物理金属线膨胀系数测量实验报告
大学物理仿真实验报告--固体线膨胀系数的测量
固体线膨胀系数的测量一、实验目的测定金属棒的线胀系数，并学习一种测量微小长度的方法。
二、实验原理固体的线膨胀系数和体膨胀系数是固体热学特性的重要参数，通常体膨胀系数是线膨胀系数的3倍左右，本实验主要介绍固体线膨胀系数的测量方法。
线膨胀是指材料在受热膨胀时，在一维方向上的伸长。
在一定的温度范围内，固体受热后，其长度都会增加，设物体原长为L ，由初温t 1加热至末温t 2，物体伸长了△L ，则线膨胀系数满足：即上式中△L 是个极小的量，我们采用光杠杆测量。
光杠杆法测量△L ：如下图（见教材杨氏模量原理）1.当金属杆伸长△L 时，从望远镜中叉丝所对标尺刻度前后为b 1、b 2，这时有 即则固体线膨胀系数为：三、实验仪器尺读望远镜，米尺，固体线膨胀系数测定仪，铜棒，光杠杆，温度计。
四、实验内容及步骤1、在实验界面单击右键选择“开始实验”()12t t L L -=∆αlLDbb ∆=-212()Dlb bL 212-=∆()12t t L L-∆=α()()kDLl t t DL b b l 221212=--=α2、调节平面镜至竖直状态3、打开望远镜视野，并调节方位、聚焦、目镜使得标尺刻线清晰，且中央叉丝读数为0.0mm4、单击铜棒测量长度，单击温度计显示铜棒温度，打开电源加热，记录每升高10度时标尺读数直至温度升高到90度止5、单击卷尺，分别测量l、D6、以t 为横轴，b 为纵轴作b -t 关系曲线，求直线斜率k7、代入公式计算线膨胀系数值 有图得K =0.3724=1.206x10-5 /C五、实验数据记录与处理六、思考题()()k DLl t t DL b b l 221212=--=α1．对于一种材料来说，线胀系数是否一定是一个常数？为什么？不是。
因为同一材料在不同的温度区域，其线性系数是不同的，有实验结果的事实可证明。
2．你还能想出一种测微小长度的方法，从而测出线胀系数吗？目前想不到更好地方法。
线胀系数实验报告
时体积的比值。
材料的线胀系数的数据是工程设计所需考虑的重要参数之一，测
定固体的线膨胀系数有着重要的实际意义。
当两种材料焊接在一起时就要考虑膨胀系数是否相等或相近，否
则一旦温度改变,焊接处就会产生松动或断裂等问题。因此,必须对材
料的线膨胀系数进行测定。 设金属棒在温度 t0(0c)时的长度为 L0，当其温度上升到 t(0c)时,
5 .按下强制风冷按钮，开始降温，注意观察温度显示屏，当温 度从 69oC 降到 37oC 时，开始测铝管的线膨胀系数，重复操作实验内 容（2）、（3）、（4），注意：此时需将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（红对红、黑对黑） ， 将 表二记录完整。
五、数据表格 表一：铜管线膨胀系数测定数据记录表
0
0.0348 0.0712 0.1004 0.1277 0.1484 0.1680 0.1937 0.2093
备注
o
铜管 37 C 的长度 L =500.5mm 0
表二：铝管线膨胀系数测定数据记录表
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
千分表读数 （mm）
o
温度/ C
L = 0.3085 0.3669 0.3911 0.4241 0.4649 0.5034 0.5466 0.5878 0.6072
七、问题讨论 1.该实验的误差来源主要有哪些?
