不良导体热导率实验

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1、不良导体热导率实验总分：100 组卷人：系统管理员导热系数补充说明：实验预习测试时，5 分钟之后会弹出计时窗口，提示离测试结束还 剩 5 分钟，请大家不用在意，实验时间没有限制 注意用游标卡尺测量完直径和厚度后，先把橡胶盘放到主仪器上再 连线（注意看视频怎么操作），连好线路必须回到游标卡尺测量数 据的上面点击确定连线的状态。用 110v 加热达到稳定后也要确认状 态。散热速率可以由逐差法求出，选用数据接近平衡时散热盘温度T 2 （实际是看电压表示值），测量 C 盘降温过程中，因为初次实验不 熟练，可以让加热的温度适当高一些（比如电压比平衡时 V 高T2 1mV 左右，这样可以保证开始计数时候还

2、有足够高的温度（电压比 平衡时V 高0.42v左右），注意记录完数据后只取最靠近V 的12T2 T2 个数据。如果只能用云桌面作本实验的同学，因为卡顿问题可能导致计时不 连续，无法测量每隔 30 秒对应的电压。那么可以用下列给定数据 来计算散热速率。t (s)0306090120150180210240270V(mV)2.782.732.682.632.582.532.492.442.402.36t (s)300330360390420450480510540570V(mV)2.322.282.242.202.172.132.092.062.032.00因为仿真软件里面误用铜盘和橡胶盘的质量和

3、带入计算公式中的 m 铜 质量去计算导热系数，因此默认的标准答案是偏大的，为了保证考 试得分，请同学们计算导热系数最后结果时暂时用 800g+200g=1kg 作为下面公式中的 m 去计算导热系数。铜A= meh铜铜BR + 2hdTC c2兀 R2(T1-T2)(R + h ) dTBC1 R + 2h 1c cCdVT3=meh铜铜 B 兀R2 2（R + h ） V - VdtBC C T1T 2比热容取370.8J/kg一iC-i （软件另一处给的数值是370.9 J/kg一iC-i，这 点差别不会影响结果是否正确的判定）。一、填空题共2小题共20分V 满足如下关系式,1. （12分）

4、单位时间内通过单位截面的热量为皿3与此处的温度梯度 -曲 其中负号表示热量传递方向是从【1】到【2】，与温度梯度方向【3】。A高温区B低温区C相反D相同标准答案：A;B;C2. （8分）物体内部温度不均匀时，就会有热量从高温处传递到低温处。在垂直于热传导方向上一单 位截面，单位时间内通过该截面的热量与此处的温度梯度成正比，比例系数称为【1】，在国际单 位制中，其单位为【2】。A.导热系数B散热系数C W/（mxK） D （W/m） xK标准答案：A;C二、操作题共1小题共80分1. （80分）测量不良导体热导系数实验考题内容：1、用游标卡尺测样品半径和厚度。2、正确使用温差热电偶测量温度。3、

5、根据傅里叶导热定律测量材料的导热系数。初始状态：1、实验样品与铜盘的半径和厚度由系统随机生成（铜盘直径13.000.5cm ；铜盘厚度0.700.05cm；橡胶盘直径 13.000.5cm；橡胶盘厚度 0.800.05cm）。2、样品与铜盘的热导系数由系统随机生成（橡胶盘导热系数在0.150.25 W/（m*C）之间。3、铜盘导热系数108.9 W/（m*C）。4、加热过程中各个盘的稳定温度只与稳定时的加热电压有关，实验场景中默认在室温20C条件下 进行。考察关键点：1、使用热电偶测量温度。2、用平板稳态法测量不良导体的导热系数。要测量的物理量：连线 （14.55分）将电路连接好，然后点击按钮

6、保存连线状态评分规则：连接正确，得14.55分连接错误，得0.00 分标准答案：从实验中获取 测量铜盘的直径，并填入下表中 （2.18分）测量的铜盘直径（单位:mm）评分规则：直径（mm）每空正确在-0.04 0.04之间，得0.73分标准答案：从实验中获取计算铜盘直径的平均值 （1.45分）铜盘直径3次测量的平均值（单位:mm） 评分规则：实际测量偏差在-0.04 0.04之间， 得1.45分标准答案：从实验中获取 测量铜盘的厚度，并填入下表中 （2.18分）测量的铜盘厚度（单位:mm） 评分规则：厚度（mm）每空正确在-0.04 0.04之间，得0.73分标准答案：从实验中获取计算铜盘厚度

