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        自制電磁阻尼小實(shí)驗

        2018-10-11 06:43:20
        關(guān)鍵詞:線框感應(yīng)電流鋁板

        (山東省日照市莒縣第一中學(xué)2016級24班 山東莒縣 276500)

        利用磁場可以使轉(zhuǎn)動的金屬圓盤逐漸減速而停止(圖1),利用磁場可以減小掃描隧道顯微鏡底盤的擾動(圖2),磁場以它“神奇的魔力”在技術(shù)上有著較為廣泛的應(yīng)用。

        圖1

        圖2

        課本中以線框在磁場中的下落運(yùn)動為情境,通過分析線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向、線框所受到的安培力的方向(圖3),給出了電磁阻尼的概念:當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時,感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力,安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動,這種現(xiàn)象叫電磁阻尼。像(圖4)當(dāng)磁體運(yùn)動時,引起線圈中磁通量發(fā)生變化,從而在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流使磁體受到阻礙運(yùn)動的力,同樣叫電磁阻尼。也就是說,無論是導(dǎo)體相對磁場運(yùn)動,還是磁場相對導(dǎo)體運(yùn)動,只要產(chǎn)生的感應(yīng)電流阻礙二者之間的相對運(yùn)動均稱為電磁阻尼。

        圖3

        圖4

        在老師教授過電磁阻尼后,我利用課余時間自制小實(shí)驗,來體驗和感受電磁阻尼。

        圖5

        圖6

        [實(shí)驗一]感受電磁阻尼

        器材:鋁板(A4紙大小) 小磁鐵

        方法:將鋁板放到水平桌面上,手拿小磁鐵在靠近鋁板的表面上方移動磁鐵,會明顯感受到運(yùn)動中受到了阻礙作用(圖5)

        [實(shí)驗二]觀察電磁阻尼

        器材:鋁板(A4紙大?。┎AО澹ˋ4紙大小) 小磁鐵 斜面軟墊

        方法步驟:

        (1)將玻璃板放在斜面上,并在下端墊一軟墊,讓小磁鐵從斜面頂端由靜止開始下滑,觀察其運(yùn)動情況(圖6甲)

        (2)將鋁板放到玻璃板的下方(目的是不改變接觸面的粗糙程度),重復(fù)上述實(shí)驗(圖6乙),并比較先后兩次小磁鐵的運(yùn)動情況

        [實(shí)驗結(jié)論]放上鋁板后,小磁鐵的運(yùn)動明顯比不放鋁板時運(yùn)動的慢。可見,磁鐵的運(yùn)動在鋁板中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的磁場使小磁鐵受到了阻礙它相對鋁板運(yùn)動的力。

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