共计有三点主要的：第一点也是最主要的一点就是温度的影响， 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。第 二点就是测量仪器的不精密。第三点就是金属线本身重量对金属产生 拉伸作用，比如输电网的电线就会受此影响，而放在地上的就不受影 响。
金属线膨胀系数测量实验报告
金属线膨胀系数测量实验报告实验原理：当物体温度升高或降低时，物体的体积或长度也会发生相应的变化，这种现象称为热膨胀。
物体的热膨胀量与温度差、物体材料有关。
热膨胀实验是通过实际测量物体的长度随温度的变化来确定物质的膨胀系数。
实验仪器：恒温水浴，数字万用表，金属线，刻度尺，毫升筒实验步骤：1、实验前要确认金属线的材料、长度和直径，将金属线插入恒温水浴中。
2、加热水浴，记录每隔5℃时金属线的长度和温度，直至金属线的长度接近膨胀极限。
3、每次记录时，应将金属线充分置于水浴中，避免环境温度对实验结果产生影响。
4、分别测量金属线的直径并计算出平均值，根据公式计算出金属线的膨胀系数，并比较不同材料金属线的膨胀系数。
实验数据及处理：材料：黄铜长度：82cm 直径：0.1cm温度（℃）长度（cm）20 81.925 82.230 82.535 82.940 83.2长度变化量ΔL=L-L0=0.3cmΔT=35℃-20℃=15℃α=(ΔL/L0)/ΔT=0.18×10^-5/℃以同样的方法测量了不同材料金属线的膨胀系数，结果如下：材料铁铜钢膨胀系数12×10^-6/℃ 17×10^-6/℃ 10×10^-6/℃实验结论：通过实验数据的测量和处理，依据公式计算，各种金属线的膨胀系数不同，但一般都是10^-5/℃数量级。
黄铜的膨胀系数约为0.18×10^-5/℃。
金属线的膨胀系数与材料有关，比较黄铜、铁、铜、钢的膨胀系数可发现，不同材料的膨胀系数差异较大。
黄铜的膨胀系数较大，而钢的膨胀系数相对较小。
金属线胀系数的测定实验报告
金属线胀系数的测定实验报告实验报告的第一部分，咱们得聊聊金属线的热胀冷缩。
相信大家都听过一句话：“物理是生活的百科全书。
”没错，金属线的膨胀系数就是其中的一个小小章节。
我们想知道，金属在温度变化时到底会发生什么？它是怎么变化的？为什么它会变长、变短？这一切都跟“热胀冷缩”有关。
1.1 实验目的首先，实验的目的很简单。
我们要测定不同金属的线胀系数。
这就像在做一道菜，得知道每种材料的比例，才能做出美味的佳肴。
通过测量金属线在加热和冷却过程中的长度变化，咱们可以算出它的线胀系数。
这样一来，咱们对金属的物理特性有了更深的了解。
1.2 实验原理那么，线胀系数是什么呢？简单来说，线胀系数是单位长度的金属在温度变化时所引起的长度变化量。
听起来有点拗口，其实意思很明了。
咱们用公式来表示：α = ΔL / (L0 ΔT)。
这个公式中的每个符号都有它的意义。
ΔL是长度的变化，L0是初始长度，ΔT是温度的变化。
数学总是能帮我们理清头绪。
接下来，我们进入实验的第二部分。
准备工作可得好好做。
材料准备好后，我们就开始加热实验。
2.1 实验材料用到的材料包括不同类型的金属线，比如铝、铜和铁。
这几种金属各有特色。
铝轻盈，铜导电性好，铁则结实耐用。
这就像是一场金属界的聚会，每种金属都带着自己的个性登场。
2.2 实验步骤实验步骤相对简单。
首先，把金属线的两端固定在夹具上。
然后，用热水或者火焰来加热金属线。
这个时候，大家可以观察到金属线慢慢变长。
真的是让人兴奋，像是看着一棵植物悄悄发芽。
在加热的过程中，咱们要不断测量它的长度变化。
温度变化越大，长度变化越明显。
大家可以随时记录下这些数据，最后会发现规律。
2.3 数据记录与处理在记录数据的时候，耐心是关键。
一定要仔细，不要漏掉任何一个数字。
最终我们将这些数据整理成表格。
通过计算，得出每种金属的线胀系数。
这个过程就像拼拼图，拼出最后的完整图案，心里那种成就感，真的是棒极了！实验的第三部分是分析与讨论。
金属线胀系数的测定实验报告
金属线胀系数的测定实验报告金属线胀系数的测定实验报告引言：金属的热胀冷缩性质是物理学中的一个重要研究领域。
金属的线胀系数是描述金属在温度变化时长度变化的物理量。
本实验旨在通过测定不同金属的线胀系数，探究金属的热胀冷缩规律。
实验装置与方法：实验装置包括一个恒温槽、一根金属线、一个测微器和一个温度计。
首先，将金属线固定在两个支架上，保证其自由伸缩。
然后，将恒温槽中的温度调至适当的初始温度，测量金属线的初始长度。
接下来，将恒温槽中的温度逐渐升高，并记录每个温度下金属线的长度变化。
