[发明专利]教学演示系统

权利要求书

1.一种教学演示系统，其特征在于，所述系统包括：

两个金属板，用于通电后在金属板之间形成电场；

放置于所述金属板之间的金属球轨道；

放置于金属球轨道两端的金属球选择器，用于放置金属球；

在教学演示的过程中，金属球在金属板之间产生的电场力的作用下，从设置于金属球轨道一端的金属球选择器滚动到设置于金属球轨道另一端的金属球选择器；即通过在位于金属球轨道一侧的金属球选择器设置多个质量不同的金属球，由马达带动装置旋转，选择金属球的质量；当金属球选择器的出口正对着金属球轨道的一端时，停止转动；位于金属球轨道另一侧的金属球选择器中不设置金属球，从而实现对牛顿力学体系相关定律的验证；

所述金属球选择器中包括多个立方体状凹槽，所述凹槽用于放置金属球；所述凹槽中设置有至少一个电磁铁，用于控制放置于立方体状凹槽中金属球所携带的电荷量；

当教学演示系统的金属板被导入电荷后将会产生向右的匀强电场，位于金属球选择器中心的电磁铁通电后将会对金属球产生向左的吸引力，然后将一定量的正电荷通过所述凹槽的侧壁导入金属球中；此时金属球会受到电场力和磁力，方向相反；当金属球的电荷量继续增加时，受到的电场力也继续增加；当电场力略大于磁力时，电荷量不再增加；从而实现通过控制电磁铁的电流强度和两侧平行金属板的电势差即可控制到金属球所带的电荷量；

设置于金属板的第一传感器，用于采集金属板所携带的电荷总量；

设置于金属球轨道的第二传感器，用于金属球轨道中所述金属球所处的位置信息；

图像生成部件，用于根据所述电荷总量和位置信息生成金属球运动过程中的受力和加速度之间的函数图像。

2.根据权利要求1所述的教学演示系统，其特征在于，还包括：

高速摄像机，用于采集金属球在金属球轨道中运动过程中的视频信息。

3.根据权利要求1所述的教学演示系统，其特征在于，还包括：

与所述金属板分别相连的电源，用于使所述两个金属板分别携带属性相反的电荷。

4.根据权利要求1所述的教学演示系统，其特征在于，还包括：环境调节部件，用于为教学演示系统提供微重力环境。

5.根据权利要求1所述的教学演示系统，其特征在于：

所述金属球轨道呈圆柱状，所述金属球轨道侧壁材质包括透明玻璃状。