题目
测定固体线胀系数实验中,升温过程中温度还未稳定,此时铜管温度比设定值稍低,若此时记录数据,则实验结果会()A. 偏大B. 偏小C. 无影响D. 不能确定
测定固体线胀系数实验中,升温过程中温度还未稳定,此时铜管温度比设定值稍低,若此时记录数据,则实验结果会()
A. 偏大
B. 偏小
C. 无影响
D. 不能确定
题目解答
答案
B. 偏小
解析
本题考查固体线胀系数实验原理以及测量误差对实验结果的影响。解题的关键在于明确固体线胀系数的计算公式,分析温度未稳定记录数据时对各测量量的影响,进而判断对实验结果的影响。
固体线胀系数$\alpha$的计算公式为$\alpha=\frac{\Delta L}{L_0\Delta T}$,其中$\Delta L$是固体长度的变化量,$L_0$是固体在初始温度下的长度,$\Delta T$是温度的变化量。
在测定固体线胀系数实验中,我们是通过测量铜管在不同温度下的长度变化来计算线胀系数的。当升温过程中温度还未稳定,铜管温度比设定值稍低时,此时记录的数据对应的温度$T$比设定的稳定温度要低。
在计算$\Delta T$时,$\Delta T = T - T_0$($T_0$为初始温度),由于记录的$T$偏小,所以计算出的$\Delta T$会偏小。
而在测量长度变化$\Delta L$时,因为铜管实际温度未达到设定值,其膨胀量没有达到应有的程度,所以测量得到的$\Delta L$也会偏小。
但是在计算线胀系数$\alpha=\frac{\Delta L}{L_0\Delta T}$时,$L_0$是固定的初始长度,不会改变。由于$\Delta L$和$\Delta T$都偏小,且$\Delta L$和$\Delta T$的减小比例不同,$\Delta T$的减小对结果的影响更大,导致最终计算出的$\alpha$值会偏小。