王铠泽，陶小平

（中国科学技术大学 物理学院，安徽 合肥 230026）

电磁阻尼是法拉第电磁感应定律预言的重要结果［1，2］，把一个小圆柱形永磁体沿竖直金属管轴线的上端放入管口，圆柱直径小于黄铜管的内径.在磁体沿铜管轴线下落的过程中，小磁体上方铜管的磁通量减小，下方铜管的磁通量增大，铜管中产生感应电流，感应电流的磁场将对下落的小磁体产生阻力作用.如铜管足够长，磁体下落到管子的一定深度后，速度将达到某一定值，在铜管中作匀速直线运动.现有的实验已经比较完整地探究了带有电磁阻尼的动力学过程［3-7］，本文在此基础上将这种运动特性用于金属电导率和小磁体磁矩的测量上，设计实验方案并对相关物理参数进行定量测量.

1 实验原理

1.1 磁场对涡流的作用力

在磁体沿黄铜管轴线下落的过程中，由于铜管所有部分以相同的速度作切割磁感线运动，所以铜管的任一部分都相当于是电源.如图1所示，铜管的内半径为 r1，外半径为 r2，满足 r2-r1＜＜r1，平均半径 a＝（r1+r2）/2，当铜管与小磁体的相对速度大小为v时，铜管中长度为Δz的任一小段沿圆周绕行一周的动生电动势为

图1 磁场对涡流的作用

式中Brz是小磁体在铜管上产生的磁感应强度的径向分量.

长为Δz的一段铜管沿圆周绕行一周的电阻为RΔL，电导为 GΔL.离轴心 r处，截面为 Δzdr沿圆周绕行一周的电导为

所以

式中ρ为铜管电阻率.

Δz段的电流为

Δz段的电流受到磁场的作用力

即

1.2 小磁体产生的磁感应……

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