一種物理多功能實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物理領(lǐng)域，具體涉及一種物理多功能實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]物理學(xué)習(xí)涉及力學(xué)、電磁學(xué)，其中力學(xué)主要有重力、彈力以及對(duì)應(yīng)的重力勢能、彈力勢能，還有重力勢能、彈力勢能以及機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換，而電磁學(xué)中較重要的是電生磁、磁生電，電生磁時(shí)磁場方向、磁場強(qiáng)弱受什么的影響等，均是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)難點(diǎn)，尤其是導(dǎo)體在磁場中同時(shí)遇到重力勢能、彈力勢能的情況下，不能直觀的觀察其不同點(diǎn)，也不能準(zhǔn)確的計(jì)算出各能量之間的轉(zhuǎn)換，學(xué)生就不容易理解，不易掌握。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服所述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種物理多功能實(shí)驗(yàn)裝置，整體裝置結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)能環(huán)保，能直觀展示重力勢能與動(dòng)能、動(dòng)能與彈力勢能之間轉(zhuǎn)換，展示影響電磁鐵的磁場的方向和強(qiáng)度的因素，展示電磁鐵磁場分布情況以及在磁場作用下導(dǎo)電體的運(yùn)動(dòng)軌跡差異，并能提供數(shù)據(jù)參考。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種物理多功能實(shí)驗(yàn)裝置，包括運(yùn)動(dòng)物、箱體、電磁鐵、太陽能發(fā)電裝置、永久性磁鐵，所述運(yùn)動(dòng)物包括拋物、勢能物，所述拋物設(shè)為軟鐵棒，軟鐵棒的一端設(shè)有磁性棒，所述勢能物設(shè)為軟鐵塊，所述箱體底面設(shè)為正方形結(jié)構(gòu)，所述箱體上設(shè)有箱蓋，所述箱蓋上表面設(shè)有展示臺(tái)、拋物電磁鐵定位槽、勢能物電磁鐵定位槽，所述展示臺(tái)為透明玻璃或塑料材質(zhì)，所述展示臺(tái)上設(shè)有可旋轉(zhuǎn)磁針，展示臺(tái)與箱蓋上表面之間設(shè)有腔體，腔體內(nèi)設(shè)有鐵肩，所述箱蓋下表面與拋物電磁鐵定位槽、勢能物電磁鐵定位槽對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有拋物定位槽、勢能物定位槽，所述箱體底面上設(shè)有彈簧裝置一、彈簧裝置二、背板，所述彈簧裝置一設(shè)在勢能物定位槽的正下方，所述背板中間設(shè)有磁性畫板，背板的一側(cè)上端設(shè)有平拋軌道，平拋軌道位于箱蓋拋物定位槽的下面，所述箱體上一個(gè)側(cè)面設(shè)有一排均勻的激光發(fā)射器，相對(duì)的另一個(gè)側(cè)面設(shè)有一排均勻分布的光電二極管，所述激光發(fā)射器和光電二極管對(duì)應(yīng)，所述箱體四個(gè)側(cè)面外側(cè)底部設(shè)有可容納永久性磁鐵的永久性磁鐵定位槽；
[0005]所述激光發(fā)射器和光電二極管分別通過信號(hào)線路與控制器相連，控制器內(nèi)設(shè)有時(shí)鐘芯片、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、電源模塊，控制器上設(shè)有顯示器、控制器開關(guān)；
[0006]所述太陽能發(fā)電裝置包括底座以及設(shè)在底座上的太陽能電池板，所述底座內(nèi)設(shè)有蓄電池、轉(zhuǎn)換控制電路、充電控制電路、輸出控制電路，所述底座上設(shè)有正極連接口、負(fù)極連接口、電源開關(guān)；
[0007]所述電磁鐵放置于拋物電磁鐵定位槽或勢能物電磁鐵定位槽內(nèi)，所述電磁鐵分別通過導(dǎo)線與太陽能發(fā)電裝置的正極連接口、負(fù)極連接口相連形成回路。
[0008]進(jìn)一步，所述永久性磁鐵設(shè)有兩塊。
[0009]進(jìn)一步，所述電磁鐵至少設(shè)有兩種不同的線圈匝數(shù)，便于展示線圈匝數(shù)對(duì)磁場強(qiáng)度的影響。
