一種電磁實驗演示箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電磁實驗演示箱，包括一個由上下箱體組成并可以開啟的箱體，箱體下方設有兩個直流電源和電壓可調的交流電源，所述箱體下方還設電源變壓器和存放儀器附件的置物格；箱體上方設置有演示區域，所述演示區域整合了幾種電磁實驗的電路，利用儀器及附件就能完成實驗的演示，本實用新型結構緊湊、實驗現象直觀的電磁演示實驗箱，便于學生理解，提高教學質量。
【專利說明】一種電磁實驗演示箱
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于教學儀器【技術領域】，特別涉及一種物理電磁學實驗教學儀器。
【背景技術】
[0002]物理學是一門以實驗為基礎的學科，實驗對物理教學的成功與否起著至關重要的作用，特別對教師教學演示顯得更尤為重要，對于高中物理電磁感應部分來說，我們教師用演示儀器大多數是借助學生使用的實驗器材進行演示，每個實驗儀器單獨存放，實驗操作也過于繁瑣，鐵芯、線圈等器材在不同實驗中重復配置，既浪費了資源，也不利于各個實驗的整合操作，難以使學生得到系統直觀的認知，缺少教師專用的電磁學綜合演示器材。
實用新型內容
[0003]本實用新型要解決的問題就是提供一種便于教師使用、結構緊湊、實驗現象直觀的電磁實驗演示箱，便于學生理解，提高教學質量。
[0004]為解決以上問題，本實用新型一種電磁實驗演示箱，包括一個由上下箱體組成并可以開啟的箱體，箱體下方設有兩個直流電源和電壓可調的交流電源，所述箱體下方還設電源變壓器和存放儀器附件的格子；箱體上方設置有演示區域，其特征是:所述演示區域包括:
[0005]變壓器演示電路，所述變壓器演示電路設置有五個燈泡，所述燈泡分別與一個開關串聯形成電路，所述每組燈泡與開關的串聯電路兩端均設置有接線口 ；
[0006]楞次定律演示電路，所述楞次定律演示電路設置有兩只二極管，所述兩只發光二極管反向并聯后兩端設置接線口；
[0007]斷開自感演示電路，所述斷開自感演示電路設置有一只小燈泡，所述小燈泡并聯接線口后再串聯由一個開關和接線口組成的電路；
[0008]閉合自感演示電路，所述閉合自感演示電路設置兩只相同燈泡，所述兩只燈泡串聯后與一個可變電阻串聯，所述兩只燈泡之間和所述可變電阻與接線口之間還設置一個由一個開關和一個接線口串聯組成的電路。
[0009]優選地，所述儀器附件包括:彈簧、條形鐵芯、小線圈、鐵支架、導線、大線圈、條形磁鐵、鋁環、電源線。
[0010]優選地，所述小線圈上和大線圈上設置不同匝數的接線口。
[0011]優選地，所述演示區域內還設有靈敏電流計和變壓器實驗組合插口。
[0012]優選地，所述箱體外側設置帶有保險結構的電源接口和一個電源總開關，內側設置電壓調節旋鈕，電源電壓表和電壓表轉換開關。
[0013]通過以上技術，本實用新型結構簡單合理、能綜合演示的實驗數量多、實驗操作簡單、實驗現象明顯、方便實用，便于教師教學和學生提高學習效果。其中核心部件(鐵芯、線圈等)可以在所有實驗中得到重復使用；線路結構的綜合布局、模塊分部、插接相連也易于操作為該實驗箱設計的新穎之處。此外，在傳統實驗演示方法上做出改進。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1 一種電磁實驗演示箱的立體示意圖
[0015]圖2演示法拉第電磁感應實驗電路圖
[0016]圖3演示法拉第電磁感應實驗另一種實現方式
[0017]圖4演示楞次定律實驗電路圖
[0018]圖5演示閉合自感實驗電路圖
[0019]圖6演示斷開自感實驗電路圖
[0020]圖7演示跳環實驗電路圖
[0021]圖8演示變壓器原理實驗電路圖
[0022]圖中1.箱體，101.U形鐵芯，102.彈簧，103.直鐵芯，104.小線圈，105.鐵支架，106.導線，107.大線圈，108.條形磁鐵，109.鋁環，110.電源插頭，2.變壓器演示電路，
21.靈敏電流計，3.演示區域，4.楞次定律演示電路，41.發光二極管，5.斷開自感演示電路，51.線圈接線口，52.直流電源接線口，6.閉合自感演示電路，61.大線圈接線口，62.直流電源接線口，7.直流電源，8.電壓調諧旋鈕，9.變壓器組合插口，11.置物格，12.電壓轉換開關，13.交流電源，14.電源，15.電源總開關，16.電源電壓表，17.電源變壓器。
【具體實施方式】
[0023]一種電磁實驗演示箱，包括一個可以開啟的箱體1，箱體I下方設有可調節電壓的交流電源13和兩個直流電源7，箱體下方還設有調節電源電壓的電源變壓器17和放置儀器附件的格子14 ;箱體上方設置有演示區域3，包括:
[0024]變壓器演示電路2，所述變壓器演示電路設置有五個燈泡，每個燈泡分別與一個開關串聯形成一組電路，每組電路兩端均設置有接線口 ；
[0025]楞次定律演示電路4，所述楞次定律演示電路設置有兩只二極管41，所述兩只發光二極管反向并聯后兩端設置接線口；
[0026]斷開自感演示電路5，所述斷開自感演示電路設置有一只小燈泡，所述小燈泡并聯一個接線口，所述小燈泡串聯一個開關和接線口組成的電路；
