本發(fā)明涉及一種物理實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法，具體地說是采用了鐵磁體和鐵屑，能夠進(jìn)行鐵磁體磁化并且吸引鐵屑的演示設(shè)備，屬于教學(xué)儀器領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

巴涅特效應(yīng)是一種可以使鐵磁體磁化的方式，當(dāng)鐵磁體繞軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，鐵磁體磁化，出現(xiàn)平行于旋轉(zhuǎn)軸的磁力線，對于了解磁化的概念和原因有很大的幫助，是中學(xué)生課外拓展課程中可以掌握的一種效應(yīng)，但在教學(xué)中，缺少一種能夠直觀準(zhǔn)確感受巴涅特效應(yīng)并且進(jìn)行拓展性探索的儀器來滿足學(xué)生對該效應(yīng)的理解。此為現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種物理實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法，用于教學(xué)演示巴涅特效應(yīng)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種物理實(shí)驗(yàn)裝置，包括底板,其特征是：所述底板的上表面固定連接有第一左支架、第一右支架、第二左支架、第二右支架、立架和轉(zhuǎn)盤支架，所述第一左支架和所述第一右支架之間設(shè)有第一旋轉(zhuǎn)軸，所述第一旋轉(zhuǎn)軸的右端設(shè)置有軸環(huán)，所述第一旋轉(zhuǎn)軸穿過所述第一左支架固定連接連桿，所述連桿固定連接有把手，所述第一旋轉(zhuǎn)軸的左端設(shè)有第一齒輪和第二齒輪，所述第二左支架和所述第二右支架之間的第二旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有第三齒輪、第四齒輪和鐵磁體，所述立架環(huán)套能夠升降的立板的左側(cè)邊，所述立板的頂端固定連接有水平板，所述水平板上設(shè)置有放屑盒，所述立板的右側(cè)邊設(shè)有凹槽，所述轉(zhuǎn)盤支架上通過銷軸鉸接有方形轉(zhuǎn)盤，所述放行轉(zhuǎn)盤的四角上設(shè)置有與所述凹槽配合使用的撥動塊。

作為對本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述第一齒輪位于所述第二齒輪的左側(cè)，所述第三齒輪位于所述第四齒輪的左側(cè)，所述鐵磁體位于所述第四齒輪的右側(cè)，所述第一齒輪和所述第三齒輪配合使用，所述第二齒輪與所述第四齒輪配合使用。

作為對本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述立架的一側(cè)設(shè)置有固定螺栓。

一種采用權(quán)利要求1的物理實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)方法，其特征是：包括如下步驟：

(1)鐵屑均勻的放置在放屑盒中，快速的轉(zhuǎn)動把手一段時(shí)間后，鐵磁體獲得一定轉(zhuǎn)速并旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間，旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間后將放屑盒左右水平晃動，觀察到鐵屑受到吸引并沿著一些直線分布這些直線與第二旋轉(zhuǎn)軸的軸線平行；

(2)松開固定螺栓，轉(zhuǎn)動方形轉(zhuǎn)盤使其立板上升或者下降一定的高度，從而改變放屑盒的高度，讓學(xué)生觀察鐵屑在距離鐵磁體不同高度時(shí)磁場的強(qiáng)弱變化；

(3)使用兩個(gè)相同的該裝置進(jìn)行過對比實(shí)驗(yàn)，使用不同的齒輪進(jìn)行嚙合，一組使用第一齒輪和第三齒輪嚙合，另一組使用第二齒輪和第四齒輪嚙合，觀察旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，在放屑處于同一高度的情況下，鐵屑的分布情況來判斷轉(zhuǎn)速對于鐵磁體獲得的磁場強(qiáng)弱的影響。

該發(fā)明的有益之處是，通過鐵磁體的轉(zhuǎn)動使其磁化，并利用鐵屑來顯示其磁感線的方向，簡單易懂，使得學(xué)生可以很輕松的理解巴涅特效應(yīng)，并且對磁化的概念和原理進(jìn)行理解。利用大齒輪和小齒輪的嚙合將把手輸入的轉(zhuǎn)速擴(kuò)大一定的倍數(shù)再傳遞給鐵磁體，使得鐵磁體獲得較高的轉(zhuǎn)速；采用兩組不同傳動比的齒輪可以在使用者轉(zhuǎn)動速度不變的情況下改變鐵磁體的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)動方形轉(zhuǎn)盤使其立板上升或者下降一定的高度，讓學(xué)生觀察鐵屑在距離鐵磁體不同高度時(shí)磁場的強(qiáng)弱變化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖。

