简易电磁阻尼\电磁驱动演示仪

在电磁感应学习中，学生对电磁阻尼、电磁驱动这类实际应用问题理解困难，而实验室演示这类现象的仪器比较少，且比较笨重，例如利用变压器演示阻尼摆运动，现象不明显，原理也不易解释，而自制的电磁阻尼、电磁驱动演示仪完全避开这些问题，可演示多种常见电磁阻尼、电磁驱动现象，且易取材、易制作、易携带、易操作。

制作过程及实验方法如下：

1　材料准备

强磁铁(两块)、PC管、铝管、铝片、木板、铝针(织衣针)、注射器

2　制作过程

2.1支架制作

(1)锯长30cm、宽14cm和长14cm、宽14cm的两块木板；将两块木板钉成“丁”字形支架。

(2)锯长14cm，宽6cm的木板作为“贴板”，将贴板固定在支架顶部两侧；在贴板中央位置钉一小钉，两侧贴板小钉位置对称。

(3)在支架顶面中央位置钻一个小孔(孔直径比铝针直径略大)。

(4)在距支架顶端12cm处锯一矩形凹槽，槽竖直方向宽度比铝针直径略大，水平方向长10cm。

(5)截取长3cm的PC管，沿中心轴线将管剪开，将管沿圆周方向拉开成矩形，用两个自攻钉将矩形的短边固定在支架侧面，固定后，利用PC管的自然弯曲作为“管夹”待用；用同样方法在支架另一侧面对称固定另一个“管夹”待用。(支架简图如附图1，附图2)

2.2组件制作

(1)铝摆制作

将铝片剪成如附图3所示，大小相同的两个实心摆和一个镂空摆，摆长16cm，摆面宽10cm、高5cm；在距摆顶端1cm处钻孔(孔直径比贴板上小钉的钉帽直径略大)。

(2)铝盘制作

将铝片剪成直径7cm的圆形，圆心处钻孔，孔直径应与注射器针头塑料帽直径相吻合；将塑料帽插入孔中，紧密扣牢。(如附图4)

(3)铝管制作

截取两段25cm长铝管，一段25cm长PC管；将一根铝管沿截面方向两侧对称锯出多条平行窄缝。(如附图5)

3　实验过程：

3.1电磁阻尼现象演示

(1)演示1：阻尼摆

步骤1：将两个实心铝摆挂在支架的小钉上，用铝针配合凹槽控制两摆从同一高度同时释放，将一块强磁铁置于一侧铝摆旁，另一侧铝摆旁不放磁铁。(如附图6)

现象：放置磁铁一侧铝摆先停止摆动。

步骤2：将一个实心铝摆和一个镂空铝摆挂在支架上，用铝针配合凹槽控制两摆从同一高度同时释放，将两块相同强磁铁分别置于两个铝摆旁对称位置。(如附图7)

现象：实心铝摆先停止摆动。

(2)演示2：阻尼管

步骤1：用管夹将铝管和PC管等高固定在支架两侧，让两块相同磁铁同时从两管口静止释放。(如附图8)

步骤2：用管夹将实心铝管和镂空铝管等高固定在支架两侧，让两块相同磁铁同时从两管口静止释放。(如附图9)

现象：铝管中磁铁比PC管中磁铁下落慢；实心管中磁铁比镂空管中磁铁下落慢。

(3)演示3：阻尼盘

步骤：将铝针插入支架上方小孔中，将铝针插入塑料帽中，旋转使铝盘自由转动，将强磁铁置于铝盘上

方。

现象：无磁铁时，铝盘很久停止转动；当磁铁靠近时，铝盘很快停止转动。(如附图10)

3.2电磁驱动现象演示

(1)演示1：驱动摆

步骤：将实心铝摆挂在支架上，铝摆静止，控制强磁铁在铝摆摆面附近左右摆动。

现象：铝摆随磁铁由静止开始摆动。

(2)演示2：驱动盘

步骤：将铝盘放在铝针上，铝盘静止，控制强磁铁在铝盘上方附近转动。

现象：铝盘随强磁铁由静止开始转动。