一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公布了一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，包括底座，在底座上設(shè)置有垂直于底座的支撐桿，在支撐桿上套裝有一個轉(zhuǎn)動板，在轉(zhuǎn)動板上設(shè)置有兩個相互平行的立桿，兩個立桿關(guān)于支撐桿對稱，在兩個立桿相對的面上設(shè)置有一對實(shí)驗(yàn)磁極，還包括安裝在支撐桿上的鋁環(huán)、或者線圈、或者鼠籠殼體。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便、原理很清晰，可快速調(diào)動學(xué)生探究的熱情，易于激發(fā)學(xué)生的求知欲，演示儀結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，利于攜帶，可規(guī)模化生產(chǎn)，可對相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理可按知識進(jìn)度逐一探究，也可綜合相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行一次性的全面探究，還可運(yùn)用到高中物理的電磁教學(xué)中，進(jìn)一步探究螺旋管定制，左、右手定則，電磁旋轉(zhuǎn)磁場等內(nèi)容。
【專利說明】—種磁電實(shí)驗(yàn)的教具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)用具，具體是指一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁學(xué)是研究電和磁的相互作用現(xiàn)象，及其規(guī)律和應(yīng)用的物理學(xué)分支學(xué)科。根據(jù)近代物理學(xué)的觀點(diǎn)，磁的現(xiàn)象是由運(yùn)動電荷所產(chǎn)生的，因而在電學(xué)的范圍內(nèi)必然不同程度地包含磁學(xué)的內(nèi)容。所以，電磁學(xué)和電學(xué)的內(nèi)容很難截然劃分，而“電學(xué)”有時也就作為“電磁學(xué)”的簡稱。電磁學(xué)是物理學(xué)的一個分支。電學(xué)與磁學(xué)領(lǐng)域有著緊密關(guān)系，廣義的電磁學(xué)可以說是包含電學(xué)和磁學(xué)，但狹義來說是一門探討電性與磁性交互關(guān)系的學(xué)科。主要研究電磁波，電磁場以及有關(guān)電荷，帶電物體的動力學(xué)等等。
[0003]在多年的初中物理教學(xué)中， 申請人:發(fā)現(xiàn)教材電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)總存在一些不盡人意的問題:1、涉及的實(shí)驗(yàn)多，器材不規(guī)范:磁極間相互作用、磁感線磁場、奧斯特實(shí)驗(yàn)、右手螺旋定則、電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)、通電導(dǎo)體在磁場中受到的作用等等；2、部分實(shí)驗(yàn)如發(fā)電機(jī)、電動機(jī)模型太為抽象、不直觀，不能較好的與現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的發(fā)電機(jī)、電動機(jī)實(shí)物建立起聯(lián)系；3、不能形象的展現(xiàn)發(fā)電機(jī)、電動機(jī)的“定子” “轉(zhuǎn)子”，及“定子” “轉(zhuǎn)子”的相對性；4、不能形象的展現(xiàn)“交流電” ；5、每組實(shí)驗(yàn)器材只能對單一實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行獨(dú)立探究，不能綜合相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行一次性的全面探究；6、不能形象的展現(xiàn)相關(guān)機(jī)械能一電能、磁能、光能的能量轉(zhuǎn)化過程。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，解決現(xiàn)在的中學(xué)物理教學(xué)中電磁學(xué)教學(xué)模型只能單一使用的問題，達(dá)到一個裝置可以用于多種實(shí)驗(yàn)的目的。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，包括底座，在底座上設(shè)置有垂直于底座的支撐桿，在支撐桿上套裝有一個轉(zhuǎn)動板，在轉(zhuǎn)動板上設(shè)置有兩個相互平行的立桿，兩個立桿關(guān)于支撐桿對稱，在兩個立桿相對的面上設(shè)置有一對實(shí)驗(yàn)磁極，還包括安裝在支撐桿上的鋁環(huán)、或者線圈、或者鼠籠殼體。