文档介绍：课题 3 利用电磁感应现象研究弹簧的振动规律
(适合高二年级开展研究性学****使用)
机型:TI-83+
其它器材准备CBL-2或CBL,电压探头,学生用线圈一个,刻度尺,铁架台,磁钢,硬币若干,天平,导线若干
需要安装的程序:TI-83+内置 CBL/CBR 应用程序
实验目的:利用控制变量法,通过电压探头来分析弹簧的振动周期与相关物理量之间的关系。
研究过程:
研究弹簧长度与振动周期的关系
先按照右图,连接好实验电路。调整磁钢位置和振动振幅,使磁钢在线圈内上下稳定振动。
由于磁钢在线圈内上下振动时,使线圈内部磁通量发生变化,按照法拉第电磁感应定律,在线圈两端就会产生感应电动势,而该感应电动势必然在做周期性变化,通过电压探头我们可以得到感应电动势与时间的关系图。显然该电动势的周期与磁钢振动周期是一致的。
1、按ON,打开TI-83+,按APPS,进入图示菜单。选择2:CBL/CBR
2、按ENTER键后,弹出图中所示的应用程序初始界面,屏幕下方提示按任意键继续。
3、按任意键后,进入CBL/CBR应用程序选择菜单。我们选择2:DATA LOGGER,按ENTER后进入探头实验设置窗口。
4、移动光标,PROBE项选择VOLT,表示实验使用的是电压探头;#SAMPLES项,选择30,表示总共采集30个样本数据;,表示每0. 1秒测量一个数据点;单位(UNITS)自动设为伏(VOLT);PLOT项选择END,表示采样结束后再显示数据点。选中GO后,按ENTER开始测量电压。
5、数据采集完毕,计算器屏幕上会出现右图所示的交流电压信号。
6、移动计算器上的左右箭头,,实际上就是弹簧的振动周期。

7、多次改变弹簧的长度,分别测量该长度下的弹簧振动周期。把长度和周期数据分别记录在L1、L2,利用计算器的统计功能分析长度与周期的关系。按STAT,进入统计功能界面。
8、选择1:EDIT,按ENTER,在L1、L2中分别输入测量所的的弹簧长度和振动周期。
9、按2nd+[Y=],选择STAT PLOT,进入统计点图开启界面,我们选择1:PLOT1。
10、进入后,通过移动光标和按动ENTER键,使点图设置如图所示。TYPE选择了离散点图,X坐标就是长度,Y坐标就是振动周期,样本点的图样为一个小方框。
11、按WINDOWS,使窗口设置如图所示。
12、按GRAPH,就可以在屏幕上得到样本点的图象,我们不妨猜想是线性关系。
13、按STAT,再次进入统计界面,选择CALC主菜单中的4:LinReg(ax+b),即对需要研究的两个物理量之间进行线性拟合。