利用Phyphox分量表达式巧妙消除地磁场对磁力计的影响

近日,微主一直在思考Phyphox磁力计的调零问题,如果没有调零,电容器充放电实验的图像输出的基准点就不是零,容易对学生产生误导。

未调零时的数据曲线

为了找到消除地磁场影响的方法,微主夜不能寐。在把玩磁力计的过程中,偶然发现一个可以利用的方法,即如果将Phyphox内建的坐标系的x、y、z轴的某一个轴与地磁场方向垂直时,地磁场在该坐标轴上的分量必然为零;如果地磁场在该坐标轴上的分量为零,则利用该坐标轴的输出图像检测电流的磁场,就能看到完美的电容器放电电流图像了。

特定方位上某轴输出为零

经过实验,仔细调节手机的位置和角度,发现在某些特定的方位上,Phyphox的磁力计可以将地磁场在某个轴上的输出为零;让手机保持这个方位,做电容器放电实验,得到的实验数据就非常理想了。

y轴输出的电容器放电电流图像

实验发现,经过地磁场调零校准之后的磁力计,可以十分完美地输出电容器放电电流曲线。

y轴输出图像放大

机遇总是垂青有准备的头脑,智慧的闪光总是与苦思者不期而遇。调节手机的方位,让磁力计在某个坐标轴上的分量为零,实现对地磁场的调零校准,也算是一种权宜之计吧。因为调零之后,手机的方位不能改变,手机的朝向对实验的观察可能会带来一些不便。

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