圖3為本發(fā)明的底板及立架等結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、放屑盒；2、鐵屑；3、水平板；4、凹槽；5、立板；6、方形轉(zhuǎn)盤；7、轉(zhuǎn)盤支架；8、第二旋轉(zhuǎn)軸；9、第二右支架；10、第一右支架；11、軸環(huán)；12、第一旋轉(zhuǎn)軸；13、底板；14、第二左支架；15、第一左支架；16、第二齒輪；17、連桿；18、把手；19、鐵磁體；20、第一齒輪；21、第三齒輪；22、第四齒輪；23、立架；24、固定螺栓，25、撥動塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

如圖1-圖3，本發(fā)明包括底板13,所述底板13的上表面固定連接有第一左支架15、第一右支架10、第二左支架14、第二右支架9、立架23和轉(zhuǎn)盤支架7，所述第一左支架15和所述第一右支架10之間設(shè)有第一旋轉(zhuǎn)軸12，所述第一旋轉(zhuǎn)軸12的右端設(shè)置有軸環(huán)11，所述第一旋轉(zhuǎn)軸12穿過所述第一左支架15固定連接連桿17，所述連桿17固定連接有把手18，所述第一旋轉(zhuǎn)軸12的左端設(shè)有第一齒輪20和第二齒輪16，所述第二左支架14和所述第二右支架9之間的第二旋轉(zhuǎn)軸8上設(shè)有第三齒輪21、第四齒輪22和鐵磁體19，所述立架23環(huán)套能夠升降的立板5的左側(cè)邊，所述立板5的頂端固定連接有水平板3，所述水平板3上設(shè)置有放屑盒1，所述放屑盒1內(nèi)放置鐵屑2，所述立板的右側(cè)邊設(shè)有凹槽，所述轉(zhuǎn)盤支架上通過銷軸(圖中未示出)鉸接有方形轉(zhuǎn)盤，所述放行轉(zhuǎn)盤的四角上設(shè)置有與所述凹槽配合使用的撥動塊25。每次轉(zhuǎn)動時(shí)，撥動塊25恰好位于凹槽4內(nèi)，方形轉(zhuǎn)盤6和凹槽4的配合使用可以使得每次轉(zhuǎn)動方形轉(zhuǎn)盤90度時(shí)，立板5上升或下降同樣的距離

所述水平板3和所述放屑盒1的材質(zhì)為塑料。所述第一齒輪20位于所述第二齒輪16的左側(cè)，所述第三齒輪21位于所述第四齒輪22的左側(cè)，所述鐵磁體19位于所述第四齒輪22的右側(cè)，所述第一齒輪20和所述第三齒輪21配合使用，所述第二齒輪16與所述第四齒輪22配合使用。所述立架23的一側(cè)設(shè)置有固定螺栓24，固定螺栓24擰緊后頂部頂住立板5進(jìn)行固定。所述第一齒輪20、第二齒輪16的、所述第三齒輪21和第四齒輪22的直徑均不相同，通過不同直徑的齒輪進(jìn)行嚙合，獲取鐵磁體19不同的轉(zhuǎn)速。

工作原理：在對學(xué)生進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以將鐵屑2均勻的放置在放屑盒1中，快速的轉(zhuǎn)動把手18一段時(shí)間后，鐵磁體19獲得一定轉(zhuǎn)速并旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間，旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間后將放屑盒1左右水平晃動，觀察到鐵屑2受到吸引并沿著一些直線分布，這些直線與第二旋轉(zhuǎn)軸8的軸線平行。松開固定螺栓25，轉(zhuǎn)動方形轉(zhuǎn)盤6使其立板上升或者下降一定的高度，從而改變放屑盒的高度，讓學(xué)生觀察鐵屑2在距離鐵磁體19不同高度時(shí)磁場的強(qiáng)弱變化。使用兩個(gè)相同的該裝置進(jìn)行過對比實(shí)驗(yàn)，使用不同的齒輪進(jìn)行嚙合，一組使用第一齒輪20和第三齒輪21嚙合，另一組使用第二齒輪16和第四齒輪22嚙合，觀察旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，在放屑盒1處于同一高度的情況下，鐵屑2的分布情況來判斷轉(zhuǎn)速對于鐵磁體19獲得的磁場強(qiáng)弱的影響。

對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，在不脫離本發(fā)明的原理與精神的情況下，對實(shí)施方式所進(jìn)行的改變、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。