某同学探究小磁铁在铜管中下落地爱以电磁阻尼作用的运动规律.实验装置如题11 – 1图所示,打点计时器的电源为50Hz的交流电.
13.下列实验操作中,不正确的有 ______________
14.该同学按正确的步骤进行实验(记录“实验①”),将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为O点,每隔一个计时点的相邻两计时点到O点的距离,标为1,2,…,8.用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离,记录在纸上,如题 11 – 2图所示.
计算相邻计时点间的平均速度,粗略地表示各计数点的速度,抄入下表.请将表中的数据补充完整.
15.分析上表的实验数据可知:在这段时纸带记录的时间内,磁铁运动速度的变化情况是 ____________________;磁铁受到阻尼作用的变化情况是 _____________.
16.该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作(记为“实验②”),结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同.请问实验②是为了说明什么?对比实验①和②的结果可得出什么结论?
用其他物体固定磁铁保持静止,然后让磁铁从静止下落,先接通打点计时器的电源再让磁铁下落
从磁铁静止开始运动到打点计时器的使用流程考虑
打点计时器的使用流程
39.0
中间时刻的瞬时速度:v=带入数据计算即可
纸带数据处理往往是匀变速直线运动规律应用的考查
中间时刻速度的计算
逐渐增大到39.8cm/s 逐渐增大到等于重力
磁铁匀速运动的时候,相邻两个计数点的距离相同,说明此时受力平衡
从纸带距离变化特征分析受力情况
纸带距离变化分析出磁铁的受力情况
为了说明磁铁在塑料管中几乎不受电磁阻尼作用.磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用
塑料管是绝缘体,内部几乎没有自由电子,故几乎无感应电流,所以磁铁在塑料管中几乎不受电磁阻尼作用;而磁铁在铜管中下落时,铜管中会产生感应电流,进而产生电磁阻尼
从绝缘体和导体的角度分析电磁阻尼
磁铁所受的电磁阻尼