同时，使用温度计测量恒温槽中的温度。
实验结果与分析：我们选取了铜、铁和铝作为实验材料，进行了线胀系数的测定。
下表列出了实验数据：温度（℃）铜线长度（cm）铁线长度（cm）铝线长度（cm）20 10.0 10.0 10.030 10.2 10.1 10.140 10.4 10.2 10.250 10.6 10.3 10.360 10.8 10.4 10.4根据实验数据，我们可以计算出每个金属的线胀系数。
线胀系数的计算公式为：线胀系数= (ΔL / L0) / ΔT其中，ΔL为长度变化，L0为初始长度，ΔT为温度变化。
以铜为例，当温度从20℃升至30℃时，长度变化为0.2cm。
初始长度为10.0cm，温度变化为10℃。
代入公式计算得到铜的线胀系数为：线胀系数 = (0.2 / 10.0) / 10 = 0.002同样的方法可以计算出铁和铝的线胀系数。
铁的线胀系数为0.001，铝的线胀系数为0.0015。
通过比较不同金属的线胀系数，我们可以发现铝的线胀系数最大，铜次之，铁最小。
这是因为金属的线胀系数与其晶格结构和原子间的结合力有关。
铝的晶格结构较松散，原子间的结合力较弱，因此其线胀系数较大。
铜的晶格结构较紧密，原子间的结合力较强，因此其线胀系数较小。
铁的晶格结构介于铝和铜之间，因此其线胀系数处于中间水平。
结论：通过本实验，我们成功测定了铜、铁和铝的线胀系数，并比较了它们之间的差异。
热膨胀系数实验报告
热膨胀系数实验报告篇一：热膨胀系数测定实验报告数据处理由，得α（50-200C）o 其中n1=，L=72mm；解得：α（50-200C）/Coo相变起始温度T0=283C，o相变终止温度T1=295C。
篇二：物理金属线膨胀系数测量实验报告实验（七）项目名称：金属线膨胀系数测量实验一、实验目的1、学习测量金属线膨胀系数的一种方法。
2、学会使用千分表。
二、实验原理材料的线膨胀是材料受热膨胀时，在一维方向的伸长。
线胀系数是选用材料的一项重要指标。
特别是研制新材料，少不了要对材料线胀系数做测定。
固体受热后其长度的增加称为线膨胀。
经验表明，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：?LL??t （1）式中的比例系数?称为固体的线膨胀系数（简称线胀系数）。
大量实验表明，不同材料的线胀系数不同，塑料的线胀系数最大，金属次之，殷钢、熔融石英的线胀系数很小。
殷钢和石英的这一特性在精密测量仪器中有较多的应用。
实验还发现，同一材料在不同温度区域，其线胀系数不一定相同。
某些合金，在金相组织发生变化的温度附近，同时会出现线胀量的突变。
另外还发现线膨胀系数与材料纯度有关，某些材料掺杂后，线膨胀系数变化很大。
因此测定线胀系数也是了解材料特性的一种手段。
但是，在温度变化不大的范围内，线胀系数仍可认为是一常量。
为测量线胀系数，我们将材料做成条状或杆状。
由（1）式可知，测量出时杆长L、受热后温度从t1升高到t2时的伸长量?L和受热前后的温度升高量?t，则该材料在温度区域的线胀系数为：???L（2）其物理意义是固体材料在温度区域内，温度每升高一度时材料的相对伸长量，其单位为。
测量线胀系数的主要问题是如何测伸长量?L。
我们先粗估算一下?L的大小，若L?250mm,温度变化t2?t1?100C，金属的?数量级为?10?5?1，则估算出?1?LL??t?。
对于这么微小的伸长量，用普通量具如钢尺或游标卡尺是测不准的。
大物实验22金属线膨胀系数的测定
大学物理实验教案实验名称：金属线膨胀系数的测定1 实验目的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 实验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3.1 当温度升高时，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)()(112121t t L L L --=α式中1L 和2L 分别为物体在温度1t 和2t 时的长度，一般固体材料的α值很小，所以12L L L -=∆也很小，因此本实验成功的关键之一就是测准L ∆的问题，我们采用光杠杆法测量L ∆。
3.2 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）。
3.3 加热器的结构图温度探头是放在样品（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、T 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。
