[實用新型]一種法拉第電磁感應(yīng)定律實驗器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721917966.7
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN208819479U
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐金;曹偉東;丁濤濤;楊佳豪;鄒偉
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江勝昔信息科技有限公司
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 紹興市越興專利事務(wù)所(普通合伙) 33220
• 代理人: 蔣衛(wèi)東

本實用新型提供了一種法拉第電磁感應(yīng)定律實驗器，涉及教學(xué)實驗用具技術(shù)領(lǐng)域，包括底座、線圈、立桿、磁鐵和光電門傳感器，所述線圈固定設(shè)于底座上，所述立桿豎直設(shè)于底座上，所述磁鐵設(shè)于磁鐵安裝座上，所述磁鐵安裝座可移動套于立桿上，所述光電門傳感器通過支撐架設(shè)于底座上方；所述底座內(nèi)設(shè)有信號采集器，所述信號采集器通過信號線分別與光電門傳感器和線圈相連；本實用新型通過改變磁鐵的下落高度而改變磁鐵通過光電門傳感器的擋光時間，得到“線圈切割磁感線的時間”，以代替線圈的運動，即線圈不動，磁鐵動，使實驗過程更加穩(wěn)定，使實驗結(jié)果更加精確；本實驗器為定量測量驗證公式，使實驗更具有說服力。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種法拉第電磁感應(yīng)定律實驗器，屬于教學(xué)實驗用具技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，公知的高中物理教學(xué)中一直缺乏能夠直接歸納出電磁感應(yīng)定律的教學(xué)實驗。教材上一般的說法是：經(jīng)過大量精確實驗總結(jié)出，電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比，這就是法拉第電磁感應(yīng)定律，公式表述為： E= NΔφ/Δt=NS ΔB/Δt。

由于缺乏實驗基礎(chǔ)，學(xué)生接受這個定律缺乏必要的感性認(rèn)識。硬性地給出結(jié)論，會使學(xué)生失去探究科學(xué)的興趣。即使有試圖通過實驗來驗證這個結(jié)論的，也只是將人工纏繞的線圈固定后與電壓表或電壓傳感器相連接，使磁鐵下落并穿過線圈，然后通過電壓表指針的偏轉(zhuǎn)或電壓傳感器的波形變化確定感應(yīng)電動勢的大小。通過更換不同匝數(shù)的線圈，改變磁鐵的數(shù)量或改變磁鐵下落的高度來總結(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律。這樣的實驗所得到的實驗結(jié)果不能實時精確的記錄數(shù)據(jù)，所以只能完成定性測量，不能定量得出感應(yīng)電動勢與相關(guān)某一參量成正比關(guān)系，并且這種實驗方法繁瑣、操作不嚴(yán)謹(jǐn)，使得實驗缺少說服力。事實上，通過這種實驗根本無法得到能推導(dǎo)出或驗證出法拉第電磁感應(yīng)定律的公式。

有鑒于此，本發(fā)明人對此進行專門研究，開發(fā)出一種法拉第電磁感應(yīng)定律實驗器，本案由此產(chǎn)生。

實用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本實用新型的目的是提供一種精確度高、操作簡單的法拉第電磁感應(yīng)定律實驗器，為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案如下：

一種法拉第電磁感應(yīng)定律實驗器，包括底座、線圈、立桿、磁鐵和光電門傳感器，所述線圈固定設(shè)于底座上，所述立桿豎直設(shè)于底座上，所述磁鐵設(shè)于磁鐵安裝座上，所述磁鐵安裝座可移動套于立桿上，所述光電門傳感器通過支撐架設(shè)于底座上方；所述底座內(nèi)設(shè)有信號采集器，所述信號采集器通過信號線分別與光電門傳感器和線圈相連。作為優(yōu)選，所述線圈設(shè)于線圈調(diào)節(jié)板上，且線圈調(diào)節(jié)板上設(shè)有至少兩個接線孔，每個接線孔對應(yīng)不同匝數(shù)的線圈。

作為優(yōu)選，所述線圈設(shè)于線圈調(diào)節(jié)板上，且線圈調(diào)節(jié)板上設(shè)有至少兩個接線孔，每個接線孔對應(yīng)不同匝數(shù)的線圈。

作為優(yōu)選，所述磁鐵安裝座中間為空心結(jié)構(gòu)并套于立桿上但不與立桿接觸。

作為優(yōu)選，所述立桿上設(shè)有刻度。

本實驗器工作原理：保持線圈固定不動，將磁鐵安裝座提起，分別依次間隔3cm，從不同高度自然釋放，光電門傳感器記錄擋光實驗，測得5組實驗數(shù)據(jù)，進行比較；通過改變選擇不同的線圈匝數(shù)可進行重復(fù)實驗。

本實用新型能實現(xiàn)如下技術(shù)效果：

（1）通過改變磁鐵的下落高度而改變磁鐵通過光電門傳感器的擋光時間，得到“線圈切割磁感線的時間”，以代替線圈的運動，即線圈不動，磁鐵動，使實驗過程更加穩(wěn)定，使實驗結(jié)果更加精確；

（2）本實驗器為定量測量驗證公式，使實驗更具有說服力；

（3）通過光電門傳感器記錄擋光時間，信號采集器采集感應(yīng)電動勢使實驗操作更簡單，實驗結(jié)果更加直觀；

（4）線圈匝數(shù)可調(diào)節(jié)，為一個變量，實驗可以通過控制變量法驗證，使實驗結(jié)果更具有說服力。

附圖說明