一种手摇往复式电磁驱动物理实验演示仪的制作方法

本实用新型涉及一种物理实验演示仪器，尤其是一种手摇往复式电磁驱动物理实验演示仪，属于物理实验器械技术领域。

背景技术：

金属处于变化的磁场中时，金属内部将产生感应电流——涡流。根据楞次定律，涡流的磁场总是阻碍导体与原磁场的相对运动，形成电磁阻尼。涡流的电磁阻尼既可用于电磁制动，又可用于电磁驱动。实用新型专利“201510290404.3”涉及一种电磁驱动演示仪，包括托板、电动机、永磁铁和铝圆盘，铝圆盘通过支撑架固定在托板上，电动机通过铁架板固定在托板上，电动机设在铁架板的一侧，铁架板的另一侧设有长方形铁板，其中长方形铁板的两端上设有永磁铁，长方形铁板和电动机之间通过水平轴进行连接。此专利由于是通过电机来驱动不相接触的铝圆盘，所演示的电磁驱动方式为旋转式，而且操控起来没有手感，人们感受不深刻。因此，现设计实用新型一个基于电磁驱动为直线运动式的实验演示仪，用不同的方法来演示电磁驱动这一物理现象，使人们从不同的角度来理解电磁驱动这一物理原理，加深对该方面的知识的理解掌握。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是要提供一种手摇往复式电磁驱动物理实验演示仪，基于电磁驱动为直线运动式演示仪，目的在于：用不同的方法来演示电磁驱动这一物理现象，使学生从不同的角度来理解电磁驱动这一物理原理，加深对该方面的知识的理解掌握，提高物理教学的质量。

为了实现上述的目的，本实用新型所采取的技术方案为：一种手摇往复式电磁驱动物理实验演示仪，包括基体、电磁阻尼滑块部件、磁力驱动部件，基体为底板1，电磁阻尼滑块部件、磁力驱动部件固定在底板1上，

所述的电磁阻尼滑块部件由圆柱导轨Ⅰ61、圆柱导轨Ⅱ62、铜圈Ⅰ71、铜圈Ⅱ72、滑块Ⅰ101、滑块Ⅱ102，圆柱导轨Ⅰ61和圆柱导轨Ⅱ62分别固定安装在底板1上，铜圈Ⅰ71和铜圈Ⅱ72均置于滑块Ⅰ101和滑块Ⅱ102之间且一端与铜圈Ⅰ71连接，另一端与铜圈Ⅱ72连接，铜圈Ⅰ71和铜圈Ⅱ72将滑块Ⅰ101和滑块Ⅱ102连成一体，滑块Ⅰ101和滑块Ⅱ102分别与圆柱导轨Ⅰ61和圆柱导轨滑块Ⅱ102滑动联接，滑块Ⅰ101和滑块Ⅱ102可在圆柱导轨Ⅰ61和圆柱导轨滑块Ⅱ102上滑动；

所述的磁力驱动部件包括导杆滑座Ⅰ51、导杆滑座Ⅱ52、永磁铁芯棒8、导杆4、连杆2、轮盘3、轮盘架9、手柄11，导杆滑座Ⅰ51和导杆滑座Ⅱ52以及轮盘架9安装固定在底板1上，导杆4中间固接有永磁铁芯棒8，导杆4的两端分别与导杆滑座Ⅰ51和导杆滑座Ⅱ52的滑道联接，导杆4可在导杆滑座Ⅰ51和导杆滑座Ⅱ52的滑道中作轴向滑动，导杆4穿过铜圈Ⅰ71和铜圈Ⅱ72，使导杆4上的永磁铁芯棒8置于铜圈Ⅰ71和铜圈Ⅱ72之间，连杆2把导杆4和轮盘3联接在一起，手柄11与轮盘3连接且二者安装在轮盘架9上。

