專利名稱：楞次定律模擬實驗儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種模擬教具，特別是一種在物理教學中的楞次定律模擬實驗儀。
背景技術：
楞次定律是電磁感應領域的一個很重要的定律，亦即右手定則。在現行的人民教育出版社出版的《高中物理》教科書中，有關“電磁感應”一章的“楞次定律—感應電流的方向”一節(jié)中所采用的實驗，都是由磁鐵及由螺旋狀線圈和電流表所組成的回路作為實驗儀器，觀察磁鐵在線圈中的抽出或插入即磁場強度(磁通量)的變化，導致電流表指針的偏轉，磁場強度(磁通量)的增加或減少決定了電流表的偏轉方向即所產生的電流的方向。在上述實驗方法中，感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁場強度(磁通量)的變化，知道線圈中磁場的變化情況，用右手定則判斷感應電流的方向。
在上述的楞次定律的演示實驗中，磁場強度(磁通量)及其變化的方向、感應電流在線圈中的流動方向，不能直觀地用肉眼看到，只能依靠我們的電磁知識來抽象地判斷。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題，就是要提供一種直觀、形象地模擬楞次定律實驗的儀器。
本實用新型的上述目的是通過以下的技術方案來實現的一種楞次定律模擬實驗儀，它包括敞口透明容器1、敞口水槽3、呈右旋上升的螺旋狀盤繞在敞口透明容器1外壁的透明管2，敞口水槽3的下部側壁設有帶有水閥6的連通管，透明管2呈右旋上升螺旋狀盤繞部分的低端與連通管相接通，另一端盤繞后經敞口透明容器1的上端口置于敞口透明容器1的底部。在敞口透明容器1的底部側壁設有帶有放水閥5的放水口。
作為本實用新型的改進，所述敞口透明容器1與敞口水槽3的外形均為柱狀，敞口水槽3的橫截面積大于敞口透明容器1的橫截面積。
作為本實用新型的進一步的改進，所述的敞口水槽3的橫截面積是敞口透明容器1的橫截面積的16--50倍。
本實用新型所提供的楞次定律模擬實驗儀，其操作過程如下a、待實驗狀態(tài)實驗之前，關閉放水閥5，打開水閥6，在敞口透明容器1中加水，直到敞口水槽3與敞口透明容器1內水位相平并達到敞口透明容器1總容量的一半左右；透明管2中充滿水后其兩端分別在連通管處、敞口透明容器1內就位。
根據連通器原理，此時透明管2中的水不流動。
在上述操作中，應注意透明管2的位于敞口透明容器1上端口的部分相對固定，不發(fā)生偏移，同時要保證透明管2在此處不打死彎以達到在模擬實驗過程中水可以在透明管2中順暢地流動的目的。
b、實驗實施由待實驗狀態(tài)向敞口透明容器1內添加水，敞口透明容器1中的水位上升，水量增加，透明管2中產生水流阻礙水位的上升及水量增加，利用右手定則，大拇指指向阻礙透明管2內水位下降的方向即向下的方向，那么四指指向水流方向即沿螺旋狀透明管2下降的方向。
本步驟用來模擬將磁鐵的S極從線圈上方插入線圈時的情況，磁場增強、磁通量增加，產生感應電流阻礙磁場的增強及磁通量的增加，利用右手定則，大拇指指向使磁場強度減小的方向即向下的方向，那么四指指向感應電流的方向。
c、實驗實施由待實驗狀態(tài)打開放水閥5，敞口透明容器1中的水位下降、水量減少，透明管2中產生水流阻礙水位下降、水量減少，利用右手定則，大拇指指向阻礙透明管內的水位下降的方向即向上的方向，那么四指指向水流的方向即沿螺旋狀透明管2上升的方向。
本步驟用來模擬將磁鐵的S極向上遠離線圈，磁場強度減弱，磁通量減少，產生感應電流阻礙磁場的減弱、磁通量的減少，利用右手定則，大拇指指向使磁場增強的方向即向上的方向，那么四指指向感應電流的方向。
在上述整個操作過程中，可以在所注入的水中滴入幾滴藍墨水或紅墨水，可使所看到的現象更清楚。
總之，知道容器中水位、水量的變化情況，用右手可判斷出水流的方向。這樣就可以直觀地、形象生動地來模擬知道線圈中磁場、磁通量的變化情況，用右手定則來判斷感應電流的方向的楞次定律的實驗了。
