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共振演示仪器的改进

2017-12-08吕少永��

考试周刊 2017年15期

吕少永��

摘要:新型的共振演示仪器是利用电流计的表头通以正负对称周期性电源,使得表头线圈受到力方向随之改变,指针就左右摆动,带动挂在指针上的单摆摆动,利用数码管可以直观地显示驱动力周期和单摆周期。通过改变驱动力的周期,从振幅刻度盘上可以直观地看出该驱动力下的振幅。所以该装置可以直接测量驱动力的周期与单摆的振幅一一对应关系,从而能定量的探究受迫振动的振幅与频率的关系。

关键词:共振;固有频率;振幅;共振曲线

在鲁科版选修3-4第一章第4节有个实验与探究“影响受迫振动周期的因素”,实验使用方法是用手匀速转到摇把,摇把对弹簧振子施加周期性驱动力,使振子做受迫振动,驱动力的周期与摇把转动的周期相同。由于是用手摇,①严格意义上讲是没办法做到匀速转动;②没办法非常准确地计算转动的周期。基于这两点,该实验的数据可信度不高,而且没办法定量地画出共振曲线,更没办法定量地找出振幅与频率的关系。

一、 对于以上存在的问题,我对原有的共振演示仪器进行改进,改进过程如下:

1. 驱动力装置选用磁电式表头,当磁电式表头线圈通以正、负半周对称的方波电流,则表头指针做周期性的左右摆动,给受迫振动的物体提供周期性的驱动力。我选用满偏电流为500μA大表头,该磁电式表头能承受住单摆摆动时的拉力。

2. 为了减轻磁电式表头的负荷,单摆球宜选用质量比较轻的,所以我选择的是塑料球。……

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