7、的平均值 （1.45分）铜盘厚度3次测量的平均值（单位:mm）评分规则：实际测量偏差在-0.04 0.04之间，得1.45分标准答案：从实验中获取测量橡胶盘的直径，并填入下表中 （4.36分）测量的橡胶盘直径（单位:mm）直径（mm）每空正确在-0.04 0.04之间，得1.45分标准答案：从实验中获取计算橡胶盘直径的平均值 （2.91分）橡胶盘直径3次测量的平均值（单位:mm） 评分规则：实际测量偏差在-0.04 0.04之间，得2.91分标准答案：从实验中获取 测量橡胶盘的厚度，并填入下表中 （4.36分）测量的橡胶盘厚度（单位:mm） 评分规则：厚度（mm）每空正确在-0.04 0.04

8、之间，得1.45分标准答案：从实验中获取计算橡胶盘厚度的平均值 （2.91分）橡胶盘厚度3次测量的平均值（单位:mm）实际测量偏差在-0.04 0.04 之间， 得 2.91 分标准答案：从实验中获取确认系统达到平衡状态 （7.27分）当铜盘与橡胶盘共同加热达到稳定状态时，确认系统达到平衡态 评分规则：已确认，得7.27分未确认，得0.00 分标准答案：从实验中获取A铜盘加热到平衡温度时的温差电动势 （3.64分）测量A铜盘加热到平衡温度时的温差电动势（mv）评分规则：实际测量偏差在-5% 5%之间，得3.64分实际测量偏差在-10% 10% 之间，得2.18 分标准答案：从实验中获取C铜盘加

9、热到平衡温度时的温差电动势 （3.64分）测量C铜盘加热到平衡温度时的温差电动势（mv）评分规则：实际测量偏差在-5% 5%之间，得3.64分实际测量偏差在-10% 10% 之间，得2.18 分标准答案：从实验中获取测量C铜盘降温过程中不同时刻温度对应的温差电动势：（不评分）测量C盘降温过程中不同时刻温度对应的温差电动势（每隔30s记录一次），并记录到下表中标准答案：从实验中获取散热盘散热速率 （7.27分）散热盘散热速率测定（mv/s）评分规则：实际测量偏差在-5% 5% 之间，得7.27 分 实际测量偏差在-10% 10% 之间，得4.36 分标准答案：从实验中获取橡胶盘的导热系数。其中铜

10、盘的质量为800g，橡胶盘的质量为200g,铜的比热容 为 370.8J/(Kg*C) (21.82分)计算橡胶盘的导热系数入(W/(m*C)评分规则：实际测量偏差在-5% 5%之间，得21.82 分 实际测量偏差在-10% 10% 之间，得13.09 分标准答案：从实验中获取ws3 ) 2 =讥2 二 5,M弓2尢彳1於二7抄“旳池 7、佃|7凹R回钗目L. di-”62魏莎谕逻血 询碉峑修釧机（“7严疥H丄/兎似UL-* 町“席护悝的廢（“？f 二區E、Z 二 “MM。、。”丿厂二。中確删nn_jKwumi I3朗也矗二田、4二z .、讥砌以彳询墮二5EM二肚护赦緘迖堀曲啤，辔$处御切，必半）糊如仏炳哑漏处醫冋铤月谿魏麴痣 3州（M憾可何傩純化蒂f 3；硏 圍施初。M绚勺A钏诊欢研馅册杯畅統赠 （0二3吵阚彳乡仪洗絵孜刀#化羽乞槨燿耳加牌./LCn9rr删?力卜卩巧期曲2的却2匚& ?屈耳班*罔 隔瘀牝-啪质逆報爲川嗣* 辭L h J _| u f i*? -iII0.180（伽卄2羽肿|幷初2.28綸小斗叫_嘶為b上匸一巫订/?;（犷厉（氏认）以 叫圖九册汁让晋 二几顽哉尹坠泡發L .-J F f If ifl. k _. t