本實(shí)用新型的底座可以是長方形的，也可以是圓形的，其形狀沒有限定，其作用是作為整個裝置的固定平臺，在底座上設(shè)置一個固定的支撐桿，然后在支撐桿上套裝一個轉(zhuǎn)動板，在轉(zhuǎn)動板上設(shè)置兩個對稱的立桿，通過在立桿上設(shè)置一對實(shí)驗(yàn)磁極，一對實(shí)驗(yàn)磁極包括一個N極和一個S極,一對磁極構(gòu)成一個磁場,在支撐桿上放置招環(huán)、或者線圈、或者鼠籠殼體，通過轉(zhuǎn)動板繞支撐桿的旋轉(zhuǎn)，就可以實(shí)現(xiàn)鋁環(huán)、或者線圈、或者鼠籠殼體切割磁力線的動作，從而可以模擬出磁感線磁場、奧斯特實(shí)驗(yàn)、右手螺旋定則、電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)、通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用等試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了一個裝置用于多個教學(xué)試驗(yàn)的目的。
[0007]所述的支撐桿與轉(zhuǎn)動板之間通過軸承連接。為了減小轉(zhuǎn)動板與支撐桿之間的摩擦力，采用在轉(zhuǎn)動板與支撐桿之間設(shè)置一個軸承的方式，可以減小摩擦力，使得通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用等試驗(yàn)更加形象、生動。一對試驗(yàn)磁極的安裝方式主要有兩種:[0008]第一種:在所述的立桿上設(shè)置有插口，所述實(shí)驗(yàn)磁極與插口相匹配且插接在插口內(nèi)。采用插接的方式，可以方便磁極的插入和取下，也便于磁極的保護(hù)，防止器磁性的消失。
[0009]第二種:在所述的立桿上安裝有磁性與所述實(shí)驗(yàn)磁極相反的固定磁極，固定磁極與實(shí)驗(yàn)磁極吸合。采用固定磁極與實(shí)驗(yàn)磁極相互吸引、貼合固定的方式，可以方便實(shí)驗(yàn)磁極的取放和管理，便于取放。
[0010]還包括加強(qiáng)塊，加強(qiáng)塊的兩側(cè)分別連接在轉(zhuǎn)動板與立桿上。為了保持在轉(zhuǎn)動過程中立桿的位置相對轉(zhuǎn)動板固定，可以采用安裝加強(qiáng)塊的方式，形成較為穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)。
[0011]在所述支撐桿頂部設(shè)置有頂尖。為了減小支撐桿與實(shí)驗(yàn)物體之間的摩擦力，可以采用在支撐桿頂部安裝頂尖的方式，通過減小接觸面積，有效減小相互之間的摩擦力，減小摩擦力對實(shí)驗(yàn)的影響。主要的實(shí)驗(yàn)用具有小磁針、鋁框、線圈、以及鼠籠殼體，其中:小磁針演示磁體在磁場中的相互作用、磁針在靜止磁場、運(yùn)動磁場中的形態(tài)。
[0012]所述鋁環(huán)包括鋁框，在鋁框的下方設(shè)置有套裝在支撐桿上的套環(huán)，在鋁框頂部設(shè)置有一個與頂尖相配合的裝配腔。鋁框呈對稱結(jié)構(gòu)，其本身不具有磁性，該結(jié)構(gòu)主要用于探究是什么原因使鋁框成為了磁針一樣的磁體，套環(huán)和裝配腔作為固定點(diǎn)，可以將整個裝置固定在支撐桿上，使其繞支撐桿的軸線轉(zhuǎn)動，不至于脫落。
[0013]所述線圈為包括兩個對稱的銅線圈本體，兩個銅線圈本體中部固定在一個連接筒上，在連接筒上設(shè)置有與頂尖相匹配的安裝孔，在銅線圈本體的輸出端連接有發(fā)光二極管。線圈主要用于模擬發(fā)電機(jī)，線圈切割磁力線產(chǎn)生交流電，連接筒與支撐桿之間通過摩擦力固定，通過在線圈的輸出端連接發(fā)光二極管，當(dāng)線圈切割磁力線時產(chǎn)生交流電，交流電使得LED燈閃亮。
[0014]所述的鼠籠殼體包括封閉的頂蓋、以及連接在頂蓋下方的筒壁，在筒壁上設(shè)置有多個鏤空的矩形槽。
[0015]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0016]I本實(shí)用新型一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具,通過在立桿上設(shè)置一對磁極,一對磁極包括一個N極和一個S極,一對磁極構(gòu)成一個磁場,在支撐桿上放置招環(huán)、或者線圈、或者鼠籠殼體，通過轉(zhuǎn)動板繞支撐桿的旋轉(zhuǎn)，就可以實(shí)現(xiàn)鋁環(huán)、或者線圈、或者鼠籠殼體切割磁力線的動作，從而可以模擬出磁感線磁場、奧斯特實(shí)驗(yàn)、右手螺旋定則、電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)、通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用等試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了一個裝置用于多個教學(xué)試驗(yàn)的目的；
