[实用新型]法拉第电磁感应定律定量探究仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电磁学教学仪器，尤其是涉及一种法拉第电磁感应定律定量探究仪。

背景技术

1831年法拉第发现了电磁感应现象，但电磁感应定律的数学公式是1845年诺埃曼经数学推导给出的，法拉第电磁感应定律是电磁学的重要内容，也是中学物理教材的重要内容。由于在现有的物理教材上，法拉第电磁感应定律都是经过定性研究后给出，没有定量研究的教具，因此不能让学生在自己定量探究的前提下自己得出法拉第电磁感应定律，无法用控制变量法全面定量演示或探究法拉第电磁感应定律

有关法拉第电磁感应定律的教学演示仪器以及研究已有不少报道，例如：

中国专利CN201707818U公开一种定量探究法拉第电磁感应定律装置：具有一底座，底座上端固定安装有一长直管，长直管底部管内安装有海绵垫，长直管的正面中部开有一定长度的窗口，窗口侧边刻画有高度标尺，长直管的下端外侧绕有若干匝漆包线，漆包线不同匝数处具有若干抽头，漆包线的抽头连接到电压传感器，电压传感器连接到数据采集器，数据采集器连接到计算机；还具有一铁棒，铁棒外绕有若干匝漆包线，漆包线的两端伸出铁棒并与学生电源、电流表、滑动变阻器、电键开关通过导线串联形成回路。

中国专利CN201004283公开一种在教学上用于给学生演示和让学生分组实验用的探究法拉第电磁感应定律的装置。其技术方案是：利用一个传动带带动永磁铁穿过线圈，对传动轮的速度可以控制，以保证永磁铁以不同的速度穿过线圈，产生不同的感应电动势，定量探究法拉第定律。但是探究过程只能间接的方法来验证方法繁琐，验证E∝n数据组数不够，不够科学和直观。

全日制普通高级中学教科书《物理》(必修加选修)第二册(人民教育出版社2003年6月第1版)、普通高中课程标准实验教科书《物理》选修1-1(人民教育出版社2004年5月第3版)和普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3-2(山东科学技术出版社2008年8月第2版)给出的探究法拉第电磁感应定律的实验装置只能定性探究条形磁铁插入或拔出线圈与感应电流大小、方向之间的关系。取材容易，直观。不能定量探究E∝n、ΔΦ、1/Δt的关系。

吴迪男等(吴迪男，吴祥志.法拉第电磁感应定律数字化实验仪.物理实验，2009，10：20)报道的法拉第电磁感应定律数字化实验仪的探究过程只能间接加推导的方法来验证电磁感应定律，方法繁琐。无法用控制变量法来定量探究E∝n、ΔΦ、1/Δt的关系。

吴月江(吴月江.法拉第电磁感应定律的定量探究.教学仪器与实验，2010，10：14)报道的法拉第电磁感应定律的定量探究的探究过程只能间接加推导的方法来验证电磁感应定律，方法繁琐。无法用控制变量法来定量探究E∝n、ΔΦ、1/Δt的关系。

高守贵(高守贵.验证法拉第电磁感应定律的实验设计.中学物理教学参考，2004，9)报道的验证法拉第电磁感应定律的实验设计，无法用控制变量法来定量探究E∝n、ΔΦ、1/Δt的关系。

山东省远大网络多媒体股份有限公司生产的法拉第电磁感应实验器V1.0的线圈匝数只能改变三次，通过比较比例关系间接探究E与n的关系，科学性不够；另外，不能研究E与ΔΦ的关系，也无法用控制变量法来定量探究E∝n、ΔΦ、1/Δt的关系。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用控制变量法全面定量演示或探究的法拉第电磁感应定律定量探究仪。

本实用新型设有底座、斜面、励磁小车、光电门、感应线圈及电源、电压传感器、数据采集器；所述斜面固定在底座上，所述斜面设有斜面底板和斜面升降支架；所述励磁小车设有小车、电磁铁支架、铁芯、励磁线圈、配重块、励磁线圈接线柱和挡光片，小车用于固定电磁铁，励磁线圈接线柱外接直流稳压电源，所述光电门设在光电门升降架上，所述光电门升降架用于调节光电门的高度，光电门与数据采集器连接，在感应线圈底部设有感应线圈底座和感应线圈接线柱，感应线圈接线柱外接电压传感器；所述电压传感器接数据采集器，所述数据采集器外接计算机。

所述底座底部可设有固定脚，所述固定脚用于将底座卡在桌子边缘，以防止励磁小车撞击感应线圈时引起的移动。

所述底座可采用20mm的不锈钢方管焊接而成。