Question

5．某同學探究小磁鐵在銅管中下落時受電磁阻尼作用的運動規(guī)律．實驗裝置如圖所示，打點計時器的電源為50Hz的交流電．
（1）下列實驗操作中，不正確的有CD．
A．將銅管豎直地固定在限位孔的正下方
B．紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面
C．用手捏緊磁鐵保持靜止，然后輕輕地松開讓磁鐵下落
D．在磁鐵下落的同時接通打點計時器的電源
（2）該同學按正確的步驟進行實驗（記為“實驗①”），將磁鐵從管口處釋放，打出一條紙帶，取開始下落的一段，確定一合適的點為O點，每隔一個計時點取一個計數(shù)點，標為1，2，…，8．用刻度尺量出各計數(shù)點到O點的距離，根據(jù)測出的距離計算出各計數(shù)點的速度，填入下表．

位置	1	2	3	4	5	6	7	8
v（cm/s）	24.5	33.8	37.8	39.0	39.5	39.8	39.8	39.8

（3）分析上表的實驗數(shù)據(jù)可知：從1至6計數(shù)點的速度變化可以看出，磁鐵在銅管中受到阻尼作用力在逐漸增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）； 從6至8計數(shù)點的速度變化可以看出，磁鐵在銅管中受到阻尼作用力大小等于（選填“大于”、“小于”或“等于”）磁鐵的重力．
（4）該同學將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管，重復(fù)上述實驗操作（記為“實驗②”），結(jié)果表明磁鐵下落的運動規(guī)律與自由落體運動規(guī)律幾乎相同．實驗②說明磁鐵在塑料管中不受（選填“受到”或“不受”）阻尼作用．
（5）對比實驗①和②的結(jié)果可得到什么結(jié)論？磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用．

Answer 1

分析 （1）小磁鐵豎直下落，做的是直線運動，根據(jù)打點計時器的使用方法可以判斷選項的結(jié)果；
（2）分析表中實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（4）塑料管不會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，與銅管中運動的情況對比明顯；
（5）比較兩實驗，根據(jù)實驗條件與實驗現(xiàn)象得出結(jié)論．

解答 解：（1）A、小磁鐵豎直下落，穿過銅管，所以銅管要豎直地固定在限位孔的正下方，所以A正確；
B、紙帶要穿過限位孔，并且壓在復(fù)寫紙下面，所以B正確；
C、手應(yīng)該拉住紙帶，而不是捏緊磁鐵，所以C錯誤；
D、應(yīng)該先接通打點計時器的電源，在讓磁鐵下落，所以D錯誤；
本題選錯誤的，故選：CD．
（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，在這段紙帶記錄的時間內(nèi)，磁鐵運動速度的變化情況是逐漸增大到39.8cm/s，之后勻速運動，說明磁鐵受到的阻尼作用是逐漸增大，最后等于重力的大�。�
（4）該同學將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管，實驗表明磁鐵下落的運動規(guī)律與自由落體運動規(guī)律幾乎相同．實驗②說明磁鐵在塑料管中做自由落體運動，磁鐵不受阻尼作用．
（5）由實驗可知，磁鐵在銅管中受到阻尼作用，磁鐵在塑料管中不會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不受阻尼作用的影響，對比實驗①和②可知，磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用．
故答案為：（1）CD；（3）增大；等于；（4）不受；（5）磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用．

點評 本題通過實驗考查對紙帶運動情況的分析以及對電磁感應(yīng)現(xiàn)象理解，要能根據(jù)紙帶的運動情況分析電磁感應(yīng)對運動情況的影響，抓住實驗的本質(zhì)即可分析本題．對于陌生實驗不用緊張，能過認真分析明確實驗原理，再結(jié)合所學知識即可求解．