大学物理线胀系数实验报告.doc

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? ? △L?=aL△t? 上式中比例系数??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?/?L1?≈?1,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5°C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： 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。 测量仪器的不精密，读数时未能迅速读取。 碰撞造成了系统的不稳定。 热量在空气中的流失。 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1°c时，其长度的变化与它在0°c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：