王思慧，刘振宇，江洪建，周 进

（南京大学物理学院，江苏南京210093）



磁针磁矩的测量和耦合磁针的实验研究

王思慧，刘振宇，江洪建，周 进

（南京大学物理学院，江苏南京210093）

摘 要：第3届全国大学生物理实验竞赛基础实验题包括3部分：测量磁针处局域磁场水平分量的大小，测量磁针的磁矩和转动惯量以及地磁场中耦合磁针的运动研究.介绍竞赛试题的实验内容并给出解答，分析了参赛学生的实验考试结果.

关键词：局域磁场；水平分量；转动惯量；磁矩；耦合振子；耦合磁针

本文介绍的是第3届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题、解答及分析.实验包括3部分：测量磁针处局域磁场水平分量的大小，测量磁针的磁矩和转动惯量，以及地磁场中耦合磁针的运动.

试题第一部分采用动力学方法测量磁场，是大学物理实验中的基础性实验内容［1］.题目虽然涉及的是动力学原理，器材和测量却为电磁学范围.第二部分借鉴了扭摆和已知配重测量转动惯量的方法［1－2］，作为基础的实验方法进行考察.第三部分耦合振子的简正模是重要的基础物理概念［3］，演示或定量实验通常需要专门的器材，或者采用模拟方法实现［4］.本题设计了简单的实验装置，不仅能够演示各个简正模及其叠加形成的拍运动，测量各个简正模的频率，而且能够定量测量耦合系数.这部分原理与常见的耦合摆有所不同，因此试题简单介绍了物理背景和现象，再提出观察和研究的……