安培力綜合實(shí)驗(yàn)探究平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種安培力綜合實(shí)驗(yàn)探究平臺(tái)，屬于教育或演示用具；特別是用于演示電磁學(xué)中安培力的實(shí)驗(yàn)裝置。該安培力綜合實(shí)驗(yàn)探究平臺(tái)，其特征是：包括支架，顯示安培力存在的電磁運(yùn)動(dòng)裝置，提供磁場(chǎng)的永磁裝置，所述的電磁運(yùn)動(dòng)裝置由放置在金屬雙導(dǎo)軌的軌道小車和安裝在軌道小車尾部方形線圈組成，所述的提供磁場(chǎng)的永磁裝置為放置在上平板左端的U形磁鐵組件，U形磁鐵組件開口向右平放在位于上平板的長(zhǎng)度中心線上的凹槽內(nèi)，一個(gè)磁極在上，另一個(gè)磁極在下，上方磁極可穿過方形線圈。本實(shí)用新型可以驗(yàn)證左手定則，特別是通過控制變量法，定性的驗(yàn)證安培力、磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流、導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系。是一種形象直觀、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的新型教具。
【專利說明】安培力綜合實(shí)驗(yàn)探究平臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于教育或演示用具；特別是用于探究、演示電磁學(xué)中安培力的實(shí)驗(yàn)
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]有關(guān)安培力的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)并不多，尤其是很成功的分組實(shí)驗(yàn)就更少見。學(xué)生普遍停留在空間想象層面上，很少通過實(shí)驗(yàn)，親自經(jīng)歷和體驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室有關(guān)安培力的傳統(tǒng)演示器材，即通電方形線圈掛于鐵架臺(tái)上，磁鐵靠近，觀察線圈擺動(dòng)。該實(shí)驗(yàn)器材太簡(jiǎn)易，很不方便操作，很難定格空間位置，對(duì)有關(guān)安培力空間方位的問題分析造成很大的困難，且控制變量法無法全面體現(xiàn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了克服現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備功能單一，不方便操作，空間方位不易定格，不適合中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究使用的不足，本實(shí)用新型提供一種安培力綜合實(shí)驗(yàn)探究平臺(tái)，該安培力綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不僅可以完成以軌道小車為載體的方形線圈在安培力作用下的加速運(yùn)動(dòng)，并定格空間方位，驗(yàn)證左手定則，特別是可以通過控制變量法，定性的驗(yàn)證安培力、磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流、導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系，效果非常顯著。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種安培力綜合實(shí)驗(yàn)探究平臺(tái)，其特征是:包括支架，顯示安培力存在的電磁運(yùn)動(dòng)裝置，提供磁場(chǎng)的永磁裝置，
[0005]所述的支架包括底座、安裝在底座上的支架立板連接著兩立板的上平板、底板和安裝在底板下方的器械箱。
[0006]所述的電磁運(yùn)動(dòng)裝置由放置在金屬雙導(dǎo)軌的軌道小車和安裝在軌道小車尾部方形線圈組成，方形線圈兩端頭與軌道小車車輪、金屬雙導(dǎo)軌、鱷魚夾、導(dǎo)線、開關(guān)、學(xué)生電源依次電連接，所述的金屬雙導(dǎo)軌為位于上平板表面相互絕緣的兩平行的金屬板。
