人根本任务、全方位育人、提高人才培养质量的新举措。将思想政治教育融入课程教学作为一种新的教学理念和教学模式，受到人们的广泛关注和重视。文章以普通物理实验—用电位差计测电池电动势为例，阐述了“立德树人”理念融入专业课程教学的思路，体现了知识传授、科学素养和实践能力培养以及价值引领有机融合的教育教学理念。

基于当前新工科背景下新能源材料与器件专业人才培养面临的问题，东北电力大学提出“三类型四维度”人才培养模式，是省属高校新工科专业人才培养模式的创新及实践。该人才培养模式实现了分类人才培养，契合新工科教育理念。该培人才养模式实施不但增强了学生社会适应能力、就业竞争力和持续发展能力，而且还把本专业教师的科学研究与专业的授课内容和学生培养有机地结合起来，把完成教育任务、科研任务、生产任务统一于一个过程之中。

在“互联网+”泛媒体时代背景下，依托网络教学平台和社交媒介，对大学物理实验进行了针对性探索。为了让学生更科学、高效地学习大学物理实验，有必要把实验和互联网信息技术高度融合创造智慧课堂，通过新媒体演示物理实验现象及操作注意事项，扩充教学资源，改革实验教学模式等形式，提高实验教学质量和效率。基于“互联网+”的创新智慧课堂，不仅可以激发学生学习物理知识的兴趣，促进学生掌握科学、合理的学习方法，还有助于锻炼学生实验动手能力，从而培养其创新意识及科学素养。

为了提高大学物理实验课堂教学质量和学生科研素养，强化大学物理实验对工程认证毕业要求的支撑作用，本研究通过调研与归纳分析的方法，以理工科大学物理实验和工程认证毕业要求为标准，融入思政元素，设计构建大学物理实验课程目标，将课程目标细化为三级指标点，通过问卷调研发现在课程目标实施前后学生物理实验水平得到了明显提升，说明了课程目标的有效性与使实用价值。