[实用新型]一种定性探究电磁感应定律的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，特别涉及一种定性探究电磁感应定律的实验装置。

背景技术

电磁感应定律揭示了感应电动势                                                与磁通量的变化时间和磁通量变的化量之间的关系，因此，要探究法拉第电磁感应定律，其实验装置必须实现表征感应电动势、磁通量的变化时间和磁通量的变化量等三个功能。目前学校学生做实验时，一般用灵敏检流计来观察感应电动势的变化；用手将条形磁铁从线圈中抽出的快慢来表征磁通量的变化时间；常用线圈匝数来表征磁通量的变化量。而用灵敏检流计来观察感应电动势的变化，对比起来不直观；用手将条形磁铁从线圈中抽出的快慢来表征磁通量的变化时间，控制难度大，且实验现象不易观察；用线圈匝数来表征磁通量的变化量，与高中物理磁通量的定义式不符合，不利于学生对物理概念的构建。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，提供一种操作直观简便、更有助于学生科学探究电磁感应定律的实验装置。

本实用新型是这样实现的，一种定性探究电磁感应定律的实验装置，其特征在于包括条形磁铁、PVC管、线圈和发光二极管，其中线圈固定在PVC管的一端，将PVC管有线圈的一端朝下竖直放置，条形磁铁做自由落体运动时能无障碍的通过PVC管和线圈，线圈和发光二极管串联组成闭合电路。所述的条形磁铁包含形状完全相同但磁感应强度不同的若干条磁铁；所述的PVC管外表面设置有高度刻度；所述的实验装置还包括在线圈下方接收下落磁铁的缓冲保护装置。在做探究电磁感应定律的实验时，可以使用上述两套相同的装置来进行对比实验，让两根磁性不同的条形磁铁分别在两根PVC管上自由下落，分别穿过两个线圈，用两个发光二极管的亮度来显示两个线圈产生的感应电动势的大小，这样可以定性验证在相同磁通量的变化时间下感应电动势和磁通量的变化量的变化关系；让两根磁性相同的条形磁铁分别在两根PVC管上不同高度自由下落，分别穿过两个线圈，用两个发光二极管的亮度来显示两个线圈产生的感应电动势的大小，这样可以定性验证在相同磁通量下感应电动势和磁通量的变化时间的变化关系。

本实用新型的有益效果是，它具有结构简单，操作直观简便、实验结果更准确、更有助于学生科学探究电磁感应定律的实验装置等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

在图中，1、条形磁铁 2、PVC管 3、线圈 4、发光二极管5、高度刻度。

具体实施方式

如图所示，一种定性探究电磁感应定律的实验装置，其包括条形磁铁（1）、PVC管（2）、线圈（3）和发光二极管（4），其中线圈（3）固定在PVC管（2）朝下的一端，将PVC管（2）有线圈（3）的一端朝下竖直放置，条形磁铁（1）做自由落体运动时能无障碍的通过PVC管（2）和线圈（3），线圈（3）和发光二极管（4）串联组成闭合电路，PVC管（2）外表面设置有高度刻度（5），在线圈（3）下方设置一张厚的海绵用来接收落下的条形磁铁（1），所述的条形磁铁（1）包含两个形状完全相同但磁感应强度相差较大的A、B两条磁铁，磁感应强度大的条形磁铁标签贴上A，磁感应强度小的条形磁铁标签贴上B，实验时根据需要选择一根。在做探究电磁感应定律的实验时，可以使用上述两组相同的装置来进行对比实验，以下称一组和二组，将两组实验装置的PVC管（2）下端放在同一水平高度，PVC管孔不能有阻挡，线圈（3）下方设置用来接收落下的条形磁铁（1）的厚海绵要调整好位置，以便保护好落下的条形磁铁（1）。比如要定性验证在相同磁通量的变化时间下，感应电动势和磁通量的变化量的变化关系，在一组磁性选择使用标记为A的条形磁铁，在二组选择使用标记为B的条形磁铁，实验员一只手拿着标记为A的条形磁铁，另一只手拿着标记为B的条形磁铁分别在两根PVC管（2）上同一高度并同时开始自由下落，这样两条磁性不同的条形磁铁（1）就能分别同时穿过两个线圈（3），用两个发光二极管（4）的亮度来显示两个线圈产生的感应电动势的大小，这样注意观察两组中的发光二极管的亮度就可以定性在相同磁通量的变化时间下感应电动势与磁通量的变化量的变化关系；再验证在相同磁通量下感应电动势和磁通量的变化时间的变化关系，可以选择两组中标记为A的条形磁铁来实验，实验员一只手拿着一组中标记为A的条形磁铁（1）停在PVC管（2）上部顶端，另一只手拿着二组中标记为A的条形磁铁（1）停在PVC管（2）里中部的位置，同时松手让两条磁铁做自由下落，分别穿过两个线圈（3），由于两个线圈（3）的宽度是一样的，因此一组中条形磁铁（1）穿过线圈（3）所用的磁通量的变化时间就小，注意观察两个发光二极管的亮度，这样可以定性验证在相同磁通量下感应电动势和磁通量的变化时间的变化关系。