一種電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)演示教具的制作方法
【專利摘要】一種電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)演示教具，包括電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)和信息采集系統(tǒng)，信息采集系統(tǒng)包括電壓傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)，電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)包括LED燈、木板、電磁繼電器、有機(jī)玻璃管、線圈和光電門傳感器，電磁繼電器設(shè)置在有機(jī)玻璃管上方，木板設(shè)置在有機(jī)玻璃管下方，光電門傳感器安裝在線圈外圈上，所述LED燈設(shè)置在線圈左側(cè)，所述電壓傳感器與光電門傳感器并聯(lián)，所述電壓傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)依次連接；該裝置可以更加形象直觀地展示出各個(gè)要素與感應(yīng)電動(dòng)勢之間的關(guān)系的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)演示教具。
【專利說明】 一種電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)演示教具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)演示教具。
【背景技術(shù)】
[0002]在高中教學(xué)中,法拉第電磁感應(yīng)定律一直是教學(xué)的難點(diǎn)。但現(xiàn)有的教具對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的展示不夠全面，對電磁感應(yīng)定律沒有定量的分析，學(xué)生無法直觀深刻地了解其中的關(guān)系。而我們設(shè)計(jì)出的儀器具有很好的定量性和直觀性，能夠更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)的知識(shí)。
[0003]電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)演示教具是高中物理(選修3-2)第四章第4節(jié)的法拉第電磁感應(yīng)定律中，關(guān)于磁生電的概念，形象地將感應(yīng)電動(dòng)勢E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、有效長度L、瞬時(shí)速度V之間的關(guān)系展現(xiàn)得一清二楚。并且該教具利用電磁繼電器的知識(shí)，保證磁鐵下落的同時(shí)性，減少實(shí)驗(yàn)誤差，又利用電壓傳感器、數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)的結(jié)合，能夠更加直觀地觀察到電磁感應(yīng)定律中不同變量時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢的變化情況，幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)內(nèi)容。
[0004]此教具的設(shè)計(jì)能夠作為高中教師上課的引課內(nèi)容，能夠在上課前先將知識(shí)以生動(dòng)的教具展示給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高上課的質(zhì)量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以更加形象直觀地展示出各個(gè)要素與感應(yīng)電動(dòng)勢之間的關(guān)系的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)演示教具。
[0006]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)演示教具，包括電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)和信息采集系統(tǒng)，信息采集系統(tǒng)包括電壓傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)，電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)包括LED燈、木板、電磁繼電器、有機(jī)玻璃管、線圈和光電門傳感器，電磁繼電器設(shè)置在有機(jī)玻璃管上方，木板設(shè)置在有機(jī)玻璃管下方，光電門傳感器安裝在線圈外圈上，所述LED燈設(shè)置在線圈左側(cè)，所述電壓傳感器與光電門傳感器電聯(lián)，所述電壓傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)依次連接。
[0008]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述線圈設(shè)置有至少兩個(gè)，所述各個(gè)線圈的纏繞寬度相同。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述各個(gè)線圈的高度不同。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:本教具將中學(xué)課程中電磁感應(yīng)定律= 和傳感器的書本實(shí)例結(jié)合起來，通過改變磁感應(yīng)強(qiáng)度，有效長度，瞬時(shí)速度等因
素，通過電壓傳感器，數(shù)據(jù)采集器，定量分析感應(yīng)電動(dòng)勢的變化。同時(shí)，在線圈左邊設(shè)置一個(gè)LED燈，形象地將磁場內(nèi)部的感應(yīng)電流大小比較出來；在線圈上安裝光電門，直觀地將速度的大小展現(xiàn)出來。給學(xué)生的課堂帶去樂趣，更加形象直觀地展示出各個(gè)要素與感應(yīng)電動(dòng)勢之間的關(guān)系。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]為了易于說明，本實(shí)用新型由下述的具體實(shí)施例及附圖作以詳細(xì)描述。[0012]圖1為本實(shí)用新型的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示的一種電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)演示教具，包括電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)和信息采集系統(tǒng)，信息采集系統(tǒng)包括電壓傳感器7、數(shù)據(jù)采集器8、計(jì)算機(jī)9，電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)包括LED燈