但是另一个问题是平衡时间非常短所以我们就给它安装一个温度补偿器，使温度在某一个小范围内变化时间可以长一些。
线路图如下：从图2可知：()D NH D H L 2201∆=N -N =∆所以可得：()1221t t D L -H ∆N =α=t LD ∆H∆N 2 4 教学内容1）用卷尺测量金属杆的长度L2）光杠杆放在仪器平台上，其后足尖放在金属杆顶端的金属套上，光杠杆的镜面在铅直方向。
在光杠杆前1.5~2.0m 处放置望远镜及直尺（尺在铅直方向）。
调节镜尺组让望远镜与直尺相对镜面成对称关系，调节望远镜的目镜使叉丝清晰，如图2，再调节望远镜使直尺的象进入望远镜中。
线膨胀系数的测定--实验报告
当温度变化不大时α是一个常数，即
当温度变化较大时，α与Δθ有关可用与Δθ的多项式来描述:
其中a，b，c为常数。
在实际测量中，由于Δθ相对比较小，一般地，忽略二次方及以上的小量．只要测得材料在温度θ1至θ2之间的伸长量 ，就可以得到在该温度段的平均线膨胀系数 ：
线膨胀系数的测定实验报告固体线膨胀系数的测定金属线膨胀系数的测定粘滞系数测定实验报告导热系数测定实验报告传热系数测定实验报告沿程阻力系数测定实验局部阻力系数测定实验传热系数测定实验对流传热系数测定实验
沈阳城市学院
物理实验报告
实验题目
线膨胀系数的测定
姓名
学号
专业班级
实验室号
实验成绩
指导教师
实验时间
2015年4月14日
实栓使大圆盘的指针对准0刻度线，小圆盘指针在0.2刻度线。
2、接通温控仪，升温到75度，并记录20、25、30、35。。。到75度时的数据，设定达到最大值时开始降温，将主仪器的盖子打开散热，并记录75、70。。。到20度时的数据。
3、舍去前后波动的数据，取30-60度温度时的数据，并做图
被测铜棒:直径Φ8mm,长l=400mm铜的线膨胀系数理论值：1.70×10-5（℃）-1
请认真填写
数据处理、误差分析和实验结论
取30℃—60℃做图
斜率k=0.00786
所以:铜的线热膨胀系数 C-1
百分误差: E=8.65%
实验思考与建议
低导热体的作用是什么？与被测物接触的一端为什么是尖的？
低导热体是为了隔绝热量，防止温度升的太高把表盘烧坏，尖端是因为接触面积小，不容易导热。
金属线膨胀系数的测定实验报告
金属线膨胀系数的测定实验报告1. 引言嘿，朋友们，今天咱们聊聊一个看似枯燥却充满趣味的实验——金属线膨胀系数的测定。
这可是个简单却有趣的过程，绝对能让你在聚会上多了几分谈资，哈哈！说到膨胀系数，其实就是金属在热量作用下变长的程度。
这就像咱们吃了一顿丰盛的饭后，肚子也会有点膨胀的感觉。
用在金属上，就显得特别有意思了。
2. 实验目的2.1 理解膨胀系数的概念首先，咱们得搞清楚什么是膨胀系数。
简单来说，就是当温度变化时，金属线每升高一度，变长多少厘米。
这就好比是丈量一条金属线的“身高”，温度一上升，它就要“长高”了，真是有趣啊！2.2 掌握实验方法接下来，咱们得知道怎么测量它。
这个实验不需要太复杂的设备，只要一些简单的工具，比如金属线、温度计和热源。
就像做饭，只要有锅、铲子和火，就能搞定一桌好菜。
咱们这次的“烹饪”是要把金属线“煮”热，看看它能伸多长。
3. 实验材料与步骤3.1 准备工作好啦，先来看看实验需要什么材料。
首先，咱得准备一根金属线，最好是铜或铝，这两种金属比较常见。
再来一个温度计，用来测量水温；最后，咱还得找个热源，热水壶或者酒精灯都可以，简单又实用。
3.2 实验步骤然后，咱就可以开始实验了！首先，把金属线的一头固定在桌子上。
然后，准备一锅热水，等水烧开时，咱就把金属线的另一头放进去。
注意哦，水要热，但也别烫到自己，安全第一！接下来，咱们用温度计测量水的温度，记得记录下来。
随着水温的上升，金属线也会慢慢“拉伸”，这时候就要观察并测量它的长度变化。
这个过程有点像看一场变魔术，真让人期待！4. 数据记录与分析4.1 记录数据在热水里待了一会儿，咱得仔细记录金属线的长度变化。
每升高一度，线的长度就会有一点变化。
比如，水温从20°C升到80°C，咱得把对应的金属线长度一一记下，就像记账一样，不能漏掉任何一个数字，真是有点麻烦但又特别重要。
4.2 数据分析数据记录完了，接下来就是大显身手的时候了！把这些数据整理出来，计算出膨胀系数。
物理创新实验设计【测金属线膨胀系数】
金属热膨胀系数的测定重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆 400074摘要绝大多数的物质都具有热胀冷缩的特性，这是由于物质内部分子热运动加剧或减弱造成的。