优选地，所述的电磁阻尼滑块部件、磁力驱动部件以螺栓联接固定的方式安装固定在底板1上。

本实用新型的工作原理是：实验时，操作者摇动手柄 11 ，使轮盘 3 同步转动，轮盘 3 带动连杆 2 ，连杆 2 驱动导杆 4 作在导杆滑座Ⅰ 51 和导杆滑座Ⅱ 52 的滑道中作轴向直线滑动，这时，与导杆 4 自成一体的磁铁芯轴 8 在导杆 4 的带动下也同步作直线运动，当永磁铁芯棒 8 迅速靠近铜圈Ⅰ 71 时，永磁铁芯棒 8 使闭合的铜圈Ⅰ 71 间产生涡流，涡流产生的安培力作用在永磁铁芯棒 8 上，在反作用力的作用下，永磁铁芯棒 8 推动铜圈I 71 带着滑块Ⅰ 101 和滑块Ⅱ 102 做同向运动。同理，当永磁铁芯棒 8 迅速靠近铜圈Ⅱ 72 时，永磁铁芯棒 8 使闭合的铜圈Ⅱ 72 间产生涡流，涡流产生的安培力作用在永磁铁芯棒 8 上，在反作用力的作用下，永磁铁芯棒 8 推动铜圈II 72 带着滑块Ⅰ 101 和滑块Ⅱ 102 做同向运动。在实验中，只要操作者不间断地摇动手柄 11 ，由曲柄滑块机构的运动原理，连杆 2 驱动导杆 4 连同永磁铁芯棒 8 一起作往复直线运动，这时，永磁铁芯棒 8 就会驱动铜圈Ⅰ 71 和铜圈Ⅱ 72 也跟着作往复直线运动。这样，就直观地演示了电磁驱动的物理现象。

本实用新型的有益效果是：结构新颖简单，操作方便，所演示的物理原理直观易懂，操作者能亲身体会到电磁驱动力的存在，使人们加深对电磁驱动这一物理知识的理解掌握。

附图说明

图1为本实用新型的一个方向的立体结构简图；

图2为本实用新型的另一个方向的立体结构简图；

图3为本实用新型的结构示意图俯视图；

图4为本实用新型的结构示意图全剖面图。

图中各标号为：1-底板、2-连杆、3-轮盘、4-导杆、51-导杆滑座Ⅰ、52-导杆滑座Ⅱ、61-圆柱导轨Ⅰ、62-圆柱导轨Ⅱ、71-铜圈Ⅰ、72-铜圈Ⅱ、8-永磁铁芯棒、9-轮盘架、101-滑块Ⅰ、102-滑块Ⅱ、11-手柄。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明。

实施例1，如图1-4所示，一种手摇往复式电磁驱动物理实验演示仪，包括基体、电磁阻尼滑块部件、磁力驱动部件，基体为底板1，电磁阻尼滑块部件、磁力驱动部件固定在底板1上，

所述的电磁阻尼滑块部件由圆柱导轨Ⅰ61、圆柱导轨Ⅱ62、铜圈Ⅰ71、铜圈Ⅱ72、滑块Ⅰ101、滑块Ⅱ102，圆柱导轨Ⅰ61和圆柱导轨Ⅱ62分别固定安装在底板1上，铜圈Ⅰ71和铜圈Ⅱ72均置于滑块Ⅰ101和滑块Ⅱ102之间且一端与铜圈Ⅰ71连接，另一端与铜圈Ⅱ72连接，铜圈Ⅰ71和铜圈Ⅱ72将滑块Ⅰ101和滑块Ⅱ102连成一体，滑块Ⅰ101和滑块Ⅱ102分别与圆柱导轨Ⅰ61和圆柱导轨滑块Ⅱ102滑动联接，滑块Ⅰ101和滑块Ⅱ102可在圆柱导轨Ⅰ61和圆柱导轨滑块Ⅱ102上滑动；

所述的磁力驱动部件包括导杆滑座Ⅰ51、导杆滑座Ⅱ52、永磁铁芯棒8、导杆4、连杆2、轮盘3、轮盘架9、手柄11，导杆滑座Ⅰ51和导杆滑座Ⅱ52以及轮盘架9安装固定在底板1上，导杆4中间固接有永磁铁芯棒8，导杆4的两端分别与导杆滑座Ⅰ51和导杆滑座Ⅱ52的滑道联接，导杆4可在导杆滑座Ⅰ51和导杆滑座Ⅱ52的滑道中作轴向滑动，导杆4穿过铜圈Ⅰ71和铜圈Ⅱ72，使导杆4上的永磁铁芯棒8置于铜圈Ⅰ71和铜圈Ⅱ72之