用电热法测定热功当量实验报告docWord格式.docx
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1、了解电流作功与热量的关系。
四、教学难点
1、正确读取温度的方法和时机。
五、实验原理
1、用电热法来测定热功当量
如果加在加热器两端的电压为U,通过加热器的电流为I,电流通过时间为t,则电流作功为：
W?
IUt
（1）
如果这些功全部转化为热量，此热量用量热器测出，则可求出热功当量。
设m1表示量热器内圆筒质量，C1表示其比热。
m2表示铜电极和铜搅拌器的质量，C2表示其比热。
m3表示量热器内圆筒中水的质量，C3表示水的比热，T1和T2表示量热器内圆筒及圆筒中水的初始温度和终末温度，那么量热器内圆筒及圆筒中的水等所吸收的热量Q为
Q?
?
mC11?
m2C2?
m3C3?
T2?
T1?
（2）
如果过程中没有热量散失，电功W用焦耳（J）作单位，热量Q的单位用卡（cal）时，则有
JQ（3）
式中，J为热功当量，由上式可得测量J的理论公式：
J?
WIUt?
（J/cal）Q（m1c1?
m2c2?
m3c3）（T2?
T1）（4）
2、散热修正
上述讨论是假定量热器与外界无热量交换时的结论，实际上只要有温度的差异就必然要有热交换存在。
本实验中热量的散失主要是蒸汽通入盛有水的量热器中，混合过程中量热器向外散失的热量，因此需要进行散热修正。
在系统与环境的温差不大时，一般依据牛顿冷却定律进行粗略的散热修正，即抵偿法。
其基本思想是设法使系统在实验过程中能从外界吸热以补偿散热损失。
牛顿冷却定律指出，系统的温度TS如果略高于环境温度?
（温差不超10℃-15℃），系统热量的散热速率与温度差成正比，数学表达式为dQdt?
K（TS?
），其中K为散热常数，与量热器表面积成正比并随表面吸收或发射热辐射的本领而变，所以在实验过程中系统吸热或散热的多少主要由温度差决定。
一般情况下，选择系统的初温T1和末温T2与环境温度?
之差近似相等，即?
，这样即可粗略的使散热得以补偿。
本实验为使系统的初温T1?
，量热
器需预装温度低于室温的水，通过控制所用水的质量和电加热时间，满足抵偿法条件，使实验过程中系统对外界的吸热和散热相互抵消，从而获得良好的实验结果。
六、实验仪器
DW-1电阻丝量热器、DM-A2数字电流表、物理天平、DM-T数字温度计、DM-V4数字电压表、WYT-20直流稳压电源、秒表、滑线变阻器、开关。
仪器装置如图1所示，M与B分别为量热器的内外两
个圆筒，C为绝缘层，D为绝缘盖，J为两个铜金属棒，用
以引入加热电流，F是绕在绝缘材料上的加热电阻丝，G是
搅拌器，H为温度计，E为稳压电源。
七、实验内容与步骤
1、记录室温?
。
2、用天平称量热器内筒质量m1。
图1电热法测量热功当量的实验装置图
3、内筒中装入适量的预先备好的冷水（约低于室温10℃，约占内筒容积一半），用天平称得内筒和水的质量m1+m3。
4、将内筒放入外筒，电阻丝、搅拌器放入水中，盖上盖板，按图1连好电路。
5、插好温度计，记录稳定后的初始温度T1。
6、估算终末平衡温度?
=2?
T1。
此值在以下操作中做参考用。
7、调电源电压，输出为15.0伏左右，闭合开关同时启动秒表记时，并迅速调节变阻器使电流在700~900mA。
以后要随时观察电流表和调整变阻器，使电流值保持稳定。
通电过程中，不断轻微搅拌水，以加速热传导。
读出电流表和电压表的示数并记录。
8、通电15分钟左右，当温度接近估算的平衡温度?