1、木板2、電磁繼電器3、有機(jī)玻璃管4、線圈5和光電門傳感器6,電磁繼電器3設(shè)置在有機(jī)玻璃管4上方,木板2設(shè)置在有機(jī)玻璃管4下方,光電門傳感器6安裝在線圈5外圈上,所述LED燈I設(shè)置在線圈5左側(cè)，所述電壓傳感器7與光電門傳感器6電聯(lián)，所述電壓傳感器7、數(shù)據(jù)采集器8和計(jì)算機(jī)9依次連接。
[0014]其中，所述線圈5設(shè)置有至少兩個(gè)，所述各個(gè)線圈5的纏繞寬度相同。
[0015]所述各個(gè)線圈5的高度不同。
[0016]本實(shí)用新型的具體實(shí)施過程:通過引入傳感器，將光電門傳感器和電壓傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連，再與計(jì)算機(jī)連接，在計(jì)算機(jī)上畫出過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢圖像，比較線圈匝數(shù)，線圈高度與其關(guān)系，準(zhǔn)確讀出瞬時(shí)速度V的大小。并且引入電磁繼電器，安裝在有機(jī)玻璃上方，保證磁鐵下落的同時(shí)性，減少誤差。
[0017]教具演示時(shí)分三個(gè)部分，第一是演示感應(yīng)電動(dòng)勢與有效長度的關(guān)系，首先保證線圈高度相同，通過改變線圈匝數(shù)，從而改變有效切割長度的大小，運(yùn)用電磁繼電器將三枚相同的釹磁鐵同時(shí)從有機(jī)玻璃管的頂端靜止釋放，觀察磁鐵通過線圈時(shí)，LED燈的亮暗程度，通過電壓傳感器，得到電動(dòng)勢與時(shí)間的曲線圖，從而得到感應(yīng)電動(dòng)勢與有效切割長度的關(guān)系，并對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋和說明。第二是演示感應(yīng)電動(dòng)勢與瞬時(shí)速度的關(guān)系，首先保證線圈匝數(shù)相同，通過改變線圈的高度，從而改變瞬時(shí)速度的大小，在玻璃棒不同高度，分別繞上相同匝數(shù)的線圈，運(yùn)用電磁繼電器將三枚相同的釹磁鐵同時(shí)從有機(jī)玻璃管的頂端靜止釋放，觀察磁鐵通過線圈時(shí)，LED燈的亮`暗程度，通過電壓傳感器，直接觀察到電動(dòng)勢的變化波形圖，嘗試采用光電門，測得瞬時(shí)速度，分析研究感應(yīng)電動(dòng)勢與瞬時(shí)速度的關(guān)系，并對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋和說明。第三是演示感應(yīng)電動(dòng)勢與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系，首先保證線圈匝數(shù)和高度相同，通過改變磁鐵本身，從而改變電磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，在同個(gè)玻璃管上，運(yùn)用電磁繼電器分別將三枚不同的磁鐵從有機(jī)玻璃管的頂端靜止釋放，觀察磁鐵通過線圈時(shí)，LED燈的亮暗程度，通過電壓傳感器，得到電動(dòng)勢與時(shí)間的曲線圖，從而得到感應(yīng)電動(dòng)勢與電磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系，并對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋和說明。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果是:本教具將中學(xué)課程中電磁感應(yīng)定律￡ = 和傳感器的書本實(shí)例結(jié)合起來，通過改變磁感應(yīng)強(qiáng)度，有效長度，瞬時(shí)速度等因素，通過電壓傳感器，數(shù)據(jù)采集器，定量分析感應(yīng)電動(dòng)勢的變化。同時(shí)，在線圈左邊設(shè)置一個(gè)LED燈，形象地將磁場內(nèi)部的感應(yīng)電流大小比較出來；在線圈上安裝光電門，直觀地將速度的大小展現(xiàn)出來。給學(xué)生的課堂帶去樂趣，更加形象直觀地展示出各個(gè)要素與感應(yīng)電動(dòng)勢之間的關(guān)系。
[0019]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)演示教具，其特征在于:包括電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)和信息采集系統(tǒng)，信息采集系統(tǒng)包括電壓傳感器(7)、數(shù)據(jù)采集器(8)、計(jì)算機(jī)(9)，電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)包括LED燈(I)、木板(2)、電磁繼電器(3)、有機(jī)玻璃管(4)、線圈(5)和光電門傳感器(6)，電磁繼電器(3)設(shè)置在有機(jī)玻璃管(4)上方,木板(2)設(shè)置在有機(jī)玻璃管(4)下方,光電門傳感器(6)安裝在線圈(5)外圈上，所述LED燈(I)設(shè)置在線圈(5)左側(cè)，所述電壓傳感器(7)與光電門傳感器(6 )并聯(lián)，所述電壓傳感器(7 )、數(shù)據(jù)采集器(8 )和計(jì)算機(jī)(9 )依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)演示教具，其特征在于:所述線圈(5)設(shè)置有至少兩個(gè)，所述各個(gè)線圈(5)的纏繞寬度相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)演示教具，其特征在于:所述各個(gè)線圈(5)的高度不同。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK203465879SQ201320605969
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】張瀟, 魏如月, 郁涵丹, 周柏彤, 畢勤嵩, 彭保進(jìn), 鄭圓成 申請人:浙江師范大學(xué)