[发明专利]导线电流相互作用演示仪及演示方法

说明书

技术领域

本发明属于物理学领域，涉及一种应用于实验物理的物理现象直观演示技术，特别涉及一种导线电流相互作用演示仪及演示方法。

背景技术

当导线中通过电流时，在其周围就会产生磁场；当通过电流的导线处于磁场中时，就会受到力的作用；当两根（段）或多根（段）导线通过电流时，它们之间会通过磁场发生相互力的作用且表现合力作用的效果，产生运动的改变、形变、转动等现象。如公开号： CN2755703名称：《 直线电流相互作用演示仪》，所述漆包线绕成两个独立的矩形线圈；矩形线圈的漆包线始端与接线柱相连，其末端与电键相连；矩形线圈的漆包线的始端连接接线柱，其末端与接线柱和电键相连。这种直线电流相互作用演示仪直导线间相互作用力强，实验现象非常明显，教学效果非常理想。又如公开号： CN201655108U,名称：《交、直流载流直导线相互作用演示仪》， 由换向开关、固定金属捧、矩形线圈、金属管、透明罩、底座、接线柱和立柱组成，采用滚动接触的方式演示直导线通上直流电或交流电后，金属管在二根固定金属棒上滚动，从而说明其周围存在磁场而发生相互作用，形象直观，操作简便，稳定可靠，造价也不高。上述技术中全都采用了矩形线圈，这也是该类演示仪的常用的构件。为了使演示效果更好，一般采用改变一些环境、参数等来获得有明显对比的不同现象。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种导线电流相互作用演示仪，包括两根平行的转动导线、一根螺线管连接导线和一根直连接导线。

本发明的目的之二在于提供导线电流相互作用演示仪的演示方法，来演示相应的物理现象。

本发明的目的之一的技术方案：它包括底座、支架及连接导线，支架与底座连接，在底座内安装有一个直流电源，直流电源的正极通过一个按钮开关和电源正极输出接线柱连接；直流电源的负极与电源负极输出接线柱连接；底座上设有二个接线柱，支架的顶端对应设有二个接线柱，四个接线柱组成平行的两对轴座，两根转动导线的上下两端分别与两对轴座转动连接；螺线管连接导线的两端与一对轴座上的一对接线柱活动连接，或直连接导线的两端与所述的一对轴座上的同一对接线柱活动连接；螺线管连接导线的中心线或直连接导线与两根转动导线平行。

转动导线的受力部分导线与其两端的转动轴部分导线不在同一条直线上，受力部分导线为直线并与两端的转动轴部分导线平行，受力部分导线两端分别通过连接部分导线与转动轴部分导线连接，转动轴部分导线与轴座转动连接，受力部分导线、连接部分导线和转动轴部分导线为一整体或分段连接。

螺线管连接导线两端的转角连接端和直连接导线两端的转角连接端分别绕制成螺旋结构。

本发明的目的之二的技术方案：

①平行导线通过相反方向电流时的斥力作用现象的演示方法：用连接导线把电源正极输出接线柱与一接线柱相连，电源负极输出接线柱与另一接线柱相连，支架的顶端的两个接线柱相连，接通按钮开关，两根转动导线分别向左、右转动，且转动速度相等；

②第三根平行直连接导线通过相反方向电流时对两根同向电流转动导线强作用力影响现象的演示方法：用连接导线把电源正极输出接线柱与同端的两个接线柱相连，支架的顶端的两个接线柱相连，再用直连接导线把电源负极输出接线柱与支架的顶端的一个接线柱相连，直连接导线在转动导线的外侧，且使直连接导线与两根转动导线的受力部分直导线在同一平面上，通过调整直连接导线的螺旋结构转角连接端，使直连接导线与相邻近的转动导线之间的距离为两根转动导线之间的距离的1/5～1/3；接通按钮开关，两根转动导线都向左转动，相邻近的转动导线的转动速度大于另一转动导线的转动速度；

③第三根平行直连接导线通过相反方向电流时对两根同向电流转动导线弱作用力影响现象的演示方法：通过调整直连接导线的螺旋结构转角连接端，使直连接导线与相邻近的转动导线之间的距离为两根转动导线间的距离的2/3，其它与②所述的连接方法相同；接通按钮开关，两根转动导线分别向右、左转动，相邻近的转动导线的转动速度稍大于另一转动导线的转动速度；

④第三根平行直连接导线通过相反方向电流时对两根同向电流转动导线无作用力影响现象的演示方法：通过调整直连接导线的螺旋结构转角连接端，使直连接导线与相邻近的转动导线之间的距离大于两根转动导线之间的距离，其它与②所述的连接方法相同；接通按钮开关，两根转动导线分别向右、左转动，相邻近的转动导线的转动速度和另一转动导线的转动速度相当；