[0007]所述的提供磁場(chǎng)的永磁裝置為放置在上平板左端的U形磁鐵組件，U形磁鐵組件開口向右平放在位于上平板的長(zhǎng)度中心線上的凹槽內(nèi)，一個(gè)磁極在上，另一個(gè)磁極在下，上方磁極可穿過方形線圈。
[0008]所述的上平板的側(cè)邊固定著刻度尺。
[0009]所述的U形磁鐵組件包括兩塊并列的大U形磁鐵或一獨(dú)立塊大U形磁鐵或兩塊并列的小U形磁鐵。
[0010]所述的上平板左端的支架立板上裝有水平緩沖彈簧。
[0011]所述的軌道小車左右兩側(cè)的輪子彼此絕緣，前后金屬車軸都是用絕緣材料對(duì)接。
[0012]本實(shí)用新型的使用方法是:
[0013]1.通過控制變量法，定性的驗(yàn)證安培力、磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流、導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系:
[0014](I)用兩塊并列大U形磁鐵放在位于上平板的長(zhǎng)度中心線上凹槽內(nèi)，將軌道小車放在靠近磁鐵一端，并讓磁鐵的一極穿過方形線圈，學(xué)生電源電壓調(diào)至16V，閉合開關(guān)，則電源、金屬雙軌道、線圈、小車兩后輪即形成閉合回路，方形線圈的水平邊因受安培力，而使軌道小車加速，依次將電壓調(diào)至12V、10V、8V、6V分別觀察軌道小車的運(yùn)動(dòng)情況，并分別記錄其滑行的距離。
[0015](2)用兩塊并列小U形磁鐵，重復(fù)上述操作。
[0016](3)用一塊獨(dú)立大U形磁鐵，重復(fù)上述操作。
[0017]2.驗(yàn)證左手定則:
[0018](I)用兩塊并列大U形磁鐵放在位于上平板的長(zhǎng)度中心線上凹槽內(nèi)，將軌道小車放在靠近磁鐵一端，并讓磁鐵的一極穿過方形線圈，學(xué)生電源電壓調(diào)至16V，閉合開關(guān)，則電源、金屬雙軌道、線圈、小車兩后輪即形成閉合回路，方形線圈的水平邊因受安培力，而使加速器加速，根據(jù)磁極明確磁場(chǎng)方向、根據(jù)電源極性及線圈的繞向，明確通過線圈水平邊的電流的方向、根據(jù)小車的加速方向明確線圈水平邊所受安培力的方向，看著相關(guān)器材的空間方位，輕松確認(rèn)相關(guān)物理量的方向，從而探究、驗(yàn)證左手定則。
[0019](2)改變磁場(chǎng)方向，重復(fù)上述操作，再驗(yàn)證。
[0020](3)改變電流方向，重復(fù)上述操作，再驗(yàn)證。
[0021]本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)驗(yàn)探究平臺(tái)可以完成以軌道小車為載體，方形線圈在安培力作用下的加速運(yùn)動(dòng)，并定格空間方位，方形線圈是通過增加匝數(shù)來有效的放大電流，從而增強(qiáng)安培力的顯示效果的，線圈的匝數(shù)多達(dá)600多匝，放大思想是物理創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要思路，該思想在本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中得到充分的體現(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)探究平臺(tái)可以驗(yàn)證左手定則，特別是通過控制變量法，定性的驗(yàn)證安培力、磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流、導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系。設(shè)備形象直觀、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、大方，為中學(xué)物理學(xué)教學(xué)提供了一種新型教具。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0023]圖2為圖1的俯視圖。
[0024]圖中，1.底座，2.金屬雙軌道，3.U形磁鐵組件，4.方形線圈，5.軌道小車，6.刻度尺，7.鱷魚夾，8.緩沖彈簧，9.學(xué)生電源，10.底板，11.開關(guān)，12.器械箱，13.支架立板。

【具體實(shí)施方式】
[0025]本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】是，如圖所示:
[0026]實(shí)施例1，一種安培力綜合實(shí)驗(yàn)探究平臺(tái)，其特征是:包括支架，顯示安培力存在的電磁運(yùn)動(dòng)裝置，提供磁場(chǎng)的永磁裝置，
