基于渦流工作方式的磁力平衡演示儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于渦流工作方式的磁力平衡演示儀。包括長木板、小車、細(xì)線、定滑輪、強(qiáng)磁鐵、銅管、塑料管、竹節(jié)管、紙帶、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；所述長木板的一端安裝了一只定滑輪，所述小車的一端通過細(xì)線跨過定滑輪連接強(qiáng)磁鐵；所述小車的另一端通過紙帶連接到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，所述多塊強(qiáng)磁鐵放置于銅管中，當(dāng)放開小車后，可觀察到多塊強(qiáng)磁鐵通過細(xì)線拉動(dòng)小車做勻速運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的有益效果在于，利用勻速運(yùn)動(dòng)演示裝置，演示渦流形成的原因，區(qū)別于現(xiàn)有教材利用變化的電流產(chǎn)生變化的磁場形成渦流，本發(fā)明利用運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定的非勻強(qiáng)磁場產(chǎn)生電磁阻尼，可解釋多塊強(qiáng)磁鐵因處于三力平衡而做勻速運(yùn)動(dòng)。
【專利說明】
基于渦流工作方式的磁力平衡演示儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種利用勻速運(yùn)動(dòng)來演示磁力平衡的物理教具，具體涉及一種基于渦流工作方式的磁力平衡演示儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前中學(xué)物理教學(xué)過程中，講解渦流的原理及應(yīng)用，一般借助電磁爐的工作原理說明渦流的形成和加熱作用，還有借助磁電式儀表講述電磁阻尼，目前缺少一種利用動(dòng)態(tài)穩(wěn)定磁場形成渦流直觀講解電磁阻尼的儀器，缺少一種利用勻速運(yùn)動(dòng)演示裝置來間接探究電磁阻尼形成原因的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服目前中學(xué)物理教學(xué)過程中，用現(xiàn)有教學(xué)案例講解渦流原理及應(yīng)用的不足，本發(fā)明可解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種基于渦流工作方式的磁力平衡演示儀，包括長木板、小車、細(xì)線、定滑輪、強(qiáng)磁鐵、銅管、塑料管、竹節(jié)管、紙帶、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、桌體、支撐架;所述長木板的一端安裝了一只定滑輪，所述小車的一端通過細(xì)線跨過定滑輪連接強(qiáng)磁鐵;所述小車的另一端連接紙帶的一端，紙帶的另外一端插入到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔中，所述打點(diǎn)器采用220V交流電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或采用交流電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，所述強(qiáng)磁鐵有N多塊，它們靠磁場力的作用在豎起方向連接在一起，所述N大于10小于20塊，所述N多塊強(qiáng)磁鐵放置于銅管中，所述銅管放置在桌體下方的支撐架上，且位于定滑輪的正下方;所述N多塊磁鐵的總重力大于小車受到的阻力，當(dāng)放開小車后，可觀察到N多塊強(qiáng)磁鐵通過細(xì)線拉動(dòng)小車做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出均勻的點(diǎn)，以驗(yàn)證小車做勻速運(yùn)動(dòng)。
[0004]進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述強(qiáng)磁鐵為圓柱形，其直徑略小于銅管的內(nèi)徑;所述塑料管的內(nèi)徑與銅管的內(nèi)徑相同；所述竹節(jié)管的內(nèi)徑與銅管的內(nèi)徑相同。
[0005]進(jìn)一步改進(jìn)在于，將銅管換成塑料管，可觀察到小車做加速運(yùn)動(dòng)。
[0006]進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述竹節(jié)管是由5段短銅管和5段短塑料管串聯(lián)連接而成，且短銅管和短塑料管上下位置可自由組合，它放置在桌體下方的支撐架上，且位于定滑輪的正下方;重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，我們觀察到小車做變速運(yùn)動(dòng)了，這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)磁場不能在塑料管中產(chǎn)生渦流。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于，利用勻速運(yùn)動(dòng)演示裝置，演示渦流形成的原因，便于講解渦流的應(yīng)用，區(qū)別于現(xiàn)有教材講述利用變化的電流產(chǎn)生變化的磁場形成渦流;本發(fā)明利用強(qiáng)磁鐵的在銅管做勻速運(yùn)動(dòng)，在竹節(jié)管中做變速運(yùn)動(dòng)，便于講解穩(wěn)定的非勻強(qiáng)磁場在銅管中做勻速運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)殂~管中形成感應(yīng)電流，反過來感應(yīng)電流又會(huì)使強(qiáng)磁鐵受到向上的恒定的電磁阻力，可解釋N多塊強(qiáng)磁鐵處于重力、拉力、電磁力作用下，因三力平衡而做勻速運(yùn)動(dòng)。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖，
