大学物理线胀系数实验报告.doc

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大学物理实验报告 课程名称: 大学物理实验 实验名称: 金属线胀系数的测定 一、实验目的:1.学会用千分表法测量金属杆长度的微小变化2.测量金属杆的线膨胀系数二、实验原理:一般固体的体积或长度,随温度的升高而膨胀,这就是固体的热膨胀。设物体的温度改变t时,其长度改变量为L,如果t足够小,则t与L成正比,并且也与物体原长L成正比,因此有D L=aLt上式中比例系数a称为固体的线膨胀系数,其物理意义是温度每升高1时物体的伸长量与它在0时长度之比。设在温度为0时,固体的长度为L0,当温度升高为t时,其长度为Lt,则有 (Lt-L0)/L0=at,即Lt=L0(1+at)。如果金属杆在温度为t1,t2时,其长度分别为L1,L2,则可写出 L1=L0(1+at1)(3)L2=L0(1+at2) (4)将式(3)代入式(4),又因L1与L2非常接近,所以L2/L11,于是可得到如下结果:a=(L2-L1)/L1/(t2-t1),由上式,测得L1,L2,t1和t2,就可求得a值。三、实验仪器:加热箱,恒温控制仪,金属线膨胀系数测量仪。四、实验内容和步骤:1.接通电加热器与温控仪输入输出接口和温度传感器的航空插头。2.设置好温度控制器加热温度为80:金属管加热温度设定值可根据金属管所需要的实际温度值设置。3.当被测介质温度为t1时,读出千分表数值L1,记入表2中。接着在温度每隔5C时,记录对应的千分表读数。4.依次记录12组数据。5.用逐差法求出温度每升高5金属棒的平均伸长量,由公式即可求出金属棒线膨胀系数。五、实验数据与处理:1.逐差法:2.坐标法:aL=k=斜率=0.0075所以a=0.0075/400=1.875*10-5(/)六、误差分析:出现误差的原因:1. 温度的影响,每一种材料都有它的温度膨胀系数,温差越大对它的影响也越大。2. 测量仪器的不精密,读数时未能迅速读取。3. 碰撞造成了系统的不稳定。4. 热量在空气中的流失。5. 仪器使用时间过长,传感器不灵敏。七、思考题:1.线胀系数的意义是什么?答:线胀系数是固态物质的温度改变1c时,其长度的变化与它在0c时的长度之比。2.如果温度超过计划记录的读数,可是还没来得及记录,实验是否要继续进行下去?答:要继续进行下去。可以选取接近计划记录读数后的读数,比如原计划记录50,但没有来得及记录,可以立刻记录50.1的数据。八、附上原始数据:
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