时，断开开关，并同时停止计时。
继续搅拌水并观察温度计示数，待温度随“热惯性”升至最高值时，即为实测的平衡温度T2。
记录加热时长t、末温T2。
9、实验完毕，整理仪器，处理数据。
八、数据表格及数据处理
1、实验数据表格
表1
2、计算热功当量及其相对误差。
（1）已知参数
铜电极和铜搅拌器的质量：
m2=0.0279kg；
铜比热容：
C2=0.093?
103cal/（Kg·
℃）；
水比热容：
C3=1.00?
℃）；
玻璃比热容：
C1=0.18?
103cal/（Kg·
热功当量公认值：
J=4.1868（J/cal）
（2）热功当量的实验值：
4.0792（J/cal）Q（m1c1?
T1）
（3）热功当量的相对误差：
?
J?
J公?
100%=5.31%J公
九、指导要点及注意事项
1、严守天平的操作规则。
2、数字温度计要浸入水中，但又不能触及电热丝，也不要插得很深。
3、电路接好后，须经指导教师检查无误后，才能接通电源，注意电表的正负极性不要接反。
4、只有当电热丝浸入在水中才能通电，否则，电热丝可能会被烧坏。
5、实验完毕立即将杯中的水倒掉，以免腐蚀电极。
十、实验管理和成绩记载
1、实验管理
（1）预习检查：
检查学生的学生证，检查学生预习报告并签字，随机提问（约占实验学生的四分之一）检查学生的预习情况。
无预习报告或预习检查不合格的学生取消当堂课实验资格，重新预约该实验。
（2）操作管理：
巡回检查学生的实验操作和实验数据记录情况，及时发现、指导、解决学生在实验操作中遇到的问题，检查完成实验学生的数据记录并签字；
对在1小时左右完成实验的学生进行认真的检查并要求其完成实验的选做内容。
（3）实验报告批改：
要求学生认真作好实验报告，并于实验后一周内交给任课教师（地点：
主教学楼1楼走廊信箱）；
及时批改学生的实验报告，作好成绩记载并及时发还给学生。
2、成绩记载
平时成绩：
实验操作60%；
实验报告40%；
及时在实验预约单上记载平时成绩。
综合成绩：
平时成绩60%；
考试成绩40%。
十一、实验思考题
1、如果实验过程中加热电流发生了微小波动，是否会影响测量的结果？
为什么？
2、如何检查天平的两臂长度是否相等?
如果天平不等臂，该怎样测定物体的质量？
3、实验过程中量热器不断向外界传导和辐射热量。
这两种形式的热量损失是否会引起系统误差？
十二、教学后记
篇二：
物理试验报告
河南省高等教育自学考试
实验报告册
汽车检测与维修专业（本科）
《物理（工）》
助考院校：
_______________考生姓名：
_______________准考证号：
_______________
河南科技大学高等教育自学考试办公室
______年_____月
注意事项
1、各助考单位可就近选择定点实验单位安排考生完成实验任务。
定点实验单位必须根据自身实验条件，开出某一门课程的全部实验，并要求考生将这一门课程全部实验一次性全部完成。
若定点实验单位不能开出课程全部实验，则考生必须另选其它定点单位完成这一门课程的实验。
一门课程实验不允许考生跨单位分项完成，否则，实验成绩不予承认。
2、要求考生选择这一门课程至少3个实验，要求独立完成。
3、考生在实验前应认真预习实验指导书的有关内容，遵守实验操作规程，确保人身和设备安全，认真做好每一个实验，并独立完成实验报告，有问答题的实验，必须认真回答，不能空项。
填写实验报告，必须使用黑或兰黑钢笔（插图可用铅笔），要求字迹整洁。
4、实验指导教师应按指导书要求，指导考生完成试验并认真批阅实验报告。
确定初评成绩。
填写您所负责的某一门课程的实验报告评分栏，加盖实验单位印章。
5、考生做实验时，应持本报告册。
完成实验后由考绩所在助学单位统一送到主考学校。
考核合格者的发给“实验环节考核合格证书”，作为考生取得毕业资格的依据之一。
目录
一、实验一：
伏安法测电阻――――――――――――――――1二、实验二：
电热法测热功当量――――――――――――――4三、实验三：
测薄透镜的焦距―――――――――――――――7四、实验报告评分栏――――――――――――――――――10
实验一伏安法测电阻
一、实验目的与要求：
（1）利用伏安法测电阻
（2）验证欧姆定律
（3）学会间接测量量不确定度的计算：
进一步掌握有效数字的概念二、实验方法原理：
根据部分电路欧姆定律R=U/I可知，只要测出被测电阻两端的电压U和流过该电阻的电流I，就可求出电阻R的大小。
①内接法
若
RxR
V时，选用电流表内接法。
由于该电路中电压表的读数U表RARx
示被测电阻Rx与电流表A串联后的总电压，电流表的读数I表示通过Rx的电流，所以使用该电路所测电阻R测?
