[发明专利]一种演示毕奥-萨法尔定律的实验系统及实验方法

权利要求书

1.一种演示毕奥-萨法尔定律的实验系统，其特征在于：包括箱体(1)、控制面板(2)、气垫导轨(3)、气体压缩机(4)、磁性滑块(5)、静电转盘(6)、电刷(7)和静电起电器(8)；

所述箱体(1)由透明的封板拼装而成，且箱体(1)的顶部封板设为可开闭结构，所述控制面板(2)设在箱体(1)的其中一侧封板上，所述气垫导轨(3)横向设在箱体(1)内部，所述气体压缩机(4)与气垫导轨(3)连接，用于为气垫导轨(3)提供气源，所述磁性滑块(5)活动设置在气垫导轨(3)上，所述静电转盘(6)有两个，分别对立设在气垫导轨(3)的两端头处，且使气垫导轨(3)位于两个静电转盘(6)的圆心连线上，所述电刷(7)有两个，分别与两个静电转盘(6)的内盘面接触，所述静电起电器(8)通过导线分别与两个电刷(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种演示毕奥-萨法尔定律的实验系统，其特征在于：所述控制面板(2)上设有用于控制实验系统电源通断的电源开关(21)，以及用于控制静电转盘(6)转动方向的反向开关(22)，以及用于调节静电转盘(6)转动速度的转速调节旋钮(23)，以及用于调节静电起电器(8)输出电量的电量调节旋钮(24)。

3.根据权利要求1所述的一种演示毕奥-萨法尔定律的实验系统，其特征在于：所述气垫导轨(3)由中空三棱柱体(31)和挡板(32)组成，所述中空三棱柱体(31)为铝制密封结构，中空三棱柱体(31)的其中一个侧面水平朝下，且在此侧面上开有进气孔(33)，用于连接气体压缩机(4)，在中空三棱柱体(31)的另两个侧面上均开有若干排细密的出气孔(34)，所述挡板(32)有两块，分别设在中空三棱柱体(31)的两端底面上；

所述磁性滑块(5)由V形滑片(51)和条形磁铁(52)组成，所述V形滑片(51)倒扣在气垫导轨(3)的中空三棱柱体(31)上，所述条形磁铁(52)沿着平行于气垫导轨(3)的方向设在V形滑片(51)上端。

4.根据权利要求3所述的一种演示毕奥-萨法尔定律的实验系统，其特征在于：所述中空三棱柱体(31)的横截面呈等边三角形，所述V形滑片(51)的张角为60°。

5.根据权利要求3所述的一种演示毕奥-萨法尔定律的实验系统，其特征在于：所述条形磁铁(52)上设有N极和S极的标志。

6.根据权利要求1所述的一种演示毕奥-萨法尔定律的实验系统，其特征在于：所述静电转盘(6)由旋转电机(61)、绝缘转盘(62)、色块(63)和圆薄铜片(64)组成，所述旋转电机(61)的输出轴水平朝向箱体(1)内侧，所述绝缘转盘(62)连接在旋转电机(61)的输出轴上，所述色块(63)标志在绝缘转盘(62)的圆周边缘，所述圆薄铜片(64)与绝缘转盘(62)半径相同，圆薄铜片(64)贴在绝缘转盘(62)的内盘面上。

7.一种演示毕奥-萨法尔定律的实验方法，其基于权利要求1-6任一项所述的实验系统，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、打开气体压缩机(4)，使气体从气垫导轨(3)上端喷出，然后打开箱体(1)的顶部封板，将磁性滑块(5)放在气垫导轨(3)的三分之一处，盖上顶部封板；

步骤二、通过控制面板(2)打开实验系统电源，使静电起电器(8)开始给静电转盘(6)供电，同时两个静电转盘(6)开始转动，在两个静电转盘(6)之间产生磁场，磁性滑块(5)在磁场力的作用下开始滑动；

步骤三、当磁性滑块(5)滑到气垫导轨(3)的一侧时，通过控制面板(2)控制两个静电转盘(6)反向转动，磁场反向，磁性滑块(5)反向运动；

步骤四、通过控制面板(2)调节静电起电器(8)输出电量，重复步骤三，观察磁性滑块(5)的运动；

步骤五、通过控制面板(2)调节静电转盘(6)的转动速度，重复步骤三，观察磁性滑块(5)的运动；

步骤六、通过控制面板(2)关闭实验系统电源，打开箱体(1)的顶部封板，取出磁性滑块(5)，关闭气体压缩机(4)，盖上顶部封板，实验结束。