[实用新型]一种利用发电量间接表示液体重力势能的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于教学设备技术领域，涉及一种利用发电量间接表示液体重力势能的装置。

背景技术

教学用具能够使得学生直观、形象的观察实现现象，从而理解教学内容。使用教学用具进行教学，可以提高学生的学习兴趣，丰富感性认识，帮助形成明确的概念，发展学生的观察能力和思维能力。

在物理学中包含重力势能这一概念，是物体因为重力作用而拥有的能量，对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。物体的质量越大、相对的位置越高、做的功越多，从而使物体具有的重力势能变大。由于重力势能是一种较为抽象的概念，学生在平时学习过程当中较难顺利的将位移位置和能量相互关联起来。

但在目前的教学设备用具当中没有能够使学生直观的观察和理解重力方向位移与能量转化的用具。

因此，有必要提供改进的技术方案，以克服现有技术当中存在的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种利用发电量间接表示液体重力势能的装置，方便学生对重力势能的理解，理解各影响重力势能的因素，以及重力势能的释放转化过程。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种利用发电量间接表示液体重力势能的装置，包括液体容纳部件、发电部件、电表以及架体；所述液体容纳部件包括一水箱体和一安装有阀门的走水管道，位于所述水箱体底部开设有一通水口，所述走水管道包括进水口以及出水口，所述进水口连接在所述通水口上；所述发电部件包括一发电机，位于所述发电机上安装有一桨，所述桨设置在所述出水口下方；所述电表与所述发电机相连接；所述架体包括从上至下连接一体的箱体安装支架、电机安装支架以及基座，所述水箱体固定安装在所述箱体安装支架上，所述发电机和所述电表安装在所述电机安装支架上。

液体容纳部件的水箱体用于承装容纳待放液体；走水管道用于为上述待放液体提供流经路线；发电机的桨接收水流冲击转动，从而使发电机进行发电；电表的作用在于实时提供发电量数值；架体为整个部件提供外形支撑，其中箱体安装支架用于安装水箱体，电机安装支架用于安装发电机以及电表，而基座与桌面或地面接触，用于支撑；

工作过程：将待放液体首先灌入到水箱体中，此时液体位于水箱体，并经通水口进入到走水管道位于阀门上方部位。打开阀门，液体逐渐经进水口流入走水管道内部，以及出水口流出走水管道。当液体流出走水管道后滴落到桨上，桨转动带动发电机发电，发电机将所发电量向电表传输，电表实时的检测所传入的电量并显示其数值。

通过上述过程，学生可以观察到，重力吸引液体做下落运动，从而使其在位置不断变低的过程中，速度加快，完成势能向动能的转化；当液体滴落到桨上时，可以看做势能全部转化为动能，而桨的转动，可以看做桨液体的动能转化为桨的动能，而桨的动能通过发电机转化为电能，并通过电表进行显示。

优选地，位于所述水箱体上设置有刻度标记。准确的液体体积可以得到准确的液体质量，根据公式Ep＝mgh其中Ep为重力势能，m为质量，g为重力场数，从而可计算出较为准确的重力势能。

利用发电量间接表示液体重力势能的装置，还包括有一废液箱，所述废液箱设置在所述桨的下方。废液箱用于承接流下的液体。进一步优选地，所述废液箱包括一顶盖，位于所述顶盖上开设有一废液入口，位于所述废液入口上固定安装有一接液套管，位于所述接液套管上开设有桨深入口，所述桨通过所述桨深入口深入到所述接液套管内。当液体滴落在桨上时，容易引起飞溅，导致周围实验环境潮湿，设置接液套管，而桨深入到接液套管内部，整个滴落的接触过程在接液套管中完成，飞溅的液体接触接液套管内壁后下落，经废液入口流入废液箱内。更进一步优选地，位于所述废液箱顶盖上还开设有一通气口。设置通气口，可以排除废液箱内部气体，从而避免废液入口出的进液排气现象。

优选地，位于所述电机安装支架上设置有空间上呈上下分布的第一电机安装位和第二电机安装位，所述发电机安装于所述第一电机安装位或第二电机安装位上。根据公式Ep＝mgh，当液体质量确定时，改变液体下落的高度可以得到不同的重力势能值。设置两个电机安装位，当发电机安装在位于水箱体较近的第一电机安装位时，液体下落流经的距离会比将发电机安装在第二电机安装位时短，从而获得更少的电能转化值，方便学生对公式的理解。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

方便学生对重力势能的理解，理解各影响重力势能的因素，以及重力势能的释放转化过程。

附图说明