这个性质在工程结构的设计中，在机械和仪器的制造中，在材料的加工(如焊接)中，都应该考虑到，否则，将影响结构的稳定性和仪表的精度。
考虑失当，会造成工程的毁损，仪表的失灵，以及加工焊接中的缺失和失败等等。
一、实验设备FT-HX-I金属线膨胀系数测定仪，导线，电压源，电压表，电流表等二、实验设计思想实验原理：固体受热后其长度的增加称为线膨胀系数。
研究表明，在一定的温度范围里，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也成正比，即△L=α△T式中的比例系数α称为固体的线膨胀系数，为测量线膨胀系数，我们将材料做成杆状。
测量出To时刻的杆长L、受热后温度达到Ti时的伸长量△L和受热前后的温度T0，Ti，则该材料在（To，Ti）温度区间的线膨胀系数为α=△L/L(Ti-To)线膨胀系数的主要问题是如何测量伸长量△L。
用普通量具是测不准的，可采用千分表、显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法。
但这些方法要求较高，故我们采用了测量其电阻变化的方法倒过来求其△L，即R=PL/SP=Po(1+βTi)U=IR其中β为电阻温度系数0.4%，Po为零度时铜的电阻系数，P为Ti温度时的电阻系数。
由上式可得:L=US/IPo(1+βTi)温度为Ti时，Li/Lo=（Ui*Io/Uo*Ii）（ (1+βTo) /(1+βTi)）（Si/So）Uo，Io为To温度时刻两端的电压和电流值，其中ΔS=πΔR²+Δd²+2πΔRR，由于半径R改变很小，ΔS可忽略不计，即Li/Lo=（Ui*Io/Ui*Ii）（ (1+βTo) /(1+βTi)）ΔL=Li-Lo由上可知，α=[UiIo(1+βTo)-UoIi(1+βTo)]/ [UoIi（1+βTi）（Ti-To）]三、实验步骤3．1、用游标卡尺测出常温To下待测金属杆的长度Lo。
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实验 （七） 项目名称：金属线膨胀系数测量实验
一、实验目的
1、学习测量金属线膨胀系数的一种方法。
2、学会使用千分表。
二、实验原理
材料的线膨胀是材料受热膨胀时，在一维方向的伸长。线胀系数是选用材料的一项重
要指标。特别是研制新材料，少不了要对材料线胀系数做测定。
固体受热后其长度的增加称为线膨胀。经验表明，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：
tLL•• （1）
式中的比例系数称为固体的线膨胀系数（简称线胀系数）。大量实验表明，不同材料的线
胀系数不同，塑料的线胀系数最大，金属次之，殷钢、熔融石英的线胀系数很小。殷钢和石
英的这一特性在精密测量仪器中有较多的应用。
几种材料的线胀系数
材 料 铜、铁、铝 普通玻璃、陶瓷 殷 钢 熔凝石英
数量级
105)C(10 106)C(10 106)C(102 107)C(10
实验还发现，同一材料在不同温度区域，其线胀系数不一定相同。某些合金，在金相组
织发生变化的温度附近，同时会出现线胀量的突变。另外还发现线膨胀系数与材料纯度有关，
某些材料掺杂后，线膨胀系数变化很大。因此测定线胀系数也是了解材料特性的一种手段。
但是，在温度变化不大的范围内，线胀系数仍可认为是一常量。
为测量线胀系数，我们将材料做成条状或杆状。由（1）式可知，测量出时杆长L、
受热后温度从1t升高到2t时的伸长量L和受热前后的温度升高量t(12ttt)，则该
材料在) , (21tt温度区域的线胀系数为：)tL(L•（2）
其物理意义是固体材料在)t , t(21温度区域内，温度每升高一度时材料的相对伸长量，其
单位为10)C(。
测量线胀系数的主要问题是如何测伸长量L。我们先粗估算一下L的大小，若
mm250L
,温度变化C100tt012，金属的数量级为105)C(10，则估算出
mm25.0tLL••
。对于这么微小的伸长量，用普通量具如钢尺或游标卡尺是测
不准的。可采用千分表（分度值为mm001.0）、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法
等方法。本实验用千分表（分度值为mm001.0）测微小的线胀量。
三、实验主要仪器设备和材料
序号 名 称 型号规格 数量 主要用途
1 金属线膨胀系数测量仪 FB712型 1 测量铜棒铝棒的膨胀系数
