CN202032984U - 磁阻尼和动摩擦系数测定仪的底边长度计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种磁阻尼和动摩擦系数测定仪的底边长度计量装置，其中磁阻尼系数和动摩擦系数测定仪包括带有刻度尺的底边(7)，由铝质槽形斜面(2)、两个霍尔开关传感器(8，9)、和霍尔开关用计时仪(1)组成磁阻尼和动摩擦系数测定仪，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)形成一个斜坡，两个霍尔开关传感器(8，9)分别置于铝质槽形斜面背面的中间和下端，并且通过导线与霍尔开关用计时仪(1)连接，在磁阻尼和动摩擦系数测定仪(1)的底边(7)上固定有刻度尺，用于直接读取底边的长度。本实用新型可减小实验误差，提高实验效率和测量精度。实验方法直观，测量方便快捷。

Description

磁阻尼和动摩擦系数测定仪的底边长度计量装置

技术领域

本实用新型涉及一种磁阻尼和动摩擦系数测定仪的底边长度计量装置，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测定仪的底边长度计量装置。 

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，磁阻尼系数和动摩擦系数测定仪的底边长度计量装置用于直接测量铝质槽形斜面在底边投影的长度即底边长度，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。本磁阻尼系数和动摩擦系数测定仪的底边长度计量装置是在磁阻尼系数和动摩擦系数测定仪的底边上刻上刻度，相当于刻度尺使用，可以直接读出底边的长度。具有精度高的特点，是正在大规模推广和应用的计量技术。本磁阻尼系数和动摩擦系数测定仪的底边长度计量装置有助于开拓学生的视野、培养学生创新思维能力，是一个设计性的计量装置，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，还没有此底边长度计量装置的教学仪器。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种磁阻尼系数和动摩擦系数测定仪的底边长度计量装置，是一种新颖、实用的磁阻尼系数和动摩擦系数测定仪的底边长度计量装置，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系数和动摩擦系数测定仪的底边长度计量装置，其中磁阻尼系数和动摩擦系数测定仪包括带有刻度尺的底边，其特征在于由铝质槽形斜面、两个霍尔开关传感器、和霍尔开关用计时仪组成磁阻尼和动摩擦系数测定仪，铝质槽形斜面的两端固定在斜面固定架上，呈三角形框架，铝质槽形斜面形成一个斜坡，两个霍尔开关传感器分别置于铝质槽形斜面背面的中间和下端，并且通过导线与霍尔开关用计时仪连接，在磁阻尼和动摩擦系数测定仪的底边上固定有刻度尺，用于直接读取底边的长度。 

本实用新型还可以在磁阻尼系数和动摩擦系数测定仪的底边上刻上刻度，相 当于刻度尺使用，可以直接读出底边的长度。现有技术是使用米尺量出铝槽的倾角螺钉位置到重锤静止时所在的底边位置的长度。由于米尺的摆放角度不同，测量值就不同，容易产生的较大的实验误差。本实用新型可减小实验误差，提高实验效率和测量精度。实验方法直观，测量方便快捷。 

磁阻尼和动摩擦系数测定实验时，铝质槽形斜面(2)倾角为θ时，利用磁阻尼系数和动摩擦系数测定仪的底边长度计量装置可直接读出重锤静止时所在底边的位置即底边的长度L，再用米尺测量出重锤线悬挂位置到重锤静止时所在底边位置的高度H，根据式tanθ＝H/L即可计算出tanθ值，从而可以计算出θ值，进一步求得cosθ值。磁性滑块(5)沿铝质槽形斜面(2)开始下滑，当磁性滑块滑到第一个对应导轨下面的霍尔开关位置(A位置)时，会使霍尔开关传感器输出低电平，计时仪开始计时；当磁性滑块再滑到第二个对应导轨下面的霍尔开关位置(B位置)时，霍尔开关传感器输出低电平，计时仪计时停止，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 

$\tan \mathrm{\θ}=\frac{K}{W}\·\frac{v}{\cos \mathrm{\θ}}+\mathrm{\μ}---\left(2\right)$

显然，tanθ和 成线性关系(y＝ax+b)。作出 

直线图，可得斜率a和截距b： 

K＝a·W                    (3) 

μ＝b                      (4) 

从而测得磁阻尼系数K和滑动摩擦系数μ。 

本实用新型的底边长度装置主要具有以下新颖性和实用性： 

1.铝质槽形斜面在底边投影的长度即底边长度可以直接读出，方法直观。 

2.提高实验效率和测量的精度。 

附图说明

附图是本实用新型的磁阻尼和动摩擦系数测定实验装置； 

附图中：1-HTM-2霍尔开关用计时仪 

2-铝质槽形斜面 

3-调节斜面横向倾角的螺钉 

4-重锤 

5-磁性滑块 

6-斜面固定架 

7-带有刻度尺的底边 

8-霍尔开关传感器 

9-霍尔开关传感器 

具体实施方式

用下列实施例来进一步说明本实用新型，但本实用新型并不局限于下述实施例。 

调节固定架(6)，使铝质槽形斜面(2)呈一定倾角，利用磁阻尼系数和动摩擦系数测定仪的底边长度计量装置直接读出重锤静止时所在底边的位置即底边的长度L，再用米尺量出重锤线悬挂位置到重锤静止时所在的底边位置的高度H，根据式tanθ＝H/L即可计算出tanθ值，从而可以计算出θ值，进一步求得cosθ值。将磁性滑块(5)放置在铝质槽形斜面(2)上方，磁性滑块(5)开始下滑，当磁性滑块滑到第一个对应导轨下面的霍尔开关位置(A位置)时，会使霍尔开关传感 器输出低电平，计时仪上相应的指示灯发光，计时仪开始计时；当磁性滑块再滑到第二个对应导轨下面的霍尔开关位置(B位置)时，霍尔开关传感器输出低电平，计时仪上相应的指示灯发光，计时仪停止计时，记录了磁性滑块通过AB这段距离的时间。通过放置磁性滑块(5)在铝质槽形斜面(2)上方的不同位置，光电计时装置所记由A位置下滑至B位置的时间相等，说明磁性滑块在下滑一定距离后受力平衡匀速下滑即匀速通过AB这段距离，AB这段距离大小已知，磁性滑块通过AB这段距离的时间已测得，即可求出速度v。作出 

直线图，可得斜率a和截距b，从而测得磁阻尼系数K和滑动摩擦系数μ。 

Claims (2)

1.一种磁阻尼和动摩擦系数测定仪的底边长度计量装置，其中磁阻尼系数和动摩擦系数测定仪包括带有刻度尺的底边(7)，其特征在于由铝质槽形斜面(2)、两个霍尔开关传感器(8，9)、和霍尔开关用计时仪(1)组成磁阻尼和动摩擦系数测定仪，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)形成一个斜坡，两个霍尔开关传感器(8，9)分别置于铝质槽形斜面背面的中间和下端，并且通过导线与霍尔开关用计时仪(1)连接，在磁阻尼和动摩擦系数测定仪(1)的底边(7)上固定有刻度尺，用于直接读取底边的长度。

2.如权利要求1所述的磁阻尼和动摩擦系数测定仪的底边长度计量装置，其特征在于还可将刻度直接刻在底边上。 

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