專利名稱：一種地磁場動生電動勢實驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及演示動生電動勢的實驗儀器，屬于物理實驗儀器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
動生電動勢在物理及相關(guān)學(xué)科教學(xué)中是一個很重要的內(nèi)容，以往演示實驗大多在磁體產(chǎn)生的磁場中導(dǎo)體做切割磁力線運動來產(chǎn)生電動勢，由于導(dǎo)體長度短運動空間受限不宜觀察，為使演示效果好，需要足夠強的磁體才能演示，導(dǎo)體運動快慢不好控制，導(dǎo)體的運動方向也需要人為干預(yù)，在教材和有關(guān)問題討論中我們常常提到在均勻磁場中的問題，沒有相應(yīng)實驗儀器，實驗儀器需要重新設(shè)計，如何實現(xiàn)在均勻磁場下導(dǎo)體的運動方向和速度大小自動改變，能很好的演示動生電動勢的一些內(nèi)容。且成本低、簡單易行及操作方便的實驗儀器，本專利就要解決這個問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利解決演示動生電動勢的實驗儀器，著重解決在均勻磁場中的導(dǎo)體自動改變運動方向和速度大小產(chǎn)生動生電動勢的實驗裝置。本發(fā)明專利技術(shù)方案一種地磁場動生電動勢實驗儀，是由導(dǎo)體桿、小磁針、支架和毫伏表等構(gòu)成，其特征是在水平放置的底盤上，將矩形支架的平面過底盤的中心與底盤豎直固定；小磁針(指南針)的轉(zhuǎn)軸穿過細直桿的中心孔固定在底盤的中心上，細直桿在底盤的表面可以自由轉(zhuǎn)動，實驗時讓細直桿與小磁針指向平行來代表地磁場方向；小磁針的正上方對應(yīng)的支架處固定一垂直于支架的水平轉(zhuǎn)軸，將一端打孔的導(dǎo)體桿懸掛在水平轉(zhuǎn)軸上，導(dǎo)體桿可以在平行于支架的豎直平面內(nèi)自由擺動，導(dǎo)體桿的打孔端與一柔軟導(dǎo)線連接在毫伏表的電壓輸入接口。實驗時，通過轉(zhuǎn)動底盤調(diào)整支架平面與小磁針指向的夾角，轉(zhuǎn)動細直桿與小磁針指向平行，細直桿的方向代表磁場方向，支架平面代表導(dǎo)體桿的運動平面， 拉起導(dǎo)體桿釋放，就可以通過毫伏表觀測到隨著導(dǎo)體桿擺動的電動勢大小和方向。在普通實驗室條件下很難形成較大的均勻磁場空間，我們發(fā)現(xiàn)生活的地球就是一個很穩(wěn)定的磁場空間，且在地球表面附近磁場均勻，根據(jù)動生電動勢公式ε = I (ν χ 5) · //如附

圖1，對于一個在地球表面附近的豎直平面內(nèi)擺動的導(dǎo)體長度為L，質(zhì)量為m， 地磁感應(yīng)強度為云,瞬時導(dǎo)體微元dl運動速度i；與云夾角釣，擺動角速度為ω，則動生電動勢
的方向可由右手法則判斷，大小為M = I^SZ2Sin釣設(shè)導(dǎo)體對軸的轉(zhuǎn)動慣量為I，最初釋放擺角(導(dǎo)體與豎直線夾角)為θ μ忽略摩擦和空氣阻尼，瞬時擺角為θ，考慮導(dǎo)體擺動平面與云夾角ρ和θ容易測量，釣用ρ和θ來表示，由幾何關(guān)系αοι = coi/cos(9 ,ac = cox-tgd ，
(ab)2 = (αο,)2 +(bo])2 - 2ao^bov cosφχ ，
權(quán)利要求
1. 一種地磁場動生電動勢實驗儀，是由導(dǎo)體桿(5)、小磁針(3)、支架(2)和毫伏表(7) 等構(gòu)成，其特征是在水平放置的底盤⑴上，將矩形支架⑵的平面過底盤⑴的中心與底盤(1)豎直固定；小磁針(3)的轉(zhuǎn)軸穿過細直桿(6)的中心孔固定在底盤(1)的中心上； 小磁針(3)的正上方對應(yīng)的支架(2)處固定一垂直于支架(2)的水平轉(zhuǎn)軸(4)，將一端打孔的導(dǎo)體桿(5)懸掛在水平轉(zhuǎn)軸(4)上，導(dǎo)體桿(5)可以在平行于支架(2)的平面內(nèi)自由擺動，導(dǎo)體桿(5)的打孔端與一柔軟導(dǎo)線(8)連接在毫伏表(7)的電壓輸入接口。
全文摘要
一種地磁場動生電動勢實驗儀，屬于物理實驗領(lǐng)域。是由導(dǎo)體桿(5)、小磁針(3)、支架(2)和毫伏表(7)等構(gòu)成，其特征是在水平放置的底盤(1)上，將矩形支架(2)的平面過底盤(1)的中心與底盤(1)豎直固定；小磁針(3)的轉(zhuǎn)軸穿過細直桿(6)的中心孔固定在底盤(1)的中心上；小磁針(3)的正上方對應(yīng)的支架(2)處固定一垂直于支架(2)的水平轉(zhuǎn)軸(4)，將一端打孔的導(dǎo)體桿(5)懸掛在水平轉(zhuǎn)軸(4)上，導(dǎo)體桿(5)可以在平行于支架(2)的平面內(nèi)自由擺動，導(dǎo)體桿(5)的打孔端與一柔軟導(dǎo)線(8)連接在毫伏表(7)的電壓輸入接口。實現(xiàn)了在地磁場中，導(dǎo)體運動速度的自動改變來演示動生電動勢的新方法。
文檔編號G09B23/18GK102222436SQ20111015708
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者吳子敬, 梁帥, 梁法庫, 艾瑞波 申請人:齊齊哈爾大學(xué)