多功能楞次定律演示裝置的制造方法

專利名稱:多功能楞次定律演示裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了多功能楞次定律演示裝置，包括水平箱體和設(shè)置于水平箱體中部的豎直箱體，豎直箱體的一側(cè)設(shè)有顯示器、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一接線柱、第二接線柱、電源接口和通過(guò)絲線懸掛的金屬環(huán)，同側(cè)的水平箱體上設(shè)有第一金屬棒，該第一金屬棒設(shè)置于金屬環(huán)的一側(cè)且在第一金屬棒上纏繞有第一線圈，豎直箱體的另一側(cè)設(shè)有紅色LED燈、綠色LED燈、第三接線柱和第四接線柱，同側(cè)的水平箱體上設(shè)有水平軌道、與水平軌道滑動(dòng)配合的移動(dòng)小車和固定于水平軌道上的固定小車。本實(shí)用新型通過(guò)簡(jiǎn)單的操作就可以直觀地驗(yàn)證多個(gè)經(jīng)典的電磁理論定律，適合探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，符合現(xiàn)代教育中所提倡提高動(dòng)手能力、觀察能力和分析問(wèn)題能力的教學(xué)理念。
【專利說(shuō)明】
多功能楞次定律演示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于物理教學(xué)演示裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多功能楞次定律演示
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]目前關(guān)于楞次定律的演示實(shí)驗(yàn)，傳統(tǒng)的做法是:矩形線圈分別豎直和水平通過(guò)具有穩(wěn)恒電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線所在的豎直平面內(nèi)，分析線圈中感應(yīng)電流的變化;條形磁鐵在向通電螺線管勻速靠近或遠(yuǎn)離的過(guò)程中，閉合回路電流的變化;套有輕質(zhì)鋁環(huán)的軟鐵棒插入螺線管內(nèi)，并給螺線管通斷電流，觀察輕質(zhì)鋁環(huán)的運(yùn)行情況。以上幾種方法較為枯燥乏味，不能夠形象直觀地讓學(xué)生清楚地觀察到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0003]楞次定律在高中物理教學(xué)中占有重要地位，是有關(guān)電磁學(xué)教學(xué)的核心內(nèi)容。目前，相關(guān)的教學(xué)課堂中演示形式較為單一，無(wú)法通過(guò)螺線管中電流的變化引起螺線管中的導(dǎo)體產(chǎn)生與其變化相反的磁場(chǎng)，從而使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)；也不能有效利用實(shí)驗(yàn)演示使學(xué)生形象且直觀地觀察到該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，因此難以適應(yīng)新時(shí)期素質(zhì)教育的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種設(shè)計(jì)合理且操作方便的多功能楞次定律演示裝置。
[0005]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案，多功能楞次定律演示裝置，其特征在于包括水平箱體和設(shè)置于水平箱體中部的豎直箱體，豎直箱體的一側(cè)設(shè)有顯示器、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一接線柱、第二接線柱、電源接口和通過(guò)絲線懸掛的金屬環(huán)，豎直箱體的內(nèi)部設(shè)有變壓器、二極管和電容器，同側(cè)的水平箱體上設(shè)有第一金屬棒，該第一金屬棒設(shè)置于金屬環(huán)的一側(cè)且在第一金屬棒上纏繞有第一線圈，第一線圈的輸出端和輸入端分別與第一接線柱和第二接線柱電性連接，第一接線柱通過(guò)第二開關(guān)分別與電容器一側(cè)的電極和變壓器一側(cè)的輸出端電性連接，第二接線柱與電容器另一側(cè)的電極電性連接，變壓器另一側(cè)的輸出端依次通過(guò)第一開關(guān)和二極管與電容器另一側(cè)的電極電性連接，變壓器的輸入端與電源接口電性連接，電源接口與市電電性連接，顯示器并聯(lián)于電容器的兩側(cè);豎直箱體的另一側(cè)設(shè)有紅色LED燈、綠色LED燈、第三接線柱和第四接線柱，豎直箱體的內(nèi)部設(shè)有第一三極管、第一電源、第二三極管和第二電源，同側(cè)的水平箱體上設(shè)有水平軌道、與水平軌道滑動(dòng)配合的移動(