专利名称：安培力转轮演示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种普通物理教学的演示仪器，尤其是一种可用来演示安培定理 及安培力作用的安培力转轮演示仪。
背景技术：
目前在我国物理的电学教学中，安培定理及安培力的作用是一个非常重要的课 题，在教学这部分内容时，以往的安培力演示仪，通常都是用一段通电导线或线圈通电时在 磁场中偏转一个角度来演示安培力，其演示的动作大都是从一种静态跃变为另一种静态， 演示的效果缺乏动感。
发明内容本实用新型设计了一种专门演示安培力作用的教学演示仪器——安培力转轮演 示仪，使安培力的作用能通过轮子转动的形式直观地显示出来，演示的动感非常好，对提升 教学效果和加强学生的直观印象提供了一种较好的演示仪器。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是由两个圆形转盘和连接在两圆 形转盘间的导电横条一起构成一个水车状的转轮。安培力转轮演示仪的电源箱通过电缆分 别连接到支架两侧的两个电刷上，电刷再与两转盘中心附近的、处于最下部位置的一对触 点接触，通过两转盘上的导电覆铜条给处于最下部位置的导电横条接通直流电流，这根通 电横条受到下方磁铁沿竖直方向的磁场作用，产生与横条垂直并沿水平方向的安培力。此 通电横条的安培力产生的力矩使转轮转过一个角度，同时，与这根横条相连的触点偏离了 最低位置，电刷又转而与另一对处于最下部位置的触点接触，使电流又从新的一根处于最 下部位置的横条通过，这样的过程不断进行，转轮就能保持持续的转动。安培力转轮的演示，可以根据如下原理说明根据安培力的原理，通电导线在磁场中的受力方向和大小，用矢量式表示为F = LIXB本演示仪器通过电刷的转换，把强大的直流电流始终通入“转轮”下部的导电横条 中，使该通电的横条在磁铁磁场的作用下，受到一个与轮半径方向垂直的力，从而使转轮产 生转动的力矩。当轮转动时不断有新的横条受到安培力，使转轮不断地受力矩而转动。本实用新型的有益效果是可直观形象地把安培力作用的教学内容通过转轮的转 动表现出来，改善和提升了教学的效果。
图1是整个安培力转轮演示仪侧面的结构示意图。图2是安培力转轮演示仪其中一个转盘的盘面平面图。在图1中，(1)是安培力转轮演示仪两边的两个圆形转盘；(2)是连接在两个圆 形转盘之间的导电横条，均勻地分布在转盘外边缘的一周；(3)是穿过转盘的转轴，采用绝缘材料做成；(4)是与两侧转盘中心附近的导电触点接触的电刷；(5)是支撑转轴的、带轴 承的支架；(6)是固定支架的底座；(7)是固定在底座上的磁铁，其磁力线方向沿竖直方向； (8)是与两边电刷相连接的电缆；(9)是为安培力转轮导电横条提供直流电流的电源箱。在图2中，(10)是转盘外边缘穿过导电横条的固定孔；(11)是转盘面上的导电覆 铜条，各导电覆铜条间呈扇形排列，相互间是绝缘的；(12)是转盘中心附近的导电触点，用 以与电刷相接触。从图2中显示圆形转盘面上导电覆铜条与穿过导电横条的固定孔数量 是相同的，即圆形转盘面上有与导电横条数量相同的导电覆铜条。
具体实施方式
以下结合附图1和附图2对本实用新型作进一步描述。在附图1中，安培力转轮演示仪的两个圆形转盘(1)和连接在两圆形转盘之间的 导电横条(2) —起构成一个水车状的转轮，这个转轮的转轴(3)被支撑在两边的带轴承的 支架(5)上，使转轮可自由地转动。安培力转轮演示仪的电源箱(9)通过电缆(8)分别连 接到支架两侧的两个电刷(4)上，电刷再与附图2上的两转盘中心附近的、处于最下部位置 的一对导电触点(12)接触，而这一对导电触点又通过附图2上的覆铜条(11)与转盘外边 缘的横条固定孔(10)联通，使附图1中处于最下部位置的一根导电横条(2)通电。这根通 电后的横条受到附图1中的磁铁(7)沿竖直方向的磁场作用，产生与横条垂直并沿水平方 向的安培力。此安培力产生的力矩使转轮转过一个角度，同时，与这根横条相连的触点偏离 了最低位置，电刷又转而与另一对处于最下部位置的触点接触，使电流又从新的一根处于 最下部位置的横条通过，于是使转轮保持持续转动的力矩又由这新的横条来接替。这新的 横条又使转轮转过一个角度，电刷又与再下一对触点接触。这样的过程不断进行，转轮就能 保持持续的转动。
权利要求1.一种安培力转轮演示仪，其特征是该演示仪由两个圆形转盘和连接在两圆形转盘 间的导电横条一起构成一个水车状的转轮，安培力转轮演示仪的电源箱通过电缆分别连接 到支架两侧的两个电刷上，电刷再与两转盘中心附近的、处于最下部位置的一对触点接触。
2.根据权利要求1所述的安培力转轮演示仪，其特征是该演示仪的圆形转盘面上有 与导电横条数量相同的导电覆铜条，各导电覆铜条间呈扇形排列，相互间是绝缘的，在转盘 外边缘的导电覆铜条上有固定导电横条的固定孔。
专利摘要一种安培力转轮演示仪，该演示仪由两个圆形转盘和连接在两圆形转盘间的导电横条一起构成一个水车状的转轮，安培力转轮演示仪的电源箱通过电刷分别连接到支架两侧的两个电刷上，电刷再与两转盘中心附近的、处于最下部位置的一对触点接触，再通过转盘上的导电覆铜条给处于最下部位置的导电横条接通直流电流，此通电横条受到下方磁铁沿竖直方向的磁场作用，产生与横条垂直并沿水平方向的安培力，从而使转轮保持持续的转动。
文档编号G09B23/18GK201918083SQ20092004886
公开日2011年8月3日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者许生慧, 钱仰德 申请人:南京工程学院