[實用新型]一種電磁教學實驗教具

有效

• 申請號: 201820564317.1
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN208796535U
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 鄧青松;孫永潔;李雁鵬;紀辰蓓;費楊樂子;丁港;王成會
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 西安佩騰特知識產權代理事務所(普通合伙) 61226
• 代理人: 曹宇飛

本實用新型提供了一種電磁教學實驗教具，具有裝置結構簡單、組裝以及實驗操作方便、實驗效果穩定直觀的特點。包括：轉盤，轉盤水平設置；電機，電機與轉盤接觸并可外接電源以驅動轉盤水平旋轉；磁鐵，磁鐵包括有兩塊，兩塊磁鐵相對的固定在轉盤上表面且兩塊磁鐵的極性相對；支撐架，包括架體以及與架體固定連接的支撐臂，支撐臂延伸至轉盤的垂直上方；線圈，通過連接線懸掛于支撐臂上，線圈可轉動的位于兩塊磁鐵形成的磁場中。

技術領域

本實用新型屬于教學用模型及教具制造技術領域，具體涉及一種電磁教學實驗教具。

背景技術

實驗教具，是一種常用于物理等學科中的，通過實驗的結果展現抽象的物理定律或理論的教學儀器。裝置簡單、操作方便、結果明顯的實驗教具，能夠有效地幫助學習者直觀的理解枯燥抽象的理論知識，提高學習者的學習效率。

楞次定律：感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。根據楞次定律，如果磁場相對于導體轉動，在導體中就會產生感應電流，感應電流會使導體受到安培力的作用，安培力使導體運動起來，這種作用也常常被稱為電磁驅動。

現有技術中用于展示電磁學中“楞次定律”的實驗教具，大多采用將磁鐵插入通電線圈中，并將線圈與檢流計的兩個連接端電連接，通電后檢流計上的電流示數會發生改變，學習者經多次反復試驗，觀察檢流計上電流示數的改變，總結歸納得出影響電流方向和大小的因素，能夠得出楞次定律的結論。但是這種實驗方式得到的實驗結論很不直觀。

現有技術中還包括有一種改進的教具，是通過懸吊的方式連接兩塊磁鐵，在兩塊磁鐵之間形成有磁場，向懸吊的兩塊磁鐵施加一個初速度使其旋轉從而產生旋轉磁場，學習者能夠觀察到位于旋轉磁場中的線圈隨之轉動的實驗現象。這種形式的“楞次定律”或稱為“電磁驅動”的實驗教具，雖然對實驗結果的體現較為直觀，但是，由于兩塊磁鐵是通過懸吊的方式連接于固定物或支撐桿之上，通過人為施加初速度使其轉動的，人為施加的初速度會受到空氣阻力而減速，或者，通過施加初速度產生扭轉力矩后釋放使其自由旋轉，懸吊的兩塊磁鐵的旋轉速度均難以持續較長的時間并保證勻速，且位于磁場中的線圈的放置方式較難設計，單點支撐固定容易在受到旋轉磁場作用力后掉落，懸吊連接又會在旋轉過程中與兩塊磁鐵的懸吊連接線之間纏繞，從而影響到實驗結果的穩定和準確，甚至使學習者產生線圈的轉動并不是由于旋轉磁場驅動的困惑，不利于學習者對相關理論知識的理解和對實驗現象的分析觀察。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種電磁教學實驗教具，具有裝置結構簡單、組裝以及實驗操作方便、實驗效果穩定直觀的特點。

其采用的技術方案如下：

一種電磁教學實驗教具，包括：轉盤，轉盤水平設置；電機，電機與轉盤接觸并可外接電源以驅動轉盤水平旋轉；磁鐵，磁鐵包括有兩塊，兩塊磁鐵相對的固定在轉盤上表面且兩塊磁鐵的極性相對；支撐架，包括架體以及與架體固定連接的支撐臂，支撐臂延伸至轉盤的垂直上方；線圈，通過連接線懸掛于支撐臂上，線圈可轉動的位于兩塊磁鐵形成的磁場中。

進一步的，支撐架上還包括夾持部，夾持部的根部與架體或支撐臂轉動連接、端部夾持以固定線圈。電磁教學實驗教具還包括檢流計，檢流計的兩個連接端分別與線圈之間電連接并形成閉合回路。

優選的，轉盤為圓形轉盤，兩塊磁鐵分別設置在圓形轉盤直徑方向的兩邊緣。

優選的，電機設置在轉盤的下表面，電機的輸出軸與轉盤的中心軸同軸連接。

進一步的，本實用新型實施例的電磁教學實驗教具還包括干電池，干電池的正極與負極分別與電機之間電連接并形成閉合回路。

進一步的，本實用新型實施例的電磁教學實驗教具還包括開關，開關串聯在干電池與電機形成的閉合回路中。

優選的，線圈為軸對稱線圈，線圈與連接線的連接點位于對稱軸上。