dòng)小車和固定于水平軌道上的固定小車，移動(dòng)小車上設(shè)有磁條，固定小車上設(shè)有第二金屬棒、供電裝置、第三開關(guān)、第五接線柱和第六接線柱，其中第二金屬棒上纏繞有第二線圈，該第二線圈的輸出端和輸入端分別與第三接線柱和第四接線柱電性連接或者分別與第五接線柱和第六接線柱電性連接，第三接線柱與第一三極管的B基極電性連接，第一三極管的C集電極依次與紅色LED燈和第一電源負(fù)極電性連接，第一電源正極分別與第四接線柱和第一三極管的E發(fā)射極電性連接，并且第三接線柱分別與第二三極管的E發(fā)射極和第二電源的正極電性連接，第二三極管的B基極與第四接線柱電性連接，第二三極管的C集電極依次與綠色LED燈和第二電源的負(fù)極電性連接，第五接線柱依次與供電裝置和第三開關(guān)串聯(lián)后與第六接線柱電性連接。
[0006]本實(shí)用新型通過(guò)簡(jiǎn)單的操作就可以直觀地驗(yàn)證多個(gè)經(jīng)典的電磁理論定律，適合探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，符合現(xiàn)代教育中所提倡提高動(dòng)手能力、觀察能力和分析問(wèn)題能力的教學(xué)理念。
【附圖說(shuō)明】

[0007]圖1是本實(shí)用新型的正面結(jié)構(gòu)不意圖；
[0008]圖2是本實(shí)用新型正面箱體內(nèi)部的線路連接圖；
[0009]圖3是本實(shí)用新型的背面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖4是本實(shí)用新型背面箱體內(nèi)部的線路連接圖。
[0011 ]圖中:1、水平箱體，2、豎直箱體，3、顯示器，4、第一開關(guān)，5、第二開關(guān)，6、第一接線柱，7、第二接線柱，8、電源接口，9、絲線，10、金屬環(huán)，11、第一金屬棒，12、第一線圈，13、紅色LED燈，14、綠色LED燈，15、第三接線柱，16、第四接線柱，17、水平軌道，18、移動(dòng)小車，19、固定小車，20、磁條，21、第二金屬棒，22、供電裝置，23、第三開關(guān)，24、第五接線柱，25、第六接線柱，26、第二線圈。
【具體實(shí)施方式】
[0012]結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體內(nèi)容。多功能楞次定律演示裝置，包括水平箱體I和設(shè)置于水平箱體I中部的豎直箱體2，豎直箱體2的一側(cè)設(shè)有顯示器3、第一開關(guān)4、第二開關(guān)5、第一接線柱6、第二接線柱7、電源接口 8和通過(guò)絲線9懸掛的金屬環(huán)10，豎直箱體2的內(nèi)部設(shè)有變壓器、二極管和電容器，同側(cè)的水平箱體I上設(shè)有第一金屬棒11，該第一金屬棒11設(shè)置于金屬環(huán)10的一側(cè)且在第一金屬棒11上纏繞有第一線圈12，第一線圈12的輸出端和輸入端分別與第一接線柱6和第二接線柱7電性連接，第一接線柱6通過(guò)第二開關(guān)5分別與電容器一側(cè)的電極和變壓器一側(cè)的輸出端電性連接，第二接線柱7與電容器另一側(cè)的電極電性連接，變壓器另一側(cè)的輸出端依次通過(guò)第一開關(guān)4和二極管與電容器另一側(cè)的電極電性連接，變壓器的輸入端與電源接口 8電性連接，電源接口 8與市電電性連接，顯示器3并聯(lián)于電容器的兩側(cè);豎直箱體2的另一側(cè)設(shè)有紅色LED燈13、綠色LED燈14、第三接線柱15和第四接線柱16，豎直箱體2的內(nèi)部設(shè)有第一三極管、第一電源、第二三極管和第二電源，同側(cè)的水平箱體I上設(shè)有水平軌道17、與水平軌道17滑動(dòng)配合的移動(dòng)小車18和固定于水平軌道17上的固定小車19，移動(dòng)小車18上設(shè)有磁條20，固定小車19上設(shè)有第二金屬棒21、供電裝置22、第三開關(guān)23、第五接線柱24和第六接線柱25，其中第二金屬棒21上纏繞有第二線圈26，該第二線圈26的輸出端和輸入端分別與第三接線柱15和第四接線柱16電性連接或者分別與第五接線柱24和第六接線柱25電性連接，第三接線柱15與第一三極管的B基極電性連接，第一三極管的C集電極依次與紅色LED燈13和第一電源的負(fù)極電性連接，第一電源正極分別與第四接線柱16和第一三極管的E發(fā)射極電性連接，并且第三接線柱15分別與第二三極管的E發(fā)射極和第二電源的正極電性連接，第二三極管的B基極與第四接線柱16電性連接，第二三極管的C集電極依次與綠色LED燈14和第二電源的負(fù)極電性連接，第五接線柱24依次與供電裝置22和第三開關(guān)23串聯(lián)后與第六接線柱25電性連接。
[0013]實(shí)施例1
