实验四   利用直读式测量仪测定金属的线胀系数

【实验目的】

    利用直读式测量仪测量金属棒的线胀系数；

【实验仪器】

DH4608金属热膨胀系数试验仪、不锈钢管、钢卷尺

【实验原理】

 

已知金属的线胀方程为：，其中是金属在0⁰C时的长度。

当温度为时，

当温度为时，设金属棒伸长量为，则有：

两式相减得：，其中为金属的线胀系数。

实验时，利用DH4608金属热膨胀系数试验仪，每5℃设定一个控温点，利用热电偶记录样品上的实测温度和千分尺上的变化值。根据数据和，画出（作y轴）－（作x轴）的曲线图，观察其线型性，并利用图形求出斜率，计算样品（不锈钢管）的线胀系数。

【实验步骤】

1、将试验样品（不锈钢管）固定在实验架上，注意挡板要正对千分尺；

2、调节千分尺和挡板的位置，保证两者无间隙且千分尺有足够的伸长空间；

3、打开电源和水泵开关，每5℃设定一个控温点，记录样品的实测温度和千分尺上的变化值。

实际操作时，由于千分尺的指针在不停地转动，所以在设定的控温点不易准确读数，从而导致样品加热后的伸长量测量不准确。具体操作可改为：在加热过程中，当观察到千分尺的指针转动匀速时，在千分尺上设定一个记录起点（比如0格），记下此时的温度值和数字电压表上的示值作为第一组实验数据。以后每当千分尺的指针转过50格（或30格）记录一组温度值和数字电压表上的示值，填入设计的记录表中。实验结束后再根据铜—康铜热电偶分度表将数字电压表上的示值转换为温度值作为试验样品的实际温度。

4、根据数据和，画出（作y轴）－（作x轴）的曲线图，观察其线型性。

5、利用图形求出斜率，计算样品的线胀系数（，为斜率，近似为室温下金属棒的有效长度）。

【数据记录举例】

固体线胀系数测定数据记录表

测量样品：紫铜管φ10mm×593mm

附录：

 铜—康铜热电偶分度表

 

第二篇：金属线胀系数的测定(P68)

参考答案

答案1：
答案2：
答案3：
答案4：
正确答案为:3

固体的长度一般随温度的升高而增加，其长度和温度之间的关系为

L＝L₀（1＋αt＋βt²＋…）式中α______β；______称为线胀系数

答案1：α>>β；α
答案2：α<<β；α
答案3：α<<β；β
答案4：

α>>β；β

正确答案为:1

望远镜的调节步骤最好是：先调节____镜对叉丝调焦，后调节____镜对____调焦。
答案1：物；目；标尺的像
答案2：目；物；镜面
答案3：物；目；镜面
答案4：目；物；标尺的像
正确答案为:4

加热后望远镜中标尺像刻度无变化可能原因是              。
答案1：铜管与温度计没接触
答案2：温度计坏了
答案3：光杠杆没放在铜管上端
答案4：直尺没对准
正确答案为:3

如果光杠杆镜面到标尺的距离1.600m，光杠杆镜面到后足尖的距离8.000cm，则光杠杆的放大倍数为_______。
答案1：20倍
答案2：30倍
答案3：40倍
答案4：50倍
正确答案为:3

参考答案

答案1：ΔL>>b；2
答案2：ΔL<< b；2
答案3：ΔL>>b；1
答案4：ΔL<< b；1
正确答案为:2

在基本测量的实验中，游标卡尺由主尺和一个能沿主尺滑动的附尺­­­­——游标构成。设主尺每分格长度为amm，附尺每分格长度为bmm，且有n格，则游标卡尺准确度为：
答案1：(a-b)/ n
答案2：( a+b)/ n 
答案3：a/n
答案4：b/n
正确答案为:3

用光杠杆测微小长度的变化，从望远镜视场中看到的标尺像是____
答案1：倒立、正的实像
答案2：正立、正的实像
答案3：正立、反的虚像
答案4：倒立、反的虚像
正确答案为:4

金属的线胀系数与光杠杆的放大倍数______，与原金属长度______。
答案1：成正比，成上比
答案2：成正比，无关
答案3：无关， 成正比
答案4：无关，无关
正确答案为:4

金属的线胀系数与金属材料性质______；与原金属的粗细_____。
答案1：无关；无关
答案2：无关；无关
答案3：有关；无关
答案4：无关；有关
正确答案为:3

光杠杆放大原理是后足尖随金属的伸长而微微     ；造成反射镜面绕     旋转一微小角度。
答案1：下降；后足尖
答案2：下降；前足尖
答案3：上升；后足尖
答案4：上升；前足尖
正确答案为:4

本实验是否有测量原理误差？____；数据处理的正确表示式是____。
答案1：
答案2：
答案3：
答案4：
正确答案为:3

望远镜物镜成____；目镜成____；引起视差的原因是____。
答案1：虚像；实像；眼睛视力不佳
答案2：实像；虚像；望远镜倍数不够
答案3：虚像；实像；由于眼睛上下移动
答案4：实像；虚像；物镜成像不在叉丝板上
正确答案为:4

如果金属长度的改变量约为0.3mm，而对应的标尺读数差为3.0mm，而使用的光杠杆长7.000cm，则标尺到镜面的距离约为______。
答案1：1.4m
答案2：0.7m
答案3：3.5m
答案4：2.1m
正确答案为:2

参考答案
本实验中望远镜与光杠杆的距离要求是            ；测量光杠杆到镜面的垂直距离方法是            。
答案1：一米以内，把三个足尖按在纸上，连线足尖压痕后，再用卷尺测
答案2：1.5至2 米，把三个足尖按在纸上，连线足尖压痕后，再用卷尺测
答案3：一米以内，把三个足尖按在纸上，连线足尖压痕后，再用游标卡尺测
答案4：1.5至2 米，把三个足尖按在纸上，连线足尖压痕后，再用游标卡尺测
正确答案为:4

参考答案
金属线胀系数与光杠杆的放大倍数_____，与原金属的长度_____。
答案1：成正比；成正比
答案2：成正比；无关
答案3：无关；成正比
答案4：无关；无关
正确答案为:4

参考答案
望远镜目镜的透镜焦距______，物镜的透镜焦距______，设置目镜可调节的主要原因是______。
答案1：长；短；观测者的视力不同
答案2：短；长；观测者的视力不同
答案3：长；短；提高放大倍数
答案4：短；长；提高放大倍数
正确答案为:2

答案1：6´10⁴
答案2：6.0´10⁴
答案3：6.00´10⁴
答案4：6.000´10⁴
正确答案为:3

如果光杠杆镜面到标尺的距离1.600m，光杠杆镜面到后足尖的距离8.000cm，则光杠杆的放大倍数为_______。
答案1：20倍
答案2：30倍
答案3：40倍
答案4：50倍
正确答案为:3

固体的长度一般随温度的升高而增加，其长度和温度之间的关系为

L＝L₀（1＋αt＋βt²＋…）式中α______β；______称为线胀系数

答案1：α>>β；α
答案2：α<<β；α
答案3：α<<β；β
答案4：α>>β；β

正确答案为:1

加热后望远镜中标尺像刻度无变化可能原因是              。
答案1：铜管与温度计没接触
答案2：温度计坏了
答案3：光杠杆没放在铜管上端
答案4：直尺没对准
正确答案为:3