介绍 为了测量这种加速度,我们将放下磁铁并测量磁铁在两点之间移动所需的时间。与下面的距离公式一起使用的这些信息将允许我们计算由于重力引起的磁体的加速度。

s = ut + ½ at²


所需设备 •线圈用细漆包线(磁线)。 •纸板 •塑料管,长度至少80厘米。 •夹紧和支架。 •磁铁。 •ADC-40,运行 PicoScope。


实验设置 •将两块纸板缠绕在塑料管周围约60至70厘米。 •使用漆包线围绕纸板管缠绕两个线圈(每个150圈)。然后应将两个线圈串联,如图1所示。 •一旦线圈被缠绕并牢固地连接,塑料管可以使用夹具和支架垂直安装。 •然后应在塑料管和工作台之间放置泡沫垫,以保护落下的磁铁和工作台。 •需要进行一些初步运行以确保正确设置PicoScope并捕获所有必需信息。这些设置取决于塑料管上两个线圈之间的距离,但在图2和图3中的此实验的屏幕截图中可以看到设置示例。


进行实验 1.测量并记下两个线圈之间的距离。 2.启动PicoScope以捕获数据(使用单个触发事件)。 3.将磁铁放入管中。 5.保存波形。 6.重复步骤2到4,直到有4到5组结果。


分析结果 为了使用距离公式,必须找到(t)到每个线圈的行进距离(s)所花费的时间。 S = UT +½at² 线圈的两个距离取自每个线圈的起点到顶部。起点取自磁铁的正面,如图2所示。

要找到磁铁在两个线圈之间移动所需的时间:

1.将光标放在实验波形的第一个峰值上。 2.PicoScope将显示第一个峰值的时间(t₁)(在下面的屏幕截图中显示为13.39 ms)。 3.将光标放在实验波形的第二个峰值上。 4.PicoScope将显示第二个峰值的时间(t₂)。 5.从t1减去t2以找到从第一个线圈行进到第二个线圈所花费的时间。

现在用 S = UT +½at²

对于磁铁落到第一个线圈,其中t是到达第一个线圈所需的时间。 s₁ = 0 + ½ at²

对于磁体从起始位置下降到第二个线圈,(其中dt = t2-t1)。 s₂ = 0 +½a(dt + t)² 求解两个方程为一个将在用于加速的值到达由于重力(克)。


问题 1.是为值摹您预期的价值。如果没有,你能想到为什么g的值小于或大于你的预期?


进一步研究 法拉第定律指出,诱导电动势与场线切割速率成正比。由于同一磁体通过两个相同的线圈,因此可以研究直接从迹线测量的感应电动势是否确实与使用已获得的数据计算的磁体速度成比例。

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