[0010]進(jìn)一步，所述背板在箱體內(nèi)可移動(dòng)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要移動(dòng)到合適位置。
[0011]進(jìn)一步，所述彈簧裝置一包括彈簧一以及設(shè)在彈簧一一端的托盤一，所述彈簧一垂直于箱體底面。
[0012]進(jìn)一步，所述彈簧裝置二包括彈簧二、托盤二、支撐桿、角度盤，角度盤的圓心通過緊固螺栓與支撐桿的一端相連，所述支撐桿的另一端設(shè)有彈簧二，支撐桿與彈簧二的中心線在一條直線上，所述支撐桿內(nèi)設(shè)有固定電磁鐵，所述彈簧二的另一端設(shè)有托盤二，托盤二設(shè)為半圓筒形，半圓筒的內(nèi)直徑與拋物的直徑相匹配，防止傾斜時(shí)拋物掉落，所述電磁鐵兩端設(shè)有引出線。
[0013]進(jìn)一步，所述太陽能電池板通過轉(zhuǎn)換控制電路、充電控制電路與蓄電池相連，蓄電池通過輸出電路與正極連接口、負(fù)極連接口相連，所述電源開關(guān)設(shè)在輸出電路與負(fù)極連接口或者正極連接口之間，所述轉(zhuǎn)換控制電路上設(shè)有穩(wěn)壓二極管，充電控制電路設(shè)有防反沖二極管、過充電保護(hù)電路，輸出電路上設(shè)有防短路保護(hù)電路、過放電保護(hù)電路。
[0014]進(jìn)一步，所述電磁鐵與太陽能發(fā)電裝置之間的回路上設(shè)有可變電阻，可通過調(diào)節(jié)可變電阻，從而電磁鐵與太陽能發(fā)電裝置之間回路的電流，電磁鐵的磁場強(qiáng)度隨之改變。
[0015]進(jìn)一步，當(dāng)箱蓋扣合在箱體上時(shí)，所述彈簧裝置一、彈簧裝置二、激光發(fā)射器、光電二極管以及拋物電磁鐵定位槽、勢能物電磁鐵定位槽的中心線在同一平面上。
[0016]本發(fā)明具有以下有益效果:結(jié)構(gòu)簡單，利用太陽能提供電能，增加實(shí)驗(yàn)的趣味性，展示臺(tái)將鐵肩封閉在腔體內(nèi)，防止外揚(yáng)，污染環(huán)境，整體設(shè)計(jì)節(jié)能環(huán)保；能直觀展示重力勢能與動(dòng)能、動(dòng)能與彈力勢能之間轉(zhuǎn)換，展示影響電磁鐵的磁場的方向和強(qiáng)度的因素，展示電磁鐵磁場分布情況以及在磁場作用下導(dǎo)電體的運(yùn)動(dòng)軌跡差異，并能提供數(shù)據(jù)參考，將直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與具體的數(shù)值聯(lián)系起來，有利于學(xué)生理解學(xué)習(xí)；實(shí)驗(yàn)中利用電磁鐵對(duì)拋物的吸引力，切斷電源后，電磁鐵磁力消失，拋物能自由下落，不會(huì)受到其他作用力的影響，保證每個(gè)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性、重復(fù)性不受干擾。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明箱蓋的俯視圖。
[0019]圖中，I箱體，2箱蓋，21拋物電磁鐵定位槽，211拋物定位槽，22展示臺(tái)，221可旋轉(zhuǎn)磁針，23鐵肩，24勢能物電磁鐵定位槽，241勢能物定位槽，3背板，31平拋軌道，32磁性畫板，4激光發(fā)射器，5彈簧裝置二，51支撐桿，52緊固螺栓，53角度盤，54彈簧二，55托盤二，56引出線，6彈簧裝置一，61彈簧一，62托盤一，7光電二極管，81拋物，82勢能物，9電磁鐵，10可變電阻，11太陽能發(fā)電裝置，111太陽能電池板，112底座，113電源開關(guān)，114負(fù)極連接口，115正極連接口，12控制器，13永久性磁鐵定位槽，14永久性磁鐵。
【具體實(shí)施方式】
[0020]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021]根據(jù)圖1、圖2所示的一種物理多功能實(shí)驗(yàn)裝置，包括運(yùn)動(dòng)物、箱體1、電磁鐵9、太陽能發(fā)電裝置11、永久性磁鐵14，所述運(yùn)動(dòng)物包括拋物81、勢能物82，所述拋物81設(shè)為軟鐵棒，軟鐵棒的一端設(shè)有磁性棒，所述勢能物82設(shè)為軟鐵塊，所述箱體I底面設(shè)為正方形結(jié)構(gòu)，所述箱體I上設(shè)有箱蓋2，所述箱蓋2上表面設(shè)有展示臺(tái)22、拋物電磁鐵定位槽21、勢能物電磁鐵定位槽24，所述展示臺(tái)22為透明玻璃或塑料材質(zhì)，所述展示臺(tái)22上設(shè)有可旋轉(zhuǎn)磁針221，展示臺(tái)22與箱蓋2上表面之間設(shè)有腔體，腔體內(nèi)設(shè)有鐵肩23，所述箱蓋2下表面與拋物電磁鐵定位槽21、勢能物電磁鐵定位槽24對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有拋物定位槽211、勢能物定位槽241，所述箱體I底面上設(shè)有彈簧裝置一 6、彈簧裝置二 5、背板3，所述彈簧裝置一 6設(shè)在勢能物定位槽241的正下方，所述背板3中間設(shè)有磁性畫板32，背板3的一側(cè)上端設(shè)有平拋軌道，平拋軌道位于箱蓋2拋物定位槽211的下面，所述箱體I上一個(gè)側(cè)面設(shè)有一排均勻分布的激光發(fā)射器4，相對(duì)的另一個(gè)側(cè)面設(shè)有一排均勻分布的光電二極管7，所述激光發(fā)射器4和光電二極管7 對(duì)應(yīng)，所述箱體I四個(gè)側(cè)面外側(cè)底部設(shè)有可容納永久性磁鐵14的永久性磁鐵定位槽13 ;
[0022]所述激光發(fā)射器4和光電二極管分別通過信號(hào)線路與控制器12相連，控制器12內(nèi)設(shè)有時(shí)鐘芯片、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)電源模塊，控制器12上設(shè)有顯示器、控制器開關(guān)；
[0023]所述太陽能發(fā)電裝置11包括底座112以及設(shè)在底座112上的太陽能電池板111，所述底座112內(nèi)設(shè)有蓄電池、轉(zhuǎn)換控制電路、充電控制電路、輸出控制電路，所述底座112上設(shè)有正極連接口 115、負(fù)極連接口 114、電源開關(guān)113 ；
[0024]所述電磁鐵9可豎直放置于拋物電磁鐵定位槽21或勢能物電磁鐵定位槽24內(nèi)，所述電磁鐵9分別通過導(dǎo)線與太陽能發(fā)電裝置11的正極連接口 115、負(fù)極連接口 114相連形成回路。
[0025]進(jìn)一步，所述永久性磁鐵14設(shè)有兩塊。
[0026]進(jìn)一步，所述電磁鐵9至少設(shè)有兩種不同的線圈匝數(shù)，便于展示線圈匝數(shù)對(duì)磁場強(qiáng)度的影響。
[0027]進(jìn)一步，所述背板3在箱體I內(nèi)可移動(dòng)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要移動(dòng)到合適位置。
[0028]進(jìn)一步，所述彈簧裝置一 6包括彈簧一 61以及設(shè)在彈簧一 61 —端的托盤一 62，所述彈簧一 61垂直于箱體I底面。
[0029]進(jìn)一步，所述彈簧裝置二 5包括彈簧二 54、托盤二 55、支撐桿51、角度盤53，角度盤53的圓心通過緊固螺栓52與支撐桿51的一端相連，所述支撐桿51的另一端設(shè)有彈簧二 54，支撐桿51與彈簧二 54的中心線在一條直線上，所述支撐桿51內(nèi)設(shè)有固定電磁鐵，所述彈簧二 54的另一端設(shè)有托盤二 55，托盤二 55設(shè)為半圓筒形，半圓筒的內(nèi)直徑與拋物81的直徑相匹配，防止傾斜時(shí)拋物81掉落，所述固定電磁鐵兩端設(shè)有引出線56。
[0030]進(jìn)一步，所述太陽能電池板111通過轉(zhuǎn)換控制電路、充電控制電路與蓄電池相連，蓄電池通過輸出電路與正極連接口 115、負(fù)極連接口 114相連，所述電源開關(guān)113設(shè)在輸出電路與負(fù)極連接口 114或者正極連接口 115之間，所述轉(zhuǎn)換控制電路上設(shè)有穩(wěn)壓二極管，充電控制電路設(shè)有防反沖二極管、過充電保護(hù)電路，輸出電路上設(shè)有防短路保護(hù)電路、過放電保護(hù)電路。
[0031]進(jìn)一步，所述電磁鐵與太陽能發(fā)電裝置11之間的回路上設(shè)有可變電阻10，可通過調(diào)節(jié)可變電阻10，從而電磁鐵與太陽能發(fā)電裝置11之間回路的電流，電磁鐵9的磁場強(qiáng)度隨之改變。
[0032]進(jìn)一步，當(dāng)箱蓋2扣合在箱體I上時(shí)，所述彈簧裝置一 6、彈簧裝置二 5、激光發(fā)射器4、光電二極管7以及拋物電磁鐵定位槽21、勢能物電磁鐵定位槽24的中心線在同一平面上。
[0033]將太陽能發(fā)電裝置11放置在陽光下，讓太陽能電池板111朝向陽光，進(jìn)行發(fā)電，通過轉(zhuǎn)換控制電路、充電控制電路，安全的向蓄電池進(jìn)行充電，以備實(shí)驗(yàn)時(shí)使用。
[0034]實(shí)驗(yàn)一，展示電生磁、磁場方向以及電磁鐵9周圍的磁場分布情況:將太陽能發(fā)電裝置11與可變電阻10、電磁鐵9相連，將電磁鐵9平行放置在展示臺(tái)22上；