②外接法
U
Rx?
RA，比真实值Rx大了RA。
I
若
V时，选用电流表的外接法，如上图所示。
由于该电路中电RARx
RRU
Vx，比真实值RxIRV?
Rx
压表的读数U表示Rx两端电压，电流表的读数I表示通过Rx与RV并联电路的总电流，所以使用该电路所测电阻R测?
略小些。
（2）两只同种电表，已知其内阻
已知内阻的电流表可以当电压表使用，一般用来测阻值较小的电阻两端电压（小电压），已知内阻的电压表也可以当电流表使用，一般用来测小电流。
（3）两只同种电表，内阻都未知，需要一个电阻箱或一定值电阻就能测量电表的内阻
2．控制电路的选择
控制电路分为限流式和分压式两种
滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、方便性、节能性原则综合考虑，灵活择取。
下列三种情况必须选用分压接法
（1）要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始可连续调节时必须采
用分压接法。
（2）当被测电阻阻值Rx远大于滑动变阻器的最大值R，且实验要求的电压变
化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法。
篇三：
物理实验报告及思考答案
[实验一]用三线摆测物体的转动惯量
1.是否可以测摆动一次的时间作周期值？
答：
不可以。
因为一次测量随机误差较大，多次测量可减少随机误差。
2.将一半径小于下圆盘半径的圆盘，放在下圆盘上，并使中心一致，讨论此时三线摆的周期和空载时的周期相比是增大、减小还是不一定？
说明理由。
答：
当两个圆盘的质量为均匀分布时，与空载时比较，摆动周期将会减小。
因为此时若把两盘看成为一个半径等于原下盘的圆盘时，其转动惯量I0小于质量与此相等的同直径的圆盘，根据公式（3-1-5），摆动周期T0将会减小。
3.三线摆在摆动中受空气阻尼，振幅越来越小，它的周期是否会变化？
对测量结果影响大吗？
周期减小，对测量结果影响不大，因为本实验测量的时间比较短。
优点是：
可以测量微小长度变化量。
提高放大倍数即适当地增大标尺距离D或适当地减小光杠杆前后脚的垂直距离b，可以提高灵敏度，因为光杠杆的放大倍数为2D/b。
2.何谓视差，怎样判断与消除视差?
眼睛对着目镜上、下移动，若望远镜十字叉丝的水平线与标尺的刻度有相对位移，这种现象叫视差，细调调焦手轮可消除视差。
3.为什么要用逐差法处理实验数据?
逐差法是实验数据处理的一种基本方法，实质就是充分利用实验所得的数据，减少随机误差，具有对数据取平均的效果。
因为对有些实验数据，若简单的取各次测量的平均值，中间各测量值将全部消掉，只剩始末两个读数，实际等于
单次测量。
为了保持多次测量的优越性，一般对这种自变量等间隔变化的情况，常把数据分成两组，两组逐次求差再算这个差的平均值。
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