2 被测件测试架 1
3 千分表 1 测量金属受热的膨胀长度
4 传感器连接线 2 测量水和金属的温度
5 钢卷尺 1m 1 测量铜棒铝棒的长度
四、实验内容和步骤
1
．把样品空心铜棒、铝棒安装在测试架上。在室温下用米尺重复测量金属杆的原有长度
3~2次，记录到表1中，求出L
原有长度的平均值。
2
．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。水箱容积大约为ml750。
3
.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，可以先关闭溢水管口塑料盖。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。因此，在虚假水位显示已满的情
况下，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
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。
4
．设置好温度控制器加热温度，一般加热温度设定值应该比金属管所需要的实验温度值高
C5~1
0
，具体可根据温度的高低，决定温度提高量。
5
．将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。将千分
尺装在被测介质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，
6
．正常测量时，可以把不测量的测件的水龙头关闭，可节约能源，缩短加热时间。实验时，
按下加热按钮（高速或低速均可，但低速档由于功率小，一般最多只能加热到C500左右)，
观察水温和被测金属管温度的变化，直至金属管温度等于所需温度值（C350）。
7
．测量并记录数据：
当被测介质温度为C035时，读出千分表数值35L，记入表2中。接着在温度为
C70 ,C65 ,C60 ,C55 ,C50 ,C45 ,C40
0000000
时，记录对应的千分表读数
70656055504540
, , , , , ,LLLLLLL
8
．用逐差法求出温度每升高C50金属棒的平均伸长量，由（2）式即可求出金属棒在（C350，
C70
0
）温度区间的线膨胀系数。
五、实验数据处理与分析
1．数据记录1：
测量次数 1 2 3 平均值
铝棒有效长度mm
501 505 506 504
2． 数据记录2：
样品温度C0
35 40 45 50 55 60 65 70
测铝棒千分表读数
Li
（m 10-6）
91 143 187 235 286 330 375 422
3．用逐差法处理数据：（也可以用最小二乘法处理）
计算铝 =)(tLL• =105)(100.2C
4．附几种纯金属材料的线膨胀系数：
物质名称 温度范围（C0） 线膨胀系数106)C( 10
纯 铝 100~0 8.23
纯 铜 100~0 1.17
由于材料提炼和加工的难度，例如纯铝几乎无法进行机械加工，所以一般使用的材料多
非纯金属，所以以上参数并非标准数据。而实际使用的金属材料的线膨胀系数比纯金属要小
%15~%10
，铜合金约为105)C(104.1，铝合金约为105)(100.2C ，供参考。
六、问题与讨论
1. 该实验的误差来源主要有哪些？
答：一、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。二、
测量仪器的不精密。三、金属线本身重量对金属产生拉伸作用。
2. 如何利用逐差法来处理数据？
答：用不同温度多次测量记录，做图。
3. 利用千分表读数时应注意哪些问题，如何消除误差？
答：（1）测量前,必须把千分表固定在可靠的表架上,并要夹牢;要多次提拉千分表的测杆放下
测杆与工件接触,观察其重复指示值是否相同。（2）为了保证测量精度,千分表测杆必须与被
测工件表面垂直,否则会产生误差。（3）测量时,可用手轻轻提起测杆的上端后,把工件移至测
头下,不准把工件强行推入测量头下,更不准用工件撞击测头,以免影响测量精度和撞坏千分
表。为了保持一定的起始测量力,测头与工件接触时,测杆应有0.3~0.5mm的压缩量。（4）
为了保证千分表的灵敏度,测量杆上不要加油,以免油污讲入表内；正确测量，正确读数，多
次测量，建立误差补偿来消除误差。
4．千分表的读书应保留多少位有效数据？
答：实际测量值等于小表盘读数加答表盘读数，应读到最小刻度0.001mm的下一位，若以毫
米为单位，有效数据应读到小数点的后四位。