[科普中国]-磁阻尼系数

磁性滑块受到的磁阻尼力与移动速率成正比关系，两者之间的系数就是磁阻尼系数。磁阻尼是电磁学中必不可少的一部分，也是应用于工业、生活等领域的重要概念。

相关知识大块金属与磁场有相对运动或处于变化磁场中时，会出现电磁感应现象，金属块内部产生感应电流。根据楞次定律，感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因，所以金属会受到与运动方向相反的安培力，阻碍其相对运动，这种由感应电流生成的机械效应称为磁阻尼现象。

磁阻尼是电磁学中必不可少的一部分，也是应用于工业、生活等领域的重要概念。从磁电式仪表、电磁制动机械甚至磁悬浮列车的应用可以看出，磁阻尼在工业生产中的机械效应具有很广泛的应用价值，并且与我们的生活息息相关。

磁阻尼系数简介设磁性滑块在斜面处产生的磁感应强度为B；滑块与斜面接触的截面不变，其长度为l。当滑块以匀速率v下滑时，可看作斜面相对于滑块向上运动而切割磁感应线。由电磁感应定律，在斜面上的切割磁感应线部分将产生动生电动势 。如果把由于磁感应产生的电流流经斜面部分的等效电阻设为R，则感应电流应与速度v成正比，即。此时斜面所受的安培力F正比于电流I。而滑块受到的磁阻尼力 就是斜面所受安培力F的反作用力，方向与滑块运动方向相反。由此推出：应正比于v，可表达为 （k为常数，将它称为磁阻尼系数）。

测量原理小滑块在非磁性良导体斜面上以恒定的速度V运动时，斜面方向上达到受力平衡。斜面方向上受到的阻力有滑动摩擦力和磁阻尼力，可列方程为：

W为小滑块的重力， 为斜面倾斜角， 为斜面和滑块间的滑动摩擦系数。

两边同时除以 ，可得

所以，根据图像求得斜率和截距，可以计算得到：磁阻尼系数k为斜率乘以W， 为截距。1

测量实验实验装置如图所示，1是HTM一2型霍尔开关计时仪，内部结构主要为量程为5V的直流电源和电子计时器；2是由非磁性良导体材质构成的槽型斜面，斜面的反面用螺丝钉固定着A、B两点，各安装有1个霍尔开关，用计时仪记录滑块在这两点间运动的时间。斜面顶部带有M，用于固定斜面的高度。斜面上靠近M处标有5个点，分别定为小滑块每次下滑的初始位置；3是调节斜面底端保持水平的螺丝钉，对它的调节可以保证滑块下滑时的不偏离；4是重锤，依据重锤的位置测量斜面的竖直高度日和水平距离，计算斜面倾斜角；5是非磁性材料制成的滑块，在它的一个滑动面上粘一层薄片磁钢使其获得磁性，另一面距磁钢的距离较远，磁性较弱。为了区分这两个滑动面，特别将磁性较弱的那一侧贴上白色小纸片。

实验步骤（1）调节M，使斜面达到的高度为最大。

（2）把小滑块无白色纸片的一端放在斜面上，调节3使小滑块下滑过程中不会靠近某一侧，而是沿着中间的透明隐形胶带下滑。

（3）让小滑块从斜面上的5个固定点分别滑下，记录每次通过AB两点的时间。

（4）依次调节M，即改变斜面的倾斜角，直到小滑块不能在斜面上完整下滑为止，重复记录数据。2

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学