本實用新型所提供的楞次定律模擬實驗儀，其工作原理是用敞口透明容器中水位(水量)的變化來確定透明管中水流的方向，即透明管中水流的方向總是阻礙敞口透明容器中水位(水量)的變化。敞口透明容器中的水位(水量)的變化模擬線圈中磁通量的變化，水流的方向模擬了線圈中所產生的感應電流的方向。在本實用新型所模擬的右手定則中，大拇指指向阻礙敞口透明容器水位變化的方向，四指指向透明管中水流的方向。
利用本實用新型所提供的楞次定律模擬實驗儀，可以清楚地看到水流的方向及水位、水量的變化情況，使右手定則變得更加直觀、更加生動形象，整個實驗儀器結構簡單，模擬實驗時操作方便，通俗易懂。本實用新型適用于在物理教學中模擬楞次定律實驗及其規(guī)律。
本實用新型下面將結合附圖和具體實施方式
作進一步詳細說明。


圖1是本實用新型的實施例的儀器組成示意圖；圖2是現有楞次定律實驗中磁通量增加時的電磁場原理圖；圖3是本實用新型模擬圖2實驗時的示意圖；圖4是現有楞次定律實驗中磁通量減少時的電磁場原理圖；圖5是本實用新型模擬圖4實驗時的示意圖。
具體實施方式
如圖1所示的一種楞次定律模擬實驗儀，包括圓柱形敞口透明玻璃容器1、柔性塑料透明管2及圓柱形敞口水槽3，敞口水槽3的直徑為敞口透明容器1的直徑的四倍，敞口水槽3的下部側壁設有帶有水閥6的連通管，透明管2的一端與連通管相接通后以右旋上升的螺旋狀盤繞在敞口透明容器1的外壁并到達敞口透明容器1的上端口再深入到敞口透明容器1內并到達敞口透明容器1的底部。透明管2位于敞口透明容器1上端口處用透明膠帶固定在敞口透明容器1上。敞口透明容器1的底部側壁設有帶有放水閥5的放水口。
當然，本實用新型的具體實施方式
不拘泥于上述的實施例，比如敞口水槽及敞口透明容器的外形可以為桶形、甕形、棱柱形等，其通氣口及加水口可設在頂部封閉的容器的上部側壁或頂壁而并非上頂敞口；透明管的具體的形式可以是透明玻璃或樹脂制固定形狀；敞口水槽及敞口透明容器的粗細的具體比例等，但不論其具體形式如何變化，都落入本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種楞次定律模擬實驗儀，其特征在于它包括敞口透明容器(1)、敞口水槽(3)、呈右旋上升的螺旋狀盤繞在敞口透明容器(1)外壁的透明管(2)，敞口水槽(3)的下部側壁設有帶有水閥(6)的連通管，透明管(2)呈右旋上升螺旋狀盤繞部分的低端與連通管相接通，另一端盤繞后經敞口透明容器(1)的上端口置于敞口透明容器(1)的底部，在敞口透明容器(1)的底部側壁設有帶有放水閥(5)的放水口。
2.根據權利要求1所述的楞次定律模擬實驗儀，其特征在于所述的敞口透明容器(1)與敞口水槽(3)的外形均為柱狀，敞口水槽(3)的橫截面積大于敞口透明容器(1)的橫截面積。
3.根據權利要求2所述的楞次定律模擬實驗儀，其特征在于所述的敞口水槽(3)的橫截面積是敞口透明容器(1)的橫截面積的16--50倍。
專利摘要本實用新型涉及一種楞次定律模擬實驗儀，包括敞口透明容器、敞口水槽、呈右旋上升的螺旋狀盤繞在敞口透明容器外壁的透明管，敞口水槽的下部側壁設有帶有水閥的連通管，透明管呈右旋上升螺旋狀盤繞部分的低端與連通管相接通，另一端盤繞后經敞口透明容器的上端口置于敞口透明容器的底部，在敞口透明容器的底部側壁設有帶有放水閥的放水口。本實用新型所提供的楞次定律模擬實驗儀，使右手定則變得更加直觀、更加生動形象，整個實驗儀器結構簡單，模擬實驗時操作方便，通俗易懂。本實用新型適用于在物理教學中模擬楞次定律實驗及其規(guī)律。
文檔編號G09B23/06GK2716941SQ20042001637
公開日2005年8月10日 申請日期2004年6月21日 優(yōu)先權日2004年6月21日
發(fā)明者張同偉, 楊軍敬 申請人:張同偉, 楊軍敬