[实用新型]一种法拉第电磁感应定律实验器

说明书

本实用新型提供了一种法拉第电磁感应定律实验器，涉及教学实验用具技术领域，包括底座、线圈、立杆、磁铁和光电门传感器，所述线圈固定设于底座上，所述立杆竖直设于底座上，所述磁铁设于磁铁安装座上，所述磁铁安装座可移动套于立杆上，所述光电门传感器通过支撑架设于底座上方；所述底座内设有信号采集器，所述信号采集器通过信号线分别与光电门传感器和线圈相连；本实用新型通过改变磁铁的下落高度而改变磁铁通过光电门传感器的挡光时间，得到“线圈切割磁感线的时间”，以代替线圈的运动，即线圈不动，磁铁动，使实验过程更加稳定，使实验结果更加精确；本实验器为定量测量验证公式，使实验更具有说服力。

技术领域

本实用新型涉及一种法拉第电磁感应定律实验器，属于教学实验用具技术领域。

背景技术

目前，公知的高中物理教学中一直缺乏能够直接归纳出电磁感应定律的教学实验。教材上一般的说法是：经过大量精确实验总结出，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比，这就是法拉第电磁感应定律，公式表述为： E= NΔφ/Δt=NS ΔB/Δt。

由于缺乏实验基础，学生接受这个定律缺乏必要的感性认识。硬性地给出结论，会使学生失去探究科学的兴趣。即使有试图通过实验来验证这个结论的，也只是将人工缠绕的线圈固定后与电压表或电压传感器相连接，使磁铁下落并穿过线圈，然后通过电压表指针的偏转或电压传感器的波形变化确定感应电动势的大小。通过更换不同匝数的线圈，改变磁铁的数量或改变磁铁下落的高度来总结法拉第电磁感应定律。这样的实验所得到的实验结果不能实时精确的记录数据，所以只能完成定性测量，不能定量得出感应电动势与相关某一参量成正比关系，并且这种实验方法繁琐、操作不严谨，使得实验缺少说服力。事实上，通过这种实验根本无法得到能推导出或验证出法拉第电磁感应定律的公式。

有鉴于此，本发明人对此进行专门研究，开发出一种法拉第电磁感应定律实验器，本案由此产生。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种精确度高、操作简单的法拉第电磁感应定律实验器，为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种法拉第电磁感应定律实验器，包括底座、线圈、立杆、磁铁和光电门传感器，所述线圈固定设于底座上，所述立杆竖直设于底座上，所述磁铁设于磁铁安装座上，所述磁铁安装座可移动套于立杆上，所述光电门传感器通过支撑架设于底座上方；所述底座内设有信号采集器，所述信号采集器通过信号线分别与光电门传感器和线圈相连。作为优选，所述线圈设于线圈调节板上，且线圈调节板上设有至少两个接线孔，每个接线孔对应不同匝数的线圈。

作为优选，所述线圈设于线圈调节板上，且线圈调节板上设有至少两个接线孔，每个接线孔对应不同匝数的线圈。

作为优选，所述磁铁安装座中间为空心结构并套于立杆上但不与立杆接触。

作为优选，所述立杆上设有刻度。

本实验器工作原理：保持线圈固定不动，将磁铁安装座提起，分别依次间隔3cm，从不同高度自然释放，光电门传感器记录挡光实验，测得5组实验数据，进行比较；通过改变选择不同的线圈匝数可进行重复实验。

本实用新型能实现如下技术效果：

（1）通过改变磁铁的下落高度而改变磁铁通过光电门传感器的挡光时间，得到“线圈切割磁感线的时间”，以代替线圈的运动，即线圈不动，磁铁动，使实验过程更加稳定，使实验结果更加精确；

（2）本实验器为定量测量验证公式，使实验更具有说服力；

（3）通过光电门传感器记录挡光时间，信号采集器采集感应电动势使实验操作更简单，实验结果更加直观；

（4）线圈匝数可调节，为一个变量，实验可以通过控制变量法验证，使实验结果更具有说服力。

附图说明