專利名稱：磁感線及磁通量變化演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電磁學(xué)的教學(xué)演示裝置。
有關(guān)磁感線及磁通量變化的演示實(shí)驗(yàn)是教學(xué)實(shí)驗(yàn)，尤其是高中物理實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，由于磁感線不是由肉眼可見的粒子組成，而且動生電動勢
涉及三維空間的關(guān)系，是教學(xué)中的難點(diǎn)，學(xué)生普遍感到難以理解。已有的J2403型磁感線演示器采用大量小磁針演示實(shí)驗(yàn)，J2404型則采用鐵屑在磁場中磁化來演示電流磁場。CN2257616Y號專利公開一種電磁感應(yīng)能量轉(zhuǎn)化演示器，用于物理教學(xué)，它由底座、框架、彈簧、強(qiáng)磁鐵、發(fā)光二極管線圈和鋁環(huán)組成，框架上并排設(shè)有兩個(gè)彈簧，彈簧中間各有一個(gè)強(qiáng)磁鐵，彈簧下部分別掛有發(fā)光二極管線圈和鋁環(huán)。CN2099358U號專利申請公開一種磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量
測試儀，它由磁鐵、線圈、測力機(jī)構(gòu)和測電流線路組成。CN2297766Y號專利公開一種物理電磁學(xué)教具，它由實(shí)驗(yàn)板、配件板、電流表、電壓表、電源、燈座、滑動變阻器、固定開關(guān)、插座等組成。CN2285497Y號專利公開一種磁感應(yīng)強(qiáng)度定量分析演示儀，它由N、S極電磁鐵和設(shè)置在N、S極電磁鐵之間的可變導(dǎo)體以及數(shù)字測力計(jì)等組成。CN2271008Y號專利提供一種電磁學(xué)演示箱，它由長方體木箱、活動提手、角蓋等組成。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用激光單色性，尤其是準(zhǔn)直性好、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，數(shù)學(xué)形象化，演示效果好的磁感線及磁通量變化演示器。
本實(shí)用新型設(shè)有底座、底板、一對磁體、激光管陣列及固定板、電池夾、接線柱、開關(guān)、外罩、線圈和激光束反射板。激光管陣列固定在固定板上，一磁體置于固定板上的激光管陣列中心，固定板垂直固定在一底座上，在激光管陣列及固定板、一磁體和底座外設(shè)外罩，在面向激光管陣列激光束輸出口的外罩一側(cè)設(shè)與激光管陣列對應(yīng)的貫穿孔陣列，以便激光束陣列射出。電池夾、接線柱和開關(guān)設(shè)置于底座或外罩上。另一磁體固定在底板上，在位置上兩磁體相對應(yīng)，底板垂直固定在另一底座上，另一磁體、底板和另一底座另設(shè)外罩。另設(shè)有一線圈和激光束反射板，線圈框架可與激光束反射板合為一體，線圈兩端可設(shè)接線柱于激光束反射板上，再外接測量儀表。
實(shí)用時(shí)，激光管采用16只玩具型激光管，排成4×4陣列，激光管平行排列于固定板上，以保證輸出平行激光束。固定板可采用一層或二層平行板。
本實(shí)用新型利用激光良好的單色性、準(zhǔn)直性和高強(qiáng)度的特點(diǎn)，采用價(jià)廉的玩具型激光管組成M×M陣列模擬勻強(qiáng)磁場的磁感線，通過白板對光的漫反射顯示穿過磁場某一面積的磁通量及其變化，以及導(dǎo)體切割磁感線的情況，使電磁感應(yīng)教學(xué)形象化，演示效果好。
