Question

某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律．实验装置如图1所示，打点计时器的电源为50 Hz的交流电．

(1)下列实验操作中，不正确的有____________．

A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方

B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面

C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落

D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源

(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“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，每隔一个计时点取一个计数点，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，记录在纸带上，如图2所示．

计算相邻计时点间的平均速度v,，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．

位置	1	2	3	4	5	6	7	8
v－(cm/s)	24.5	33.8	37.8	—	39.5	39.8	39.8	39.8

(3)分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，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____________．

(4)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的结果可得到什么结论？

Answer

（1）CD（2）39.0 （3）逐渐增大到39.8 cm/ s 逐渐增大到等于重力（4）为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用.

【解析】（1）在实验时，应用手拿着纸带释放，而不是拿着磁铁，应先接通电源，让打点计时器工作，然后释放磁铁，所以不正确的是CD；（2）由可求v4=39.0 cm/ s；（3）由纸带上的测量数据知，磁铁的速度逐渐增大，最后匀速下落，阻力逐渐增大到等于重力；（4）为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用.

【学科网考点】研究电磁阻尼

【方法技巧】本题主要是对纸带的处理，能利用纸带分析物体的运动，从而得到阻尼的效果，并能准确计算一定时间内的平均速度，由现象分析规律。