[0027]所述的支架包括底座1、安裝在底座上的支架立板13連接著兩立板的上平板、底板10和安裝在底板下方的器械箱12。
[0028]所述的電磁運(yùn)動(dòng)裝置由放置在金屬雙導(dǎo)軌2的軌道小車5和安裝在軌道小車尾部方形線圈4組成，方形線圈兩端頭與軌道小車車輪、金屬雙導(dǎo)軌、鱷魚夾7、導(dǎo)線、開關(guān)11、學(xué)生電源9依次電連接，所述的金屬雙導(dǎo)軌為位于上平板表面相互絕緣的兩平行的金屬板。
[0029]所述的提供磁場(chǎng)的永磁裝置為放置在上平板左端的U形磁鐵組件3，U形磁鐵組件開口向右平放在位于上平板的長(zhǎng)度中心線上的凹槽內(nèi)，一個(gè)磁極在上，另一個(gè)磁極在下，上方磁極可穿過方形線圈。
[0030]實(shí)施例2，一種安培力綜合實(shí)驗(yàn)探究平臺(tái)，其特征是:包括支架，顯示安培力存在的電磁運(yùn)動(dòng)裝置，提供磁場(chǎng)的永磁裝置，
[0031]所述的支架包括底座1、安裝在底座上的支架立板13連接著兩立板的上平板、底板10和安裝在底板下方的器械箱12。
[0032]所述的電磁運(yùn)動(dòng)裝置由放置在金屬雙導(dǎo)軌2的軌道小車5和安裝在軌道小車尾部方形線圈4組成，方形線圈兩端頭與軌道小車車輪、金屬雙導(dǎo)軌、鱷魚夾7、導(dǎo)線、開關(guān)11、學(xué)生電源9依次電連接，所述的金屬雙導(dǎo)軌為位于上平板表面相互絕緣的兩平行的金屬板。
[0033]所述的提供磁場(chǎng)的永磁裝置為放置在上平板左端的U形磁鐵組件3，U形磁鐵組件開口向右平放在位于上平板的長(zhǎng)度中心線上的凹槽內(nèi)，一個(gè)磁極在上，另一個(gè)磁極在下，上方磁極可穿過方形線圈。
[0034]所述的上平板的側(cè)邊固定著刻度尺6。
[0035]所述的U形磁鐵組件包括兩塊并列的大U形磁鐵或一獨(dú)立塊大U形磁鐵或兩塊并列的小U形磁鐵。
[0036]所述的上平板左端的支架立板上裝有水平緩沖彈簧8。
[0037]所述的軌道小車左右兩側(cè)的輪子彼此絕緣，前后金屬車軸都是用絕緣材料對(duì)接。
【權(quán)利要求】
1.一種安培力綜合實(shí)驗(yàn)探究平臺(tái)，其特征是:包括支架，顯示安培力存在的電磁運(yùn)動(dòng)裝置，提供磁場(chǎng)的永磁裝置， 所述的支架包括底座、安裝在底座上的支架立板連接著兩立板的上平板、底板和安裝在底板下方的器械箱， 所述的電磁運(yùn)動(dòng)裝置由放置在金屬雙導(dǎo)軌的軌道小車和安裝在軌道小車尾部方形線圈組成，方形線圈兩端頭與軌道小車車輪、金屬雙導(dǎo)軌、鱷魚夾、導(dǎo)線、開關(guān)、學(xué)生電源依次電連接，所述的金屬雙導(dǎo)軌為位于上水平板表面相互絕緣的兩平行的金屬板，金屬雙導(dǎo)軌上分別連接著鱷魚夾， 所述的提供磁場(chǎng)的永磁裝置為放置在上平板左端的U形磁鐵組件，U形磁鐵組件開口向右平放在位于上平板的長(zhǎng)度中心線上的凹槽內(nèi)，一個(gè)磁極在上，另一個(gè)磁極在下，上方磁極可穿過方形線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安培力綜合實(shí)驗(yàn)探究平臺(tái)，其特征是:所述的上平板的側(cè)邊固定著刻度尺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安培力綜合實(shí)驗(yàn)探究平臺(tái)，其特征是:所述的U形磁鐵組件包括兩塊并列的大U形磁鐵或一獨(dú)立塊大U形磁鐵或兩塊并列的小U形磁鐵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安培力綜合實(shí)驗(yàn)探究平臺(tái)，其特征是:所述的上平板右端的支架立板上裝有水平緩沖彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安培力綜合實(shí)驗(yàn)探究平臺(tái)，其特征是:所述的軌道小車左右兩側(cè)的輪子彼此絕緣，前后金屬車軸都是用絕緣材料對(duì)接。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK203941646SQ201420366608
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】張新宇, 李克, 李懷強(qiáng) 申請(qǐng)人:張新宇