大学物理实验全集 上.doc

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1、教案测量不良导体的导热系数林一仙一实验目的1、用稳态平板法测量不良导体的导热系数2、用物体的散热速率求传热速率3、掌握热电偶测量温度的方法二实验仪器导热系数仪、杜瓦瓶，热电偶、FPZ-1型多量程直流数字电压表、游标卡尺、停表三实验原理（一）稳态平板法为热流量，λ为该物质的导热系数，也称热导率，h-样品厚度，A-样品面积。所谓稳态指的是高温物体传热的速率等于低温物体散热的速率时，系统便处于一个稳定的热平衡状态。（二）实验装置及方法A-加热铜盘，P-散热铜盘；d-样品盘的直径，h-样品盘的厚度；θ1-加热铜盘的温度，θ2-散热铜

2、盘的温度。（三）冷却法测量散热铜盘的散热速率∵；是曲线在θ2点的斜率，如下图∴四教学内容与步骤1、测量样品盘的厚度h和直径d，并记录散热铜盘的质量。2、系统的调整，三个盘的顺序，固定的顺序，先固定加热盘，再用三个螺丝固定三个盘。用220V加热15分钟，同时将热电偶相应插入各个插孔。提问应该怎样判断热端冷端？应该怎样使用数字电压表？3、提问：接下来应该做的实验内容是什么？稳态的测量，散热曲线的观测，各个详细的步骤可以看书。特别注意稳态的判断以及散热范围，风扇的开与关。五注意事项1、数字电压表调零要用调零旋钮和调零开关2、量程选

3、择20mv3、散热铜盘上的洞要与杜瓦瓶同侧六考核内容1、预习报告内容是否完整，原理图、公式、表格等是否无误。2、检查三个盘是否装好，热电偶是否接对，毫伏计是否调零。3、检查实验数据是否有误。物理实验课教案实验名称：金属线胀系数的测定指导老师：林一仙时间：2007/2008学年第一学期1目的1）学习用电热法测量金属线胀系数；2）学习利用光杠杆法测量微小长度变化量；3）掌握图解法处理数据的方法。2仪器控温式固体线胀系数测定仪（型号GXC-S）光杠杆尺读望远镜游标卡尺3实验原理及方法3.1原理概述(a)、热膨胀原理：当温度升高时，

4、金属杆的长度会发生变化，这种变化可用线胀系数来衡量。当温度变化不大时可用平均线胀系数α来描述。即式中和分别为物体在温度和时的长度，一般固体材料的值很小，所以也很小，因此本实验成功的关键之一就是测准的问题，我们采用光杠杆法测量。(b)、热传导和热平衡原理：温度总是从高温往低温传递，因此只要存在温差就会有热传导在进行，那么就不会处在平衡的状态。从观察方法来看，当温度不变时就表明系统处于热平衡的状态。只有在平衡状态下测出的温度和刻度才能相对应。动态平衡：指温度在某一个小范围内波动（一般不超过0.5度）。(c)、加热器的结构温度探头

5、是放在样品（铜管）的空腔中的，因此温度探头不能及时测到样品的温度，必须等到样品和空腔中的空气达到热平衡状态时温度探头测出的温度才是样品的真实温度。3.2原理图从图2可知：所以可得：=3.3方法控温式固体线胀系数测定仪（型号GXC-S）是采用电热法对金属杆进行加热，加热原理如图1。由于电热法有热惯性，所以只有等到温度达到最大时才会有一个短暂的平衡，此时才能读出样品的温度和相应的刻度读数。由于固体线膨胀幅度很小，所以必须通过放大以后才能测量，这里用到的是光杠杆放大的方法，原理如图2。4教学内容原理和方法5教学组织及教学要求1）线

6、胀系数的定义，热传导原理和热平衡原理要讲一下；2）光杠杆系统的调节和线胀系数仪的操作示范及讲解；卡尺的用法示范。3）读出与室温相对应的第一组温度和刻度；4）当温度升到最高时的读数作为测量点，一般波动时间为1-2分钟，之后就会下降。所以一般温度30秒不变就可以读数了。6实验教学的重点与难点（一）、重点：热膨胀原理和热传导原理及热平衡原理，微小变化量测量原理；（二）、难点：望远镜的调节1、对称的调节：调整望远镜使其与光杠杆镜面在同一高度，望远镜上有缺口和准星，从缺口和准星连成的线上瞄准光杠杆镜面的中心看到镜子里有刻度尺的像，这时

7、就说明刻度尺和望远镜互为对称关系，如果没有看到刻度尺的像就要往左或往右移动整个支架直到看到刻度尺的像为止。2、望远镜的调节：拿掉镜头盖，调节望远镜的目镜，使十字叉丝清晰，再调节望远镜右侧的调焦旋钮使能看见光杠杆（同时要配合调节望远镜的高度和角度），调节望远镜使十字叉丝的交点在镜子的中心。望远镜右侧的螺丝松开就可以转动望远镜（改变角度），或者上下移动望远镜（改变高度），调好以后把螺丝旋紧就可以固定望远镜。3、清晰度的调节：逆时针调节望远镜的调焦旋钮使能看清镜子里刻度的像。调节刻度尺使十字叉丝的交点在零刻度上或附近。7实验中容易

8、出现的问题1）找到了镜子却看不到镜子里的像，这有可能是镜面不够竖直或者第一步没调节到位以至于刻度尺和望远镜没有对称。检查问题所在并解决。2）开关一直跳（如果跳一两次后不跳就不用管它），那么就把电源开关关掉再重新预置；统一每次都关掉电源再重新预置另一个预置温度，这种情况是可以避免的。3）温度