阻尼摆与非阻尼摆对比性研究李鑫（物理光信）

1、设计性实验（报告）中文题目：阻尼摆与非阻尼摆对比性研究英文题 目: damping pendulum is with the damping comparativestudy学 号：2124010991年 级：2012级 学 院：理学院 系 另壯物理系专业：师范专业 指导教师：何宇红完成日期：2013年5月实验地点：延边大学西部教学楼d259目录摘要3第一节实验目的3第二节实验原理3第三节实验仪器4第四节注意事项4第五节实验内容与步骤4第六节误差分析6第七节设计性实验总结7第八节参考文献7【摘 要】处在交变电磁场中的金属块，由于受变化电磁场产生的 感生电动势作用，将在金属块内引起涡旋状的感生电

2、流，把这种电流 称为涡电流。【关 键词】阻尼摆与非阻尼摆【实验目的】研究阻尼摆与非阻尼摆的区别【实验原理】处在交变电磁场中的金属块，由于受变化电磁场产生的 感生电动势作用，将在金属块内引起涡旋状的感生电流，把这种电流 称为涡电流。在如图所示的实验装置中，但金属摆在两磁极间摆动时, 由于受切割磁力线运动产生的动生电动势的作用，也将在金属摆内出 现涡电流。根据安培定律，当金属摆进入磁场时，磁场对环状电流的 上、下两段的作用力之和为零；对环状电流的左.右两段的作用力的 合力起阻碍金属摆块摆进的作用。当金属块摆出磁场时，磁场对环状 电流的左、右两段的作用力的合力则起阻碍金属摆块摆出的作用。因 此，金属

3、摆总是受到一个阻尼力的作用，就像在某种粘滞介质中摆动 一样，很快地停止下来，这种阻尼起源于电磁感应，故称电磁阻尼。若将如图中的金属摆制成有许多隔槽的，使得涡流大为减小，从而对 金属摆的阻尼作用变的不明显，金属摆在两磁极间要摆动较长时间才 会停止下来。【实验仪器】 两组实验仪器：第一组:由三个摆条组成，其中两个为非阻尼摆，一 个为阻尼摆，磁铁块数不同；第二组：由一个阻尼摆和一个非阻尼摆 构成，相同的磁铁块数。阻尼摆，非阻尼摆，若干块磁铁，摆架，秒表 图为阻尼摆与非阻尼摆示意图其中直流电源接线柱；矩形磁轨, 作用是当线圈中通有直流电源时,可在磁辘两极缝隙中间产生很强的磁场;支撑架;摆架；非阻尼摆；

4、横梁；阻尼摆；线圈;底座。直流稳压电源。（图中与本实验实际操作的实验仪器不同，实际操作的实验仪器由若干块磁铁来产生磁场）【注意事项】1、磁性相同的磁铁2、施以相同的初始力3、操作前要把摆条和支撑架调整适当，确保摆动顺畅。【实验内容与步骤】我们进行了三组实验:(-)第一组：选择由3块磁铁构成的阻尼摆与非阻尼摆:1、检查实验仪器是否松动，用手轻触，确保摆动顺畅。2、施以相同的力，使之转动，用秒表记录停止转动的时间。3、记录实验数据。阻尼摆/t(s)非阻尼摆/t(s)阻尼摆/t(s)非阻尼摆/t(s)1.2133.2741.2292.3121.2691.9121.5241.9671.0562.007

5、1.3812.0330.9412.0971.2912.6140.9421.9171.5003.289实验结论：其他条件相同时，阻尼摆比非阻尼摆先停止摆动。(二)第二组：都是阻尼摆，其中一个阻尼摆为2块磁铁，另一块为 3块磁铁1、检查实验仪器是否松动，用手轻触，确保摆动顺畅。2、施以相同的力，使之转动，用秒表记录停止转动的时间。3、记录实验数据。阻尼摆(3块)/t(s)阻尼摆(2块)/t(s)阻尼摆(3块)/t(s)阻尼摆(2块)/t(s)0.9561.4590.7442.2781.3421.5851.2861.7611.3541.9841.2641.8541.1131.8321.0571.59

6、21.2471.7381.0751.885（三）第三组：磁阻尼摆，均为2块磁铁，记录周期和时间1、检查实验仪器是否松动，用手轻触，确保摆动顺畅。2、施以相同的力，使之从同等高度下掉落转动，用秒表记录停止转动的时间，并记录周期。3、记录实验数据。阻 尼周期/t12171312141617182014时间 /t(s)9.32812.38111.05910.10411.69813.11013.43013.71516.30310.766非 阻 尼周期/t34342931313630323135时间 /t(s)17.38725.46323.27124.84124.97928.90124.36024.70

7、326.14727.752实验结论：其他条件相同时，阻尼摆比非阻尼摆先停止摆动。【误差分析】尽管本次设计试验得到的结果与理论相等，但仍存在误差，现做如 下分析：1、根据每组不同的实验操作时，人为操作施加的力无法掌握准确的 相同力，所以会有一定的误差，但我们默认为施以相同的力。2、在第三组实验中，开始时，我们的实验结果竟是非阻尼摆比阻尼 摆先停下来，但是我们后来在老师的讲解下，我们知道自己错在什么 地方了，我们首先忘记检查实验仪器是否松动了，而且摆动角度过大, 超过了有磁场的地方。所以产生了错误，但是经过我们的及时改正, 得到了正确结论。【设计性实验总结】经过组员们讨论、设计实验、实施实验，写实验报告的过程中，不仅培养了我们的创新能力，而且增加了组员们的团结性。【参考