1、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
2、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
3、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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