[实用新型]一种直观可控的安培力多用演示装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及物理教学用具领域，特别涉及一种直观可控的安培力演示装置。

背景技术

中学物理教学过程中，需要设计一些教学用具，通过使用这些老龄可以让学生直观认识一些物理现象，加深认识，巩固学习效果，在安培力教学过程中，需要用到演示安培力的装置

安培力通电导线在磁场中受到的作用力。电流为I、长为L的直导线，在匀强磁场B中受到的安培力大小为：F＝ILBsin(I，B)，其中(I，B)为电流方向与磁场方向间的夹角。

目前，作为物理老师选择市场上的教学仪器，很难找到直观可控的安培力演示装置。

另外，对于高二学生来说，刚接触了虚无飘渺的磁场，一时间，学生非常迷茫，这个时候就需要老师的引导，如果借用一些教具，将抽象的事物化为直观的认识，做一些有趣的实验，让老师更直观的、更清楚的向学生展示，就可以让学生亲身体验到力及力的大小。但该教材为让学生感受安培力实验所采用的实验方法比较简陋，操作难以控制，同等实验条件下因操作的不稳定性引起的误差非常大。

实用新型内容

本实用新型提供为了解决目前作为物理老师选择市场上的教学仪器，很难找到直观可控的安培力演示装置的不足，提供一种直观可控的安培力演示装置。

本实用新型的技术方案是：一种直观可控的安培力演示装置，包括设置在均匀磁场中的导线，导线的两端分别接电源的两端，所述的均匀磁场由竖直设置在压力盘秤秤盘内的马蹄型磁铁产生，所述的导线由线圈中伸入到马蹄型磁铁磁场中的一段表示，所述的线圈可旋转地设置在一个龙门吊中，所述的压力盘秤具有数字显示屏，显示加入其秤盘内的压力。

该直观可控的安培力多用演示装置可以通过压力盘秤的显示屏直观地看到施加在盘秤上的压力的变化，以便学生理解。

本实用新型还具有如下优选方式：在所述的线圈横向中心轴上设置一把手，所述的把手从龙门吊的顶部伸出，利用安装在把手轴上的螺纹与龙门吊顶端预留的螺纹孔旋出，在螺纹孔周围刻画了弧度。

在导线与电池的连接电路中，还设置了一个可变电阻R和安培表A。

以下对照附图和具体实施例对本实用新型进行更加进一步的说明。

附图说明

附图1为本实用新型直观可控安培力演示装置结构示意图。

附图2为本实用新型实施例1的线圈示意图。

附图3为本实用新型实施例1的龙门吊顶部示意图。

附图4是本实用新型实施例1所采用的电路原理图。

图中：1、龙门吊，2、马蹄型磁铁，3、线圈，4、压力盘秤，5、把手，6、螺纹孔。

具体实施方式

实施例1，如图1、2、3、4所示，本实施例是一种能够直观反映安培力的演示装置，使用本实施例的装置可以直观反映安培力公式F＝ILBsin(I，B)，在实验时，I和I，B夹角可以变化，能够直观地观察到当L、B和I不变时，安培力F与sin(I，B)变化的关系，此时，F的大小只与sin(I，B)有关，也能直观地观察在导线直于磁场B方向时，安培力F与电流的关系。

本实施例的电路原理图如图4所示，电池BATT通过限流的可变电阻R与线圈3中的导线相连，线圈有几匝，磁场中的导线上的电流就是安培表A上显示的几倍，通过改变可变电阻R的阻值，可以改变加入到导线上的电流大小，本实施例中，线圈3的横向中心轴上方案安装在一个把手5，把手5与线圈3在同一个平面上，且连动，旅行者利用把手5柄上的螺纹可以将线圈3安装到龙门吊1中，把手上的螺纹与龙门吊1顶部螺纹孔6对应，这样，线圈在龙门吊1中上下运动限位，但旋转是自由的。由于线圈的伸入到磁场中的一边不能上下运动，则通过作用力与反作用力的关系，当导线中有电流流过时，马蹄型磁铁2瘵向下压，此时，可以从压力盘秤4的显示中直观看到压力的变化，这个压力是磁铁的重量加上安培力，这个过程中马蹄型磁铁2本身的重量几孚不变，变化是压力盘秤4上显示变化的是安培力的变化。

在使用本实施例的直观可控的安培力演示装置时可以分两步完成实验。

在实验时，先调整压力盘秤4的显示，使当马蹄型磁铁2安装到整压力盘秤4时，使压力盘秤4显示为0。

首先可以让学生直观观察到安培力与电流成正比，此时，可以通过调节可变电阻R的大小，观察压力盘秤4的显示数字的情况，经过记录和分析应该是一条直线。

其次，在保持电流不变的情况下，摆动把手5，记录观察压力盘秤4的显示数字的情况，应该是一条正弦曲线。

另外，本实施例的装置如果采用发电机代替电池BATT作为电源，对线圈供电电，也可以通过安培力表示是发电机否有在发电，并从电子秤上的显示，可以看出发电机的输出功率，P=UI，这里电流I正好是与电子秤上显示的压力成正比的。