PDF《计算电风扇转速 *》

5 )改变挡位, 重复操作(

3 )和(

4 ) , 所得的各数 值如表1所示. 表1 电扇在不同挡位的T, ω, n 挡位

1 0个周期

1 0 T / s 周期 T / s 角速度 ω / ( r a d ・s -

1 ) 转速 n / ( r ・s -

1 )

1 0.

6 3

96 0.

0 6

39 6

9 8.

1 8

1 5.

6 3

2 0.

5 3

29 0.

0 5

32 9

1 1 7.

9 1 8.

7 6

3 0.

4 9

33 0.

0 4

93 3

1 2 7.

4 2 0.

2 7 (

6 )用直尺测出小磁铁中心到转轴的距离r, 根 据公式(

3 )可以计算出各个挡位下的线速度v. (

7 )调整小磁铁位置改变轨道半径r, 重复操作 (

6 )得到在各个挡位上的线速度v, 如表2所示. 表2 电扇在不同条件下的线速度v 挡位 角速度 ω / ( r a d ・s -

1 ) 轨道半径 r / m 线速度 v / ( m・s -

1 )

1 9 8.

1 8 0.

0 7

4 7.

2 6

5 9 8.

1 8 0.

0 8

3 8.

1 4

9 9 8.

1 8 0.

0 9

6 9.

4 2

5 2

1 1 7.

9 0.

0 7

4 8.

7 2

5 1

1 7.

9 0.

0 8

3 9.

7 8

6 1

1 7.

9 0.

0 9

6 1 1.

3 2

3 1

2 7.

4 0.

0 7

4 9.

4 2

8 1

2 7.

4 0.

0 8

3 1 0.

5 7

1 2 7.

4 0.

0 9

6 1 2.

2 3 从表1中可以看出, 挡位越高, 周期越小, 角速 度和转速越大, 这也与我们的日常生活经验相符合.

2 利用手机传感器研究电风扇转动 2.

1 实验器材 智能手机、 电脑、 电风扇、 小磁铁、 透明胶带、 直尺. 2.

2 手机传感器 A P P介绍 智能手机内置有磁感传感器, 启动磁感传感器 A P P能探测智能手机周围磁感应强度的变化并在 坐标系中显示, 其中横轴表示时间, 纵轴表示磁感应 强度. 磁感传感器A P P默认呈现4条曲线: X 轴磁感 应强度、 Y 轴磁感应强度、 Z 轴磁感应强度和总强度 曲线. X, Y, Z 这3条轴线的方向如图3所示. 图3 智能手机的3条轴线 诚然, 无论是基于苹果手机的 A P P" p h y p h o x" , 还是基于安卓手机的APP" P h y s i c s T o o l b o x M a g n e t o m e t e r " , 都可以较精确地探测到手机所在 空间的磁感应强度. 本实验以苹果手机为例, 在安装 好APP" p h y p h o x"后, 点击" M a g n e t o m e t e r "键就 可以进入探测磁感应强度的界面, 如图4所示. 图4 " p h y p h o x" A P P 2.

3 操作步骤 (

1 )拆下电扇的外叶, 用透明胶带将小磁铁粘 贴在扇叶上. ―

7 9 ―

2 0

1 9年第1期 物理通报 教育技术应用 (

2 )打开苹果手机"phyphox"软件,点击"Magnetometer"键. (

3 )把手机平放在电扇下面, 启动风扇1挡风, 同时点击手机屏幕右上角白色三角键, 此时手机屏 幕上显示B t图像. (

4 ) 取1 0个周期的时间, 求平均值得到周期T, 再求出角速度ω 和转速n. (

5 )改变档位, 重复操作(

3 )和(

4 ) , 所得的各数 值如表3所示. 表3 电扇在不同档位的T, ω, n 挡位

1 0个周期1

0 T / s 周期 T / s 角速度ω / ( r a d ・/ s -

1 ) 转速n / ( r ・s -

1 )

1 0.

6 3

10 0.

0 6

31 0

9 9.

7 8

1 5.

8 5

2 0.

5 3

08 0.

0 5

30 8

1 1 8.

4 1 8.

8 4

3 0.

4 7

85 0.

0 4

78 5

1 3 1.

3 2 0.

9 0 (

6 )用直尺测出小磁铁中心到转轴的距离r, 根 据公式(

3 )可以计算出各个档位下的线速度v. (

7 )调整小磁铁位置改变轨道半径r, 重复操作 (

6 )得到在各个档位上的线速度v, 如表4所示. 表4 电扇在不同条件下的线速度v 挡位 角速度 ω / ( r a d ・s -