[实用新型]安培定律及电磁阻尼综合演示实验仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及安培定律及电磁阻尼综合演示实验仪，属于安培定律演示仪器技术领域。

背景技术

安培定律是反映电与磁之间关系的最重要的定律之一，下面式(1)和式(2)分别是安培定律和毕奥定理的数学表达形式：

dF→12=kI1I2dl2→×(dl1→×r12→)r122,---(1)]]>

对于螺线管而言，其无限长(长度l与直径d比值l/d＞10)圆筒内部的电磁感应强度B为：

B＝μ₀nI，  (3)

其中，μ₀为真空磁导率，n为螺线管的单位长度内的线圈匝数，I为每匝电流。

而对于有磁芯的螺线管，其真空磁导率的大小是随着磁芯的不同而变化的。当导体在变化的磁场中运动时，会产生涡流并导致导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。在目前大学物理教学中涉及电磁相关的演示仪器中，并没有成型的安培定律的演示仪器；且现有教学的涡流阻尼摆，只能验证涡流现象的存在，并没有表现出各个物理量如μ₀、I和n对实验效果的影响大小。

发明内容

本实用新型目的是为了解决现有教学中涉及的电磁相关的演示仪器，只能验证电磁现象的存在，而无法体现各物理量的变化关系的问题，提供了一种安培定律及电磁阻尼综合演示实验仪。

本实用新型所述安培定律及电磁阻尼综合演示实验仪，它包括直流电源、安培表、计时器、电磁螺线管、两个单刀三掷开关、电路保护开关、可调金属支架、金属摆头和电阻；

直流电源、安培表、计时器、电磁螺线管、两个单刀三掷开关、电路保护开关和电阻组成串联回路；

电磁螺线管为可更换磁芯的电磁螺线管，电磁螺线管的两侧分别对应具有A、B、C三个接线端，该三个接线端分别对应于电磁螺线管的不同线圈匝数，电磁螺线管的每一侧分别设置一个单刀三掷开关，每个单刀三掷开关连接同侧电磁螺线管的三个接线端中的一个接线端，两个单刀三掷开关连接的两侧的接线端对应相同；

电磁螺线管设置于可调金属支架的底座上，金属摆头通过摆线悬挂在可调金属支架的末端，并且金属摆头处于电磁螺线管内部的中心处。

所述串联回路的具体连接为：

直流电源的正极供电端依次通过安培表和计时器连接一个单刀三掷开关的固定端，直流电源的负极供电端依次通过电路保护开关和电阻连接另一个单刀三掷开关的固定端。

所述金属摆头为非磁性金属摆头。

摆线为铝合金摆线。

本实用新型的优点：本实用新型是大学物理教学的演示仪器，其电磁阻尼相关参数可调，可改变μ₀、I和n等物理量，并能通过电磁阻尼现象宏观反映出各个物理量变化对实验结果的影响，从而判断感应磁场B的大小变化；其电磁阻尼力的大小可通过金属摆头的摆时间来体现。