[0017]2本實(shí)用新型一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，采用在支撐桿頂部安裝頂尖的方式，通過減小接觸面積，有效減小相互之間的摩擦力，減小摩擦力對實(shí)驗(yàn)的影響；
[0018]3本實(shí)用新型一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，配合不同的實(shí)驗(yàn)器具，可以實(shí)現(xiàn)不同實(shí)驗(yàn)的演示，達(dá)到了一個裝置多種實(shí)驗(yàn)的目的，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便、原理很清晰，可快速調(diào)動學(xué)生探究的熱情，易于激發(fā)學(xué)生的求知欲，演示儀結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，利于攜帶，可規(guī)模化生產(chǎn)，可對相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理可按知識進(jìn)度逐一探究，也可綜合相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行一次性的全面探究，還可運(yùn)用到高中物理的電磁教學(xué)中，進(jìn)一步探究螺旋管定制，左、右手定則，電磁旋轉(zhuǎn)磁場等內(nèi)容。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型實(shí)施例的限定。在附圖中:
[0020]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型演示同性相吸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型演示磁生電的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本實(shí)用新型演示大電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱:
[0025]1-底座，2-支撐桿,3-軸承,4-轉(zhuǎn)動板,5-立桿,6-實(shí)驗(yàn)磁極,7-固定磁極,8-加強(qiáng)塊，9-頂尖，10-鋁框，11-套環(huán)，12-裝配腔，13-銅線圈本體，14-連接筒，15-發(fā)光二極管，16-頂蓋，17-筒壁。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本實(shí)用新型，并不作為對本實(shí)用新型的限定。
[0027]實(shí)施例一
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，包括底座1，底座I可以是長方形的，也可以是圓形的，其形狀沒有限定，其作用是作為整個裝置的固定平臺，在底座I上設(shè)置一個固定的支撐桿2，在支撐桿2頂部設(shè)置有頂尖9，然后在支撐桿2上套裝一個轉(zhuǎn)動板4，支撐桿2與轉(zhuǎn)動板4通過軸承3產(chǎn)生相互轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動板4上設(shè)置兩個對稱的立桿5，在轉(zhuǎn)動板4與立桿5的連接處設(shè)置一個加強(qiáng)塊8，通過在立桿5上設(shè)置一對實(shí)驗(yàn)磁極，一對實(shí)驗(yàn)磁極包括一個N極和一個S極,一對磁極構(gòu)成一個磁場，在立桿5上安裝有磁性與實(shí)驗(yàn)磁極6相反的固定磁極7，固定磁極7與實(shí)驗(yàn)磁極6吸合貼合固定在立桿5上，作為替換手段，也可以采用在立桿5上設(shè)置有插口，實(shí)驗(yàn)磁極6與插口相匹配且插接在插口內(nèi)的方式；如圖2所示，采用本實(shí)用新型的裝置演示同性相吸的結(jié)構(gòu)示意圖，鋁框10不是磁導(dǎo)體，是不帶磁性的，它本身與磁場不發(fā)生作用，當(dāng)磁場旋轉(zhuǎn)時，鋁框10切割磁感線，在鋁框10中感生出電流，流動的電流產(chǎn)生電磁，就使鋁框10成為了小磁針一樣的磁體，電磁與磁場作用就使鋁框10旋轉(zhuǎn)起來了。
