海南大学物理实验-线胀系数

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1、大学物理实验海南大学大学物理实验C课程教案适用专业：2013级适用时间：2014年3月——2014年6月大学物理实验教学参考资料1.海南大学物理实验中心网址：http://210.37.37.223/2.海南大学网络教学平台:http://jxpt.hainu.edu.cn大学物理C(陈文钦）：http://jxpt.hainu.edu.cn/eol/homepage/common/opencourse/course/layout/page/index.jsp?courseId=60583.百度文库：http://we

2、nku.baidu.com/搜索4.爱问共享资料：“海南大学物理实验”http://ishare.iask.sina.com.cn/大学物理实验网络教学平台(www.hainu.edu.cn)大学物理实验大学物理实验大学物理实验http://jxpt.hainu.edu.cn学号000000大学物理实验大学物理实验大学物理实验实验题目金属线膨胀系数测量大学物理实验一、实验目的1、学习并掌握测量金属线膨胀系数的一种方法。2、学会用千分表测量长度的微小增量。大学物理实验二、实验仪器大学物理实验实验仪器介绍大学物理实验千分表

3、：图4千分表照片有效量程：0~1mm;主指针：每圈200格，每格0.001mm;副指针：每格0.2mm，共分5格，总计1mm;大学物理实验0.2+133.1*0.001=0.3331大学物理实验大学物理实验三、实验原理热膨胀是物质的基本热学性质之一!原因:物质内部分子热运动加剧或减弱。温度升高（降低）热运动加剧（减慢）原子间距增大（减小）热膨胀（冷缩）线膨胀：材料受热膨胀时，在一维方向的伸长。大学物理实验在一定的温度范围内，固体受热后，其长度会增加，设物体原长为L，由0初温t加热至末温t，0物体伸长量为：LL0(

4、tt0)l物体受热后，其伸长量与温度的增加量成正比，和原长也成正比。比例系数称为固体的线胀系数LlL0(tt)01.线胀系数α的物理意义:l固体材料在温度(t,t)区域内，温度每升高一度时材料01的相对伸长量，其单位为:C大学物理实验2．线胀系数的测量线胀系数是选材的一项重要指标，不同材料的线胀系数是不同的，塑料的线胀系数最大，其次是金属，石英的线胀系数很小，因此，石英多被用在精密测量仪器中。下表给出了几种材料的线胀系数。大学物理实验3测量线胀系数的关键：ΔL⊿LL0(tt0)l⊿L是一个微小变

5、化量，估测ΔL大小：以金属为例，若原长L为300mm，温度变化100℃，金属的0线胀系数约为10-5℃-1，可以估计出l⊿L≈0.30mm。考虑到测量方便和测量精度，本实验采用千分表法（分度值为0.001mm）测量。大学物理实验五、实验步骤1.参照图安装好实验装置，连接好加热皮管，打开电源开关，以便从仪器面板水位显示器上观察水位情况。2.加水步骤:先打开机箱顶部的加水口和后面的溢水管口塑料盖，用漏斗从加水口往系统内加水，管路中的气体将从溢水管口跑出，直到系统的水位计仅有上方一个红灯亮，其余都转变为绿灯时，可以先关闭溢

6、水管口塑料盖。大学物理实验接着可以按下强制冷却按钮，让循环水泵试运行，由于系统内可能存在大量气泡，造成水位计显示虚假水位，只有利用循环水泵试运行过程，把系统内气体排出，这时候水位下降，仪器自动保护停机。（说明：为了保护加热器不损坏，仪器设计了自动保护装置，只有水位正常状态才能启动加热或强制冷却装置，系统水位过低、缺水将自动停机。）因此，在虚假水位显示已满的情况下，可采用反复启动强制冷却按钮,利用循环水泵的间断工作把管路中的空气排除,即启动强制冷却按钮→自动停机→再加水的反复过程，直到最终系统的水位计稳定显示，水位计只剩

7、上方一个红灯未转变为绿灯，此时必须停止加水，以防水从系统溢出，流淌到实验桌上。接下来即可进行正常实验，实验过程中发现水位下降，应该适时补充。大学物理实验3.用温度信号线将铜管（或铝管）对应的测温传感器信号输出插座与测试仪的介质温度传感器插座相连接。大学物理实验4.将千分表装在被测介质铜管（或铝管）的自由伸缩端固定位置上，使千分表测试端与被测介质接触，为了保证接触良好，一般可使千分表初读数为0.4mm左右，只要把该数值作为初读数对待，不必调零。大学物理实验5.设定最高加热温度为700c，按下加热按钮（高速或低速均可，但低

8、速档由于功率小，一般最多只能加热到500c左右)，观察被测金属管温度的变化。6.测量并记录数据：当被测介质温度分别为350c,380c,410c,440c,470c,500c,530c,560c,590c,620c时，记录对应的千分表读数。打开强制风冷，开始降温过程，当温度由620c下降到350c时，每隔30c分别再次对应记录读数