磁力实验报告

磁力测量一、 实验数据测量及计算：首先测得上方被磁力托起的重物(不加硬币)的质量，将其换算成重力G；每次加重物后测出装置指针所指的高度h和初始不加硬币时两磁铁的中心高度，算出每次对应的磁铁中心的距离r。分别作出r-G图和Logr-LogG图，可以看出在Logr-LogG图中数据点基本上在一条直线上，并用最小二乘法拟合直线方程，可以求出直线的斜率k,直线的截距a。设其重力与距离的表达式为G=Crn,转化为直线方程为：Logr=kLogG4-a其中c=10V,n=iK二、 实验数据测量与计算经查阅相关资料可知长沙地区的重力加速度数值大概为g=9.7915m/s2(一)以弱磁为实验对象测得数据如下：弱磁实验序数总质量(g)总重量G(N)磁铁中心距离r(m)Log(G)Log(r)150.60.49544990.0165-0.305000255-1.78252256.60.55419890.0157-0.256334341-1.8041362.60.61294790.0149-0.212576439-1.82681468.60.67169690.0142-0.172826656-1.84771574.60.73044590.0136-0.136411944-1.86646686.60.84794390.0125-0.07163288-1.903097I98.60.96544190.0115-0.015273857-1.93938100.60.98502490.0111-0.006552791-1.954689112.61.10252290.01040.042387619-1.9829710124.61.22002090.010.086367271-211148.61.45501690.0090.162868038-2.0457612172.61.69001290.00820.22789002-2.0861913196.61.92500890.00760.284432742-2.1191914232.62.27750290.00680.357458939-2.16749r-G图如下

弱磁r・G图0.020.0150.010.00500 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8总重量G(N)Logr-LogG图如下:弱磁Logr-LogG图上图曲线，斜率：k=-0.58713斜率的倒数：11===-1.70319k截距：a=-l.95251相关系数-0.99908(负相关很强)因此该拟合直线的方程为：Logr=-0.58713LogG-1.95251也就是G=0.000472545r-170319(二)以强磁为实验对象测得数据如下:强磁实验序数总质量(g)总重量G(N)磁铁中心距离r(m)Log(G)Log(r)

163.40.62078110.0358-0.207061514-1.44612269.40.67953010.0352-0.167791301-1.45346375.40.73827910.0339-0.131779426-1.4698481.40.79702810.0332-0.098526367-1.47886587.40.85577710.0323-0.067639339-1.4908693.40.91452610.0316-0.038803896-1.50031799.40.97327510.031-0.011764387-1.508648105.41.03202410.03040.013689839-1.517139117.41.14952210.02940.060517325-1.5316510129.41.26702010.02840.102783505-1.5466811111.41.38451810.02740.141298638-1.5622512153.41.50201610.02660.176674588-1.5751213183.41.79576110.02490.25424856-1.603814213.42.08950610.02340.320043643-1.6307815243.42.38325110.02240.377169802-1.6497516273.42.67699610.02120.427647738-1.6736617333.43.26448610.01990.513814824-1.7011518393.43.85197610.01840.585683584-1.7351819453.44.43946610.01720.647330744-1.7644720513.45.02695610.01620.701305093-1.7904820573.45.61444610.01540.749306917-1.8124820633.46.20193610.01460.792527287-1.8356520753.47.37691610.01320.867874844-1.8794320873.48.55189610.01220.932062416-1.9136420993.49.72687610.01140.987973384-1.9431r-G图如下:强磁r・G图总重量G(N)Logr-LogG图如下:强磁Logr-LogG图Log(G)上图曲线，斜率：k=-o.40767斜率的倒数：n=i=-2.45294K截距：a=-l.51128相关系数：-0.99662（负相关很强）因此该拟合直线的方程为：Logr=-0.40767LogG-1.51128也就是：G=0.000196286厂245294（三）对于强磁的实验，由于承重较大时距离变化很小，误差较大，只用硬币很难将其完全压在一起。故和队友姚伟嘉一起对这个问题进行了定性分析，在铜杆上加上哑铃，并且可以发现，当承重达到大约26N的时候，两个强磁能够近似的认为已经贴在一起。三、实验数据分析通过实验可以发现：磁力和距离的关系并不是简单地与距离的平方分之一（即V）成反比，而要具体的分析。对于弱磁来说，公式G=Crn中的n=-l,70319,略大于-2;对于强磁而言，则2.45294,相对弱磁，n值与-2相差较大。下面具体分析:磁性较小的弱磁其n值与・2百分误差为2-1.70319 X100%=14.8%匕而强磁在所有数据范围内其n值与-2的百分误差为2.45294-2 =22.6%匕对于强磁，其测出n值与一般值得误差相比较弱磁更大。对于强磁，从实际感性认识中得出，因为随着两个磁铁中心的靠近，越往下压，所需要力就需要越大，这与距离减小而其平方项迅速增大有关，越靠近磁铁（磁力产生的源头）的地方磁性越大。在实际中当磁铁十分靠近的时候，即两强磁铁中心距离大约为一个强磁铁的厚度0.42cm时，它的斥力并不是无限的，而是可以