[0029]實(shí)施例二
[0030]如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于:實(shí)驗(yàn)裝置為線圈，包括兩個對稱的銅線圈本體13，兩個銅線圈本體13中部固定在一個連接筒14上，在連接筒14上設(shè)置有與頂尖9相匹配的安裝孔，在銅線圈本體13的輸出端連接有發(fā)光二極管15，將金鋁框10換成3000—4000匝的一組線圈，同時一正一反的并聯(lián)接入兩只導(dǎo)通電壓為1.5V的紅、綠發(fā)光二級管進(jìn)行探究，線圈中感生的電壓達(dá)到了發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓1.5V ;感生的電流方向隨旋轉(zhuǎn)磁場的磁極變化而交替改變方向，也就是交流電；能量轉(zhuǎn)化過程是從機(jī)械能一電能—磁能、光能。
[0031]實(shí)施例三
[0032]如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于:實(shí)驗(yàn)裝置為鼠籠殼體，鼠籠殼體包括封閉的頂蓋16、以及連接在頂蓋16下方的筒壁17，在筒壁17上設(shè)置有多個鏤空的矩形槽，鼠籠殼體實(shí)際上是多個并在一起的鋁框，在旋轉(zhuǎn)磁場中切割磁感線時，感生的電流更強(qiáng)，電磁強(qiáng)度更大，受力更均勻，鼠籠殼體是根據(jù)教材中“交流電動機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用”而進(jìn)行的探究，這更接近實(shí)際應(yīng)用的本質(zhì)，更具有可探究性，更加生動形象。
[0033]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，包括底座(I)，其特征在于:在底座(I)上設(shè)置有垂直于底座(I)的支撐桿(2 )，在支撐桿(2 )上套裝有一個轉(zhuǎn)動板(4 )，在轉(zhuǎn)動板(4 )上設(shè)置有兩個相互平行的立桿(5)，兩個立桿(5)關(guān)于支撐桿(2)對稱，在兩個立桿(5)相對的面上設(shè)置有一對實(shí)驗(yàn)磁極(6 )，還包括安裝在支撐桿(2 )上的鋁環(huán)、或者線圈、或者鼠籠殼體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，其特征在于:所述的支撐桿(2)與轉(zhuǎn)動板(4)之間通過軸承(3)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，其特征在于:在所述的立桿(5)上設(shè)置有插口，所述實(shí)驗(yàn)磁極(6 )與插口相匹配且插接在插口內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，其特征在于:在所述的立桿(5)上安裝有磁性與所述實(shí)驗(yàn)磁極(6)相反的固定磁極(7),固定磁極(7)與實(shí)驗(yàn)磁極(6)吸合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，其特征在于:還包括加強(qiáng)塊(8)，加強(qiáng)塊(8)的兩側(cè)分別連接在轉(zhuǎn)動板(4)與立桿(5)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，其特征在于:在所述支撐桿(2 )頂部設(shè)置有頂尖(9 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，其特征在于:所述鋁環(huán)包括鋁框(10)，在鋁框(10)的下方設(shè)置有套裝在支撐桿(2)上的套環(huán)(11)，在鋁框(10)頂部設(shè)置有一個與頂尖(9)相配合的裝配腔(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，其特征在于:所述線圈為包括兩個對稱的銅線圈本體(13)，兩個銅線圈本體(13)中部固定在一個連接筒(14)上，在連接筒(14)上設(shè)置有與頂尖(9)相匹配的安裝孔，在銅線圈本體(13)的輸出端連接有發(fā)光二極管(15)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具,其特征在于:所述的鼠籠殼體包括封閉的頂蓋(16)、以及連接在頂蓋(16)下方的筒壁(17)，在筒壁(17)上設(shè)置有多個鏤空的矩形槽。
【文檔編號】G09B23/18GK203535879SQ201320726054
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】張明永 申請人:張明永