[0014]將第一線圈的輸出端和輸入端分別與第一接線柱和第二接線柱連接，并且將電源接口與市電接通，閉合第一開關(guān)給電容器充電，觀察與電容器并聯(lián)的顯示器示數(shù)至不再變化，斷開第一開關(guān)，閉合第二開關(guān)，電容器放電，第一線圈瞬時(shí)產(chǎn)生大電流，其內(nèi)部產(chǎn)生磁場(chǎng)，通過(guò)絲線懸掛于豎直箱體上的金屬環(huán)將會(huì)產(chǎn)生與第一線圈內(nèi)磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)，這兩個(gè)相反的磁場(chǎng)就會(huì)產(chǎn)生電磁斥力，可以將金屬環(huán)彈出一定的距離，從而驗(yàn)證楞次定律:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，同時(shí)由第一線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以驗(yàn)證電向磁的轉(zhuǎn)換。
[0015]實(shí)施例2
[0016]將第二線圈的輸出端和輸入端分別與第五接線柱和第六接線柱連接，閉合第三開關(guān)，觀察移動(dòng)小車的運(yùn)行情況從而判斷此時(shí)第二線圈的磁感線方向，結(jié)合移動(dòng)小車上磁條的磁極方向，驗(yàn)證安培定則。另外更換不同材質(zhì)的第二金屬棒，重復(fù)上述操作，然后結(jié)合移動(dòng)小車的運(yùn)行情況探究不同介質(zhì)對(duì)電磁場(chǎng)大小的影響。
[0017]實(shí)施例3
[0018]將第二線圈的輸出端和輸入端分別與第三接線柱和第四接線柱連接，斷開第三開關(guān)，移動(dòng)小車向固定小車靠近或遠(yuǎn)離的過(guò)程觀察紅色LED燈和綠色LED燈的發(fā)光情況，從而可以獲知第二線圈中的電流方向，結(jié)合安培定則即可驗(yàn)證楞次定律:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，同時(shí)由第二線圈中產(chǎn)生瞬時(shí)電流驗(yàn)證磁向電的轉(zhuǎn)化。
[0019]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理，主要特征和優(yōu)點(diǎn)，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.多功能楞次定律演示裝置，其特征在于包括水平箱體和設(shè)置于水平箱體中部的豎直箱體，豎直箱體的一側(cè)設(shè)有顯示器、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一接線柱、第二接線柱、電源接口和通過(guò)絲線懸掛的金屬環(huán)，豎直箱體的內(nèi)部設(shè)有變壓器、二極管和電容器，同側(cè)的水平箱體上設(shè)有第一金屬棒，該第一金屬棒設(shè)置于金屬環(huán)的一側(cè)且在第一金屬棒上纏繞有第一線圈，第一線圈的輸出端和輸入端分別與第一接線柱和第二接線柱電性連接，第一接線柱通過(guò)第二開關(guān)分別與電容器一側(cè)的電極和變壓器一側(cè)的輸出端電性連接，第二接線柱與電容器另一側(cè)的電極電性連接，變壓器另一側(cè)的輸出端依次通過(guò)第一開關(guān)和二極管與電容器另一側(cè)的電極電性連接，變壓器的輸入端與電源接口電性連接，電源接口與市電電性連接，顯示器并聯(lián)于電容器的兩側(cè);豎直箱體的另一側(cè)設(shè)有紅色LED燈、綠色LED燈、第三接線柱和第四接線柱，豎直箱體的內(nèi)部設(shè)有第一三極管、第一電源、第二三極管和第二電源，同側(cè)的水平箱體上設(shè)有水平軌道、與水平軌道滑動(dòng)配合的移動(dòng)小車和固定于水平軌道上的固定小車，移動(dòng)小車上設(shè)有磁條，固定小車上設(shè)有第二金屬棒、供電裝置、第三開關(guān)、第五接線柱和第六接線柱，其中第二金屬棒上纏繞有第二線圈，該第二線圈的輸出端和輸入端分別與第三接線柱和第四接線柱電性連接或者分別與第五接線柱和第六接線柱電性連接，第三接線柱與第一三極管的B基極電性連接，第一三極管的C集電極依次與紅色LED燈和第一電源負(fù)極電性連接，第一電源正極分別與第四接線柱和第一三極管的E發(fā)射極電性連接，并且第三接線柱分別與第二三極管的E發(fā)射極和第二電源的正極電性連接，第二三極管的B基極與第四接線柱電性連接，第二三極管的C集電極依次與綠色LED燈和第二電源的負(fù)極電性連接，第五接線柱依次與供電裝置和第三開關(guān)串聯(lián)后與第六接線柱電性連接。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK205722530SQ201620196758
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月15日
【發(fā)明人】張計(jì)才, 張小娟, 張帥康, 劉童, 王儉
【申請(qǐng)人】河南師范大學(xué)