[实用新型]磁阻尼和动摩擦系数测定实验的光电计时装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种磁阻尼和动摩擦系数测定实验的光电计时装置，是一种大中专院校的物理实验仪器，用于研究和测定磁阻尼系数和动摩擦系数的光电计时装置。 

背景技术

磁阻尼是电磁学中的重要概念，它所产生的机械效应在实际中有很广泛的应用，本实验的光电计时装置用于测量磁性滑块在铝质槽形斜面上下滑时的速度，通过数据处理，同时求出磁阻尼系数和滑动摩擦系数。实验测量内容涉及电学、力学、磁学等物理内容。本光电计时装置应用先进发射光电探头和吸收光电探头通过物体遮挡光电探头发射光速通路原理测量时间。具有体积小、精度高的特点，是正在大规模推广和应用的测时技术。本实验的光电计时装置有助于开拓学生的视野、培养学生创新思维能力，是一个设计性的计时装置，适合大、中专院校大、中专院校物理实验教学使用。 

经查阅国内外的教学仪器公司的资料，还没有此光电计时装置的教学仪器。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种磁阻尼和动摩擦系数测定的光电计时装置，是一种新颖、实用的磁阻尼和动摩擦系数测定的光电计时装置，是研究和测量磁阻尼和动摩擦系数的大、中专院校的物理实验教学仪器。 

本实用新型是一种磁阻尼和动摩擦系数测定的光电计时装置，包括光电计时仪(1)、两个发射光电探头(7)和两个吸收光电探头(8)，其特征在于铝质槽形斜面(2)的两端固定在斜面固定架(6)上，呈三角形框架，铝质槽形斜面(2)成一个斜坡，铝质槽形斜面(2)具有两个边槽，将发射光电探头(7)和吸收光电探头(8)分别设置于铝质槽形斜面(2)上，其中一个发射光电探头和一个吸收光电探头分别设置于铝质槽形斜面(2)两个边槽的中间位置，另一个发射光电探头和另一个吸收光电探头分别设置于铝质槽形斜面(2)两个边槽的下端位置，发射光电探头(7)和吸收光电探头(8)与光电计数仪(1)通过导线进行连接。 

本实用新型采用了应用先进的发射光电探头和吸收光电探头。当带有磁性的滑块从铝质槽形斜面上下滑，磁性滑块受到磁阻尼的作用，磁阻尼力的大小与速 度的大小成正比，当磁性滑块滑到A位置时开始计时，当磁性滑块滑到B位置时计时停止，实验方法直观，测量准确，光电计时装置灵敏度高，不存在不计时的情况。 

本实用新型是一种磁阻尼和动摩擦系数测定实验的光电计时装置，其主要是由光电计数仪(1)、两个发射光电探头(7)以及两个吸收光电探头(8)组成。 

磁阻尼和动摩擦系数测定实验时，将磁性滑块(5)置于铝质槽形斜面(2)上方，磁性滑块(5)开始下滑，当磁性滑块滑到A位置时，第一次遮挡光电探头发射光速通路，计时仪开始计时；当磁性滑块滑到B位置时，第二次遮挡光电探头发射光速通路，计时仪停止计时，这样就记录了磁性滑块从A位置滑到B位置所用的时间。由此可计算出磁性滑块的运动速度。 

磁性滑块在非铁磁质良导体斜面上匀速下滑时，滑块受的阻力除滑动摩擦力F_S外，还有磁阻尼力F_B。 

设磁性滑块在斜面处产生的磁感应强度为B；滑块与斜面接触的截面不变，其线度为l。当滑块以匀速率v下滑时，可看作斜面相对于滑块向上运动而切割磁感应线。由电磁感应定律，在斜面上的切割磁感应线部分将产生电动势E＝Blv，如果把由于磁感应产生的电流流经斜面部分的等效电阻设为R，则感应电流应与速度v成正比，即为 此时斜面所受到的安培力F正比于电流I，即为F∝I。而滑块受到的磁阻尼力F_B就是斜面所受安培力F的反作用力，方向与滑块运动方向相反。由此推出：F_B应正比于v，可表达为F_B＝Kv(K为常数，将它称为磁阻尼系数)。因为滑块运动是匀速的，故它在平行于斜面方向应达到力平衡，从而有 

Wsinθ＝Kv+μWcosθ                    (1) 

式(1)中W是滑块所受重力，θ是斜面与水平面的倾角，μ为滑块与斜面间的滑动摩擦系数。若将方程式(1)的两边同时除以Wcosθ，可得方程