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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 △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。 --
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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: --
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ａＬ=k=斜率=0.００75 所以a=0.0075／400=1.87５*１0-5（/℃） 六、误差分析： --
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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。 --
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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:
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