本實(shí)用新型的用途主要有1)演示＝BSSinα，顯示磁通量隨α的變化而變化的情況。2)演示電磁感應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)閉合導(dǎo)體的一部分切割磁感線時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，并驗(yàn)證右手定則；當(dāng)閉合電路中磁通量發(fā)生變化時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，并驗(yàn)證楞次定律。3)演示交流電的產(chǎn)生和變化規(guī)律，當(dāng)線圈處于中性面時(shí)，磁通量最大而e最小，線圈平面與中性面垂直時(shí)，為零而e最大。若配合靈敏電流計(jì)，不僅能看到感應(yīng)電流大小、方向的變化，而且能看到磁通量的變化情況。4)演示導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中平動(沿不同方向)或轉(zhuǎn)動時(shí)，導(dǎo)線切割磁感線的情況，有利于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，演示效果好。


圖1為本實(shí)用新型的外觀示意圖。
圖2為激光管陣列及固定板、底座一、電池夾、開關(guān)、外罰一的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為激光管陣列與N磁體的排列示意圖。
由
圖1～3可見，本實(shí)用新型由16只玩具型激光管排列于固定板1上，組成4×4激光管陣列2，λ＝630nm，固定板1垂直固定在底座3上，N磁體4置于固定板1上的激光管陣列2的中心，由外罩5罩合形成一箱體，在外罩5的左側(cè)板51上設(shè)有與激光管陣列2對應(yīng)的貫穿孔陣列52。電池夾6、開關(guān)7和接線柱固定在底座3上。固定板1可設(shè)前后板2層，以便保證激光束的平行。另一磁體設(shè)在底板上，在位置上兩磁體相對應(yīng)，底板垂直固定在底座8上，并由外罩9罩合成另一箱體。方形線圈繞在框架10上，框架10中用玻璃膠粘一白色有機(jī)玻璃板作為激光束反射板11。
還可設(shè)白色有機(jī)玻璃條，沿磁場垂直方向或其它不同方向運(yùn)行(平動)，從光點(diǎn)閑爍可見其切割磁感線的情況。
權(quán)利要求1.磁感線及磁通量變化演示器，其特征在于設(shè)有底座、一對磁體、激光管陣列及固定板、電池夾、接線柱、開關(guān)、外罩、底板、線圈、激光束反射板；激光管陣列固定在固定板上，一磁體置于固定板上的激光管陣列中心，固定板垂直固定在一底座上，在激光管陣列及固定板、一磁體和底座外設(shè)外罩，在面向激光管陣列激光束輸出口的外罩一側(cè)設(shè)與激光管陣列對應(yīng)的貫穿孔陣列；電池夾、接線柱和開關(guān)設(shè)置于底座或外罩上；另一磁體固定在底板上，在位置上兩磁體相對應(yīng)，底板垂直固定在另一底座上，另一磁體、底板和另一底座另設(shè)外罩；線圈的框架與激光束反射板合為一體。
2.如權(quán)利要求1所述的磁感線及磁通量變化演示器，其特征在于所說的激光管陣列為4×4激光管陣列。
3.如權(quán)利要求1和2所述的磁感線及磁通量變化演示器，其特征在于所說的激光管采用玩具型激光管。
4.如權(quán)利要求1所述的磁感線及磁通量變化演示器，其特征在于所說的固定板采用1或2層平行板。
專利摘要涉及一種電磁學(xué)的教學(xué)演示裝置。設(shè)有底座、磁體、激光管陣列及固定板、電池夾、開關(guān)、外罩、底板、線圈和反射板。激光管陣列固定在固定板上,一磁體置于陣列中心,固定板固定在底座上,在面向激光束輸出口的外罩一側(cè)設(shè)與激光管陣列對應(yīng)的貫穿孔陣列。另一磁體與之對應(yīng),線圈框架與反射板合為一體。利用激光良好的單色性、準(zhǔn)直性和高強(qiáng)度,采用價(jià)廉的激光管陣列模擬勻強(qiáng)磁場的磁感線,使電磁感應(yīng)教學(xué)形象化。
文檔編號G09B23/00GK2411535SQ0020303
公開日2000年12月20日 申請日期2000年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月27日
發(fā)明者練仰賢, 黃少平 申請人:廈門外國語學(xué)校