專利名稱：杠桿式平行導(dǎo)線電學(xué)演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種對教材給予目視顯示的電操作教具，特別涉及一種兩載流平行導(dǎo)線間相互作用力演示儀。
電流強(qiáng)度單位“安培”是利用兩根平行直導(dǎo)線通過電流時(shí)，直導(dǎo)線間產(chǎn)生相互作用力的規(guī)律進(jìn)行定義的。在物理學(xué)教學(xué)中，演示兩平行直導(dǎo)線兩者通過同向電流相互吸引、通過反向電流則相互排斥的現(xiàn)象是必要的，現(xiàn)實(shí)中這種相互吸或相斥的作用力極其微弱，以至難以克服導(dǎo)線自身重量和具有運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí)隨之產(chǎn)生的摩擦阻力，因此利用兩根直導(dǎo)線通電演示相吸、相斥現(xiàn)象具有一定的難度。
現(xiàn)有方案是采用兩根靠得很近的金屬箔帶充當(dāng)直導(dǎo)線，觀察其通電時(shí)的相吸、相斥現(xiàn)象?，F(xiàn)有方案的缺陷是(1)金屬箔帶只能松弛地垂直布置，不能繃得很緊很直，讓它們在通電時(shí)能變形，才能以顯示相互間的作用，變形后的箔帶呈弧線狀，電流通過方向相同時(shí)，弧線凸部相對，電流方向相反時(shí)，弧線凸部相背，為此不能反映出兩導(dǎo)線通電時(shí)相互間作用的真實(shí)性；(2)不能定量計(jì)量出相互作用力的大小。
本實(shí)用新型的目的是提供一種杠桿式平行直導(dǎo)線電學(xué)演示儀，直接采用直導(dǎo)線演示，能減少摩擦力，克服導(dǎo)線自重的影響，載流時(shí)導(dǎo)線不變形，可對載流導(dǎo)線間作用力大小進(jìn)行計(jì)量。
本演示儀包括直流電源，支架，平行導(dǎo)線，其特征是該演示儀由直流電源、支架1、直導(dǎo)線A、B、杠桿2、刀口3、重心調(diào)節(jié)裝置4、吊線5、平衡錘6、6′、接線柱7、7′8、8′、以及游碼F組成，其中支架1上設(shè)有兩個(gè)用于布置直導(dǎo)線A、B的豎向槽1′、和一個(gè)擱置刀口3用的平臺(tái)1″，杠桿2的一端設(shè)有與桿身正交的空心管，其另一端分別設(shè)有粗螺紋、細(xì)螺紋以及判讀游碼F示重的刻度，其下部設(shè)有調(diào)整杠桿重心高度的重心調(diào)節(jié)裝置4，與杠桿2固定連接的刀口3置于平臺(tái)1″上，平衡錘6、6′采用大小螺母，分別布置在杠桿2上的粗細(xì)螺紋處，游碼F置于刻度上，直導(dǎo)線B水平地固定在豎向槽1′內(nèi)，直導(dǎo)線A由穿過杠桿2的空心管的吊線5懸掛于直導(dǎo)線B上方，直導(dǎo)線A和直導(dǎo)線B相互平行，其兩端分別與直流電源正負(fù)極連接。上述的重心調(diào)節(jié)裝置4由弧狀體、螺釘和調(diào)節(jié)錘構(gòu)成，該弧狀體兩端與杠桿2固定連接，調(diào)節(jié)錘通過螺釘固定在弧狀體上。調(diào)節(jié)錘采用螺母，用于調(diào)節(jié)重心的高度。電源線通過接線柱7、7′8、8′接到直導(dǎo)線A、B的端部，其中接線柱7、7′至直導(dǎo)線A端部的線段采用柔性導(dǎo)線。
本演示儀的調(diào)試步驟1.游碼F置于杠桿2上刻度零處，粗調(diào)平衡錘6，使杠桿2保持水平并平衡，再細(xì)調(diào)平衡錘6′，使杠桿達(dá)到精確平衡；2.調(diào)節(jié)重心調(diào)節(jié)裝置4，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)錘處于適當(dāng)?shù)母叨龋链禋鈺r(shí)杠桿立即擺動(dòng)為止；3.測定直導(dǎo)線A、B的長度和相互間距離；4.接通電源，記錄其電流量值；5.移動(dòng)游碼F，使杠桿2重新達(dá)到精確平衡，刻度單位為mg，此時(shí)刻度值為平行導(dǎo)線通電時(shí)的相互作用力。
