專利名稱：安培力演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在中學(xué)物理課堂上演示通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到安培 力的實(shí)驗(yàn)裝置，尤其是能定量演示安培力的大小與電流強(qiáng)度、通電直導(dǎo)體長(zhǎng)度以及磁感應(yīng)強(qiáng) 度三者的關(guān)系。
技術(shù)背景 現(xiàn)行人民教育出版社出版的高中《物理》(必修加選修)課程中的所采用的 演示安培力的實(shí)驗(yàn)裝置只能定性的演示磁場(chǎng)對(duì)電流作用現(xiàn)象，不能定量演示，并且直導(dǎo)線在 擺動(dòng)時(shí)，由于磁鐵不能與直導(dǎo)線同步運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線在磁場(chǎng)的不同位置磁感應(yīng)強(qiáng)度不同，造成安 培力不穩(wěn)定，使直導(dǎo)線不停的振動(dòng)，無法穩(wěn)定觀察，給課堂演示帶來一定困難。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置不能定量、穩(wěn)定的演示安培力的不足，本實(shí)用新 型提供一種實(shí)驗(yàn)裝置，能在課堂上定量、穩(wěn)定的演示安培力。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是當(dāng)懸掛在固定懸架上的U型擺在磁場(chǎng) 中受到安培力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，采用U型擺與磁鐵同步運(yùn)動(dòng)的方法，利用安培力與U型擺的
回復(fù)力平衡的原理，使u型擺靜止。通過測(cè)量u型擺下端直導(dǎo)體的水平位移可知安培力的大小。
本實(shí)用新型的有益效果是，可以直觀、定量的觀察安培力的大小，特別有利于在課堂上 為初學(xué)者接受，課堂效果明顯。機(jī)械裝置簡(jiǎn)單、容易理解、價(jià)格低廉、容易制作、實(shí)驗(yàn)誤差 小，便于推廣。
以下結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。 圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖中l(wèi).底座，2.杠桿，3.直動(dòng)電磁鐵(吸入式)，4.小車，5.軌道，6.蹄形磁鐵，7. 刻度尺，8.U型擺，9.支撐桿，IO.懸架，U.水平支架，12.滑動(dòng)變阻器，13.安培表，14. 電鍵，15.蓄電池
具體實(shí)施方式
在


圖1中底座(1)的中部固定有平行導(dǎo)軌(5)，載有蹄形磁鐵(6)的小車(4)可以 沿著平行導(dǎo)軌(5)水平移動(dòng)，小車(4)的一側(cè)與固定在底座(1) 一端的直動(dòng)電磁鐵(3) 通過杠桿(2)相連，當(dāng)直動(dòng)電磁鐵(3)中通過直流電時(shí)，可以驅(qū)動(dòng)杠桿(2)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從 而帶動(dòng)小車(4)作水平運(yùn)動(dòng)。底座(1)的另一端中部固定有支撐桿(9)，支撐桿(9)的頂 部固定水平支架(11)。外徑小于4毫米的輕質(zhì)銅管制成的U型擺(8)懸掛于懸架(10)的 水平軸上，懸架(10)固定在水平支架(11)上。水平刻度尺(7)固定于底座(1)上。
當(dāng)進(jìn)行課堂演示時(shí)，將蓄電池(15)、電鍵(14)、直動(dòng)電磁鐵(3)、懸架(10)、滑動(dòng)變 阻器(12)、電流表(13)依次串聯(lián)接入電路(如圖2所示)。閉合電鍵(14)，電流同時(shí)流過 直動(dòng)電磁鐵(3)和U型擺(8)， U型擺在磁場(chǎng)中受到安培力的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)直動(dòng)電 磁鐵(3)驅(qū)動(dòng)杠桿(2)帶動(dòng)小車(4)上的蹄形磁鐵(6)作水平運(yùn)動(dòng)。磁鐵與U型擺(8) 同步運(yùn)動(dòng)，保證了U型擺(8)所受安培力的穩(wěn)定。當(dāng)安培力與U型擺的回復(fù)力平衡時(shí)，U 型擺靜止不動(dòng)。通過刻度尺(7)測(cè)量U型擺(8)下端水平直導(dǎo)線的位移量，可知U型擺(8) 所受安培力的大小。
同理改變滑動(dòng)變阻器(12)的電阻值，從而改變電路中的電流強(qiáng)度，會(huì)發(fā)現(xiàn)隨著電流強(qiáng) 度的改變，U型擺(8)下端水平直導(dǎo)線的位移量也會(huì)有所變化。
3如果在同樣電流強(qiáng)度下，在小車(4)上并排放置兩個(gè)或三個(gè)同極性的蹄形磁鐵(改變處 在磁場(chǎng)中導(dǎo)線的長(zhǎng)度)，會(huì)發(fā)現(xiàn)蹄形磁鐵越多U型擺(8)下端水平直導(dǎo)線的位移量越大。
如果在同樣電流強(qiáng)度下，在小車(4)上放置同等寬度但磁感應(yīng)強(qiáng)度不同的蹄形磁鐵，會(huì) 發(fā)現(xiàn)U型擺(8)下端的水平直導(dǎo)線的位移量不同。
通過以上實(shí)驗(yàn)，可直觀、定量的在課堂上演示安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流強(qiáng)度以及通電 直導(dǎo)線長(zhǎng)度三者之間的關(guān)系。另外利用本實(shí)用新型也可演示左、右手定則等物理現(xiàn)象。
權(quán)利要求1. 一種安培力演示器，其特征是在底座的中部固定有平行軌道，軌道上有可沿著軌道水平移動(dòng)的小車，底座的一端固定有直動(dòng)電磁鐵，直動(dòng)電磁鐵與小車的一側(cè)通過杠桿連接。
專利摘要一種能定量演示通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)作用的安培力演示器。在底座的中部固定有平行軌道，軌道上有可沿著軌道水平移動(dòng)的小車，底座的一端固定有直動(dòng)電磁鐵，直動(dòng)電磁鐵與小車的一側(cè)通過杠桿連接。它是讓懸掛在固定懸架上的U型擺在磁場(chǎng)中受到安培力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，采用U型擺與蹄形磁鐵同步運(yùn)動(dòng)的方法，保證了安培力的穩(wěn)定，當(dāng)安培力與U型擺的回復(fù)力平衡時(shí)，通過讀取U型擺下端直導(dǎo)線的水平位移量來直觀顯示安培力的大小。
文檔編號(hào)G09B23/00GK201315108SQ200820179540
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者范國(guó)峰 申請(qǐng)人:范國(guó)峰