[0027]閉合自感演示電路6，所述閉合自感演示電路設置兩只相同燈泡，所述兩只燈泡串聯后與一個可變電阻11串聯，所述兩只燈泡之間和所述可變電阻11與接線口之間還設置一個由一個開關和一個接線口串聯組成的電路。
[0028]優選地，所述儀器附件包括:彈簧102、條形鐵芯103、小線圈104、鐵支架105、導線
106、大線圈107、條形磁鐵108、鋁環109、電源線110。
[0029]優選地，所述小線圈104和大線圈107上均設置不同匝數接線口。
[0030]優選地，所述演示區域3內還設有靈敏電流計21和變壓器實驗組合插口 9，所述組合插口可用于連接變壓器實驗演示電路的連接。
[0031]優選地，所述箱體外側設置帶有保險結構的電源接口 14和一個電源總開關15，內側設置電壓調節旋鈕8、用于顯示電源的電壓表16和電壓表轉換開關12。
[0032]圖2所示演示法拉第電磁感應實驗時，將大線圈107并接入直流電源7并套入U形鐵芯101 —邊，所述U形鐵芯101套入大線圈的一邊上方豎直放置條形鐵芯103，將小線圈104套裝于條形鐵芯103上，小線圈104接入靈敏電流計21形成閉合回路。
[0033]圖3所示法拉第電磁感應實驗另一種實施方式，將鐵支架105固定于箱體上，將帶有彈簧102的磁鐵108帶彈簧一端固定在鐵支架105上，條形磁鐵108下方放置大線圈
107,調節條形磁鐵108高度使下端位于小線圈104中心,小線圈104接入靈敏電流計21。
[0034]圖4演示驗證楞次定律時，將大線圈107接入楞次定律演示電路4，條形磁鐵108插入和拔出大線圈107可見發光二極管41交替點亮。
[0035]圖5為閉合自感電路圖，將條形鐵芯103和U形鐵芯101組合成閉合鐵芯，將直流電源7接入所述閉合自感演示電路6中的電源接線口 61，將大線圈107接入大線圈接線口62。操作時，先將變阻器調到最大值，閉合開關，調節變阻器的值，使兩只小燈泡亮度相同后，打開開關。再次閉合開關時，一只小燈泡明顯比另外一只延遲點亮。
[0036]圖6為斷開自感實驗電路圖，將條形鐵芯103和U形鐵芯101組合成閉合鐵芯，將所述閉合鐵芯上的線圈104接入斷開自感演示電路5中的小線圈接線口 51，然后將直流電源7接入電源接線口 52，形成閉合回路。
[0037]圖7為跳環實驗電路圖，將條形鐵芯103豎直放置在U形鐵芯101的端面上，套入大線圈107及鋁環109，鋁環109放置在大線圈107上方，將大線圈107接交流電源13形成閉合回路。
[0038]圖8為變壓器實驗電路圖，將條形鐵芯103和U形鐵芯101組合成閉合鐵芯，采用小線圈104為原線圈，大線圈107為負載線圈，燈泡D1-D5通過變壓器實驗組合插口 9分別與變壓器線圈107的0-1600匝接線口、200-1600匝接線口、0-800匝接線口、200-800匝接線口、0-200匝接線口連接形成閉合回路，開關同時處于閉合狀態，將變壓器線圈104兩端接在交流電源上，接入電源13，調節電壓調諧旋8鈕使電壓慢慢增大至燈泡D5開始發光為止，此時觀察到五個燈泡的亮度從D1-D5逐漸減弱。
【權利要求】
1.一種電磁實驗演示箱，包括一個由上下箱體組成并可以開啟的箱體(1)，下箱體設有兩個直流電源(7 )和電壓可調的交流電源(13 )，所述箱體下方還設有電源變壓器(17 )和至少一個存放儀器附件的置物格(14);上箱體設置有演示區域(3)，其特征是:所述演示區域包括: 變壓器演示電路(2)，所述變壓器演示電路設置有五個燈泡，所述燈泡分別與一個開關串聯形成電路，所述的串聯電路兩端均設置有接線口 ； 楞次定律演示電路(4)，所述楞次定律演示電路設置有兩只二極管(41)，所述兩只發光二極管反向并聯后兩端設置接線口； 斷開自感演示電路(5)，所述斷開自感演示電路設置有一只小燈泡，所述小燈泡并聯接小線圈線口(51)后再串聯由一個開關和電源接線口(52)組成的電路； 閉合自感演示電路(6)，所述閉合自感演示電路設置兩只相同燈泡，所述兩只燈泡串聯后與一個可變電阻串聯，所述兩只燈泡之間和所述可變電阻與電源接線口(61)之間還設置一個由一個開關和一個大線圈接線口(62)串聯組成的電路。
2.根據權利要求1所述電磁實驗演示箱，其特征在于:所述儀器附件包括:彈簧(102)、條形鐵芯(103)、小線圈(104)、鐵支架(105)、導線(106)、大線圈(107)、條形磁鐵(108)、鋁環(109)、電源線(110)。
3.根據權利要求2所述一種電磁實驗演示箱，其特征在于:所述小線圈(104)和大線圈(107)上均設置不同匝數的接線口。
4.根據權利要求1所述一種電磁實驗演示箱，其特征在于:所述演示區域內還設有靈敏電流計(21)和變壓器實驗組合插口( 9 )。
5.根據權利要求1所述一種電磁實驗演示箱，其特征在于:所述箱體(I)下方外側設置帶有保險結構的電源接口(14)和一個電源總開關(15)，內側設置電壓調節旋鈕(8)、電源電壓表(17)和電壓表轉換開關(12)。
【文檔編號】G09B23/18GK204102404SQ201420485953
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年8月27日 優先權日:2014年8月27日
【發明者】孟祥義, 崔榮艷, 王廣軍 申請人:孟祥義