同現(xiàn)有方案比較，本演示儀具有以下優(yōu)點(diǎn)1.可以直接地采用直導(dǎo)線進(jìn)行演示，能真實(shí)地反映出平行導(dǎo)線通電時(shí)產(chǎn)生的物理現(xiàn)象；2.可以定量計(jì)量出兩平行直導(dǎo)線通電時(shí)相互間作用力的大小，在通電后移動(dòng)游碼位置，使兩平行導(dǎo)線恢復(fù)到未通電時(shí)的相對位置，此時(shí)的刻度值即相互作用力大??；3.設(shè)有微調(diào)裝置，靈敏度高。


圖1是本演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
實(shí)施例1一種杠桿式平行導(dǎo)線電學(xué)演示儀，采用
圖1的結(jié)構(gòu)，直導(dǎo)線A、B為直徑3mm的空心銅管，長度為600mm，通電前直導(dǎo)線A和直導(dǎo)線B間相互平行，杠桿2長度為300mm，游碼F置于刻度零，調(diào)節(jié)平衡錘6、6′和調(diào)節(jié)錘，此時(shí)杠桿2達(dá)到精確平衡，直導(dǎo)線A、B間距離為5mm。直流電源為5V、10A，反方向通電時(shí)，直導(dǎo)線A、B相互排斥，直導(dǎo)線A上升，直導(dǎo)線A、B間距變?yōu)?0mm，向左移動(dòng)游碼F至杠桿2重新平衡，刻度顯示直導(dǎo)線A、B相互排斥力為2.4mg。
實(shí)施例2采用實(shí)施例1的演示儀，游碼F置于刻度零，調(diào)節(jié)吊線5的長度，同時(shí)調(diào)節(jié)平衡錘6、6′和調(diào)節(jié)錘，使杠桿2水平并精確平衡，平行直導(dǎo)線A、B間的距離為50mm。平行直導(dǎo)線A、B同方向通電后，產(chǎn)生相互吸引，游碼F向右移動(dòng)至杠桿2重新平衡，刻度顯示平行直導(dǎo)線A、B相互吸引力為0.24mg。
權(quán)利要求1.一種杠桿式平行導(dǎo)線電學(xué)演示儀，包括直流電源，支架，平行導(dǎo)線，其特征在于該演示儀由直流電源、支架(1)、直導(dǎo)線A、B、杠桿(2)、刀口(3)、重心調(diào)節(jié)裝置(4)、吊線(5)、平衡錘(6、6′)、接線柱(7、7′)(8、8′)、以及游碼F組成，其中支架(1)上設(shè)有兩個(gè)用于布置直導(dǎo)線A、B的豎向槽(1′)和一個(gè)擱置刀口(3)用的平臺(tái)(1″)，杠桿(2)的一端設(shè)有與桿身正交的空心管，其另一端分別設(shè)有粗螺紋、細(xì)螺紋以及判讀游碼F示重的刻度，其下部設(shè)有調(diào)整杠桿(2)重心高度的重心調(diào)節(jié)裝置(4)，與杠桿(2)固定連接的刀口(3)置于平臺(tái)(1″)上，平衡錘(6、6′)采用大小螺母，布置在杠桿(2)上的螺紋處，游碼F置于刻度上，直導(dǎo)線B水平地固定在豎向槽(1′)內(nèi)，直導(dǎo)線A由穿過杠桿(2)的空心管的吊線(5)懸掛于直導(dǎo)線B上方，直導(dǎo)線A和B相互平行，其兩端分別與直流電源正負(fù)極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的演示儀，其特征在于所述的重心調(diào)節(jié)裝置(4)由弧狀體、螺釘和調(diào)節(jié)錘構(gòu)成，該弧狀體兩端與杠桿(2)固定連接，調(diào)節(jié)錘通過螺釘固定在弧狀體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的演示儀，其特征在于直導(dǎo)線A的兩個(gè)端部至接線柱(7、7′)之間的線段采用柔性導(dǎo)線。
專利摘要一種杠桿式平行導(dǎo)線電學(xué)演示儀，其特征是平行導(dǎo)線采用直導(dǎo)線A、B，其活動(dòng)直導(dǎo)線A通過吊線5懸掛在杠桿2端部，杠桿2的另一端設(shè)有平衡錘6、6′及示重游碼F。本演示儀可作為大學(xué)、中學(xué)物理學(xué)的基本教具之一，用于真實(shí)地演示或計(jì)量兩載流平行直導(dǎo)線間相互作用力。
文檔編號G09B23/00GK2187823SQ93226688
公開日1995年1月18日 申請日期1993年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月6日
發(fā)明者冷光堯 申請人:浙江大學(xué)