圖中:1、長木板，2、小車，3、細(xì)線，4、定滑輪，5、強(qiáng)磁鐵，6、銅管，7、塑料管，8、竹節(jié)管，9、紙帶，10、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，11、桌體，12、支撐架。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖1，一種基于渦流工作方式的磁力平衡演示儀，包括長木板I，小車2，細(xì)線3，定滑輪4，強(qiáng)磁鐵5，銅管6，塑料管7，竹節(jié)管8，紙帶9，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器10，桌體11，支撐架12;所述長木板I的一端安裝了一只定滑輪4，所述小車2的一端通過細(xì)線3跨過定滑輪4連接強(qiáng)磁鐵5;所述小車2的另一端連接紙帶9的一端，紙帶9的另外一端插入到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器10限位孔中，所述打點(diǎn)器10采用220V交流電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，所述強(qiáng)磁鐵5有N多塊，它們靠磁場力的作用在豎起方向連接在一起，所述N大于10小于20塊，所述N多塊強(qiáng)磁鐵5放置于銅管6中，所述銅管6放置在桌體11下方的支撐架12上;位于定滑輪4的正下方;所述N多塊磁鐵5的總重力大于小車2受到的阻力，當(dāng)放開小車后，可觀察到N多塊強(qiáng)磁鐵5通過細(xì)線拉動(dòng)小車2做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器10在紙帶9上打出均勻的點(diǎn)，以驗(yàn)證小車做勻速運(yùn)動(dòng)；所述強(qiáng)磁鐵5為圓柱形，其直徑略小于銅管6的內(nèi)徑;將銅管6換成塑料管7，可觀察到小車2做加速運(yùn)動(dòng);將銅管分成5段，塑料管分成5段，所述竹節(jié)管8是由5段的短銅管和5段短塑料管串聯(lián)連接而成，且短銅管和短塑料管上下位置可自由組合，它放置在桌體11下方的支撐架12上;重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，我們觀察到小車做加速運(yùn)動(dòng)了，這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)磁場不能在塑料管中產(chǎn)生渦流。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于，利用勻速運(yùn)動(dòng)演示裝置，演示渦流形成的原因，便于講解渦流的應(yīng)用，區(qū)別于現(xiàn)有教材講述利用變化的電流產(chǎn)生變化的磁場形成渦流;本發(fā)明利用強(qiáng)磁鐵5的在銅管6做勻速運(yùn)動(dòng)，在竹節(jié)管8做變速運(yùn)動(dòng)，便于講解穩(wěn)定的非勻強(qiáng)磁場在銅管6中做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)在銅管6中形成感應(yīng)電流;反過來，感應(yīng)電流又會(huì)使強(qiáng)磁鐵5受到向上的恒定的電磁阻力，可解釋N多塊強(qiáng)磁鐵5因處于三力平衡而做勻速運(yùn)動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于渦流工作方式的磁力平衡演示儀，包括長木板(1)，小車(2)，細(xì)線(3)，定滑輪(4)，強(qiáng)磁鐵(5)，銅管(6)，塑料管(7)，竹節(jié)管(8)，紙帶(9)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(10)，桌體(11)，支撐架(12);其特征在于:所述長木板(I)的一端安裝了一只定滑輪(4)，所述小車(2)的一端通過細(xì)線(3)跨過定滑輪(4)連接強(qiáng)磁鐵(5);所述小車(2)的另一端連接紙帶(9)的一端，紙帶(9)的另一端插入到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(10)限位孔中，所述強(qiáng)磁鐵(5)有N多塊，它們靠磁場力的作用在豎起方向連接在一起，所述N大于10小于20塊，所述N多塊強(qiáng)磁鐵(5)放置于銅管(6)中，所述銅管(6)放置在桌體(11)下方的支撐架(12)上，位于定滑輪(4)的正下方;所述N多塊磁鐵(5)的總重力大于小車(2)受到的阻力，當(dāng)放開小車后，可觀察到N多塊強(qiáng)磁鐵(5)通過細(xì)線拉動(dòng)小車(2 )做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1 )在紙帶(9 )上打出均勻的點(diǎn)；所述強(qiáng)磁鐵(5)為圓柱形，其直徑略小于銅管(6)的內(nèi)徑;所述塑料管(7)的內(nèi)徑與銅管(6)的內(nèi)徑相同；所述竹節(jié)管(8)的內(nèi)徑與銅管(6)的內(nèi)徑相同；所述竹節(jié)管(8)是由5段的短銅管和5段短塑料管串聯(lián)連接而成，且短銅管和短塑料管上下位置可自由組合。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK105894925SQ201610492070
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】全佳奇, 高雨迪, 徐為
【申請(qǐng)人】郭金虎