金属线胀系数的测量

1、南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：金属线胀系数测量一、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?测量金属杆的线胀系数。二、实验原理：固体受热后其长度的增加称为线膨胀。当温度升高时，金属杆的长度会发生变化。这种变化可以用线胀系数来衡量。经验说明，在一定的温度范围内，原长为L的物体，受热后其伸长量 ？ L与其温度的增加量？ T近似成正比，与原长L亦成正比，即?L = a ?TL。式中的比例系数a称为固体的线膨胀系数简称线胀系数。如果金属杆在温度为t1、t2时，其长度分别为L1 , L2,又因L1和L2非常接近，其比值接近于1,于是可以得出a=L2丄1/L1/ t2

2、-t1 。由上式可求得金属的线胀系数。三、实验仪器:恒温控制仪、千分表、电加热器、待测金属杆。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。400mn ，使其一端与隔热顶尖紧密接触2. 测出金属杆的长度L1 本实验使用的金属杆的长度为3. 调节千分表带绝热头的测量杆，使其刚好与金属杆的自由端接触，记下此时千分表的读数 n12.5 度读一次4. 接通恒温控制仪的电源，设定需要加热的值为 65 度，按确定键开始加热。注视恒温加热仪，每隔数，同时读出千分表的示数，当升到最高温度时记下读数，在重新设置温度为30度，按下确定键，使金属杆降温，仍每隔5度读一次数，同时读

3、出千分表的示数，将相应的读数t2、t3、.tn,n2、n3、nn记在表格里。5. 上述步骤完成后，关闭电源，整理仪器。6. 金属杆各时刻上升的温度是t2-t1,t3-t1,.tn-t1,相应的伸长量是 n2-n 1,n3-n1,nn-n 1,贝U nn-n仁a L1tn-t1即a = ( nn-n 1)/L1/(t n-11)= ?n/L1/?t应用逐差法处理数据，求出 a数据处理:(n6Ldn。)to)2.01610 5(n7nJ小51.93110L1 (t7切(n8)亠51.83710L1 (t8t2)1 23456(n9n3)561.73010 5L1 (tgt3)(n10帀1.5891

4、0 5L1 (t10t4)(nnns)1.49810 5L| (tnt5 )(1)2(2)2 (3)2(4)2 (5)2 (6)2-50.010 10 5mm五、实验数据与处理:L2 L!金属线胀系数NN0L141N2N3N4N5N6N7N8N9N10N11温度27.5八30.032.535.037.540.042.545.047.550.052.555.0升温125.5148.3169.4190.1211.2230.1246.5264.2:279.6293.9 :306.5320.0nB 0.001mm, u t 0.TC u n 0.001相对不确定度Ur 匚 100%0.5%2U Ur0.006 1053U1.773 1051.767 10猜想为铜4六、误差分析：温度记录是准确有误差实验器材存在误差读数存在误差七、思考题:么？答：不能用冷水直接将1?如果温度已上升超过你方案记录的一两个读数，可你还没来得及记录时，实验是否可以继续继续下去？为什 答：不可以；实验已出现较大的误差，继续下去结果不正确，需要重新做。2?如果因故实验需要重做，然而接近室温时温度下降的非常缓慢，有无必要用冷水把仪器冷却至室温后再做？ 仪器冷却，可以采取开电扇的方法冷却仪器。3?与用蒸气加热、仪器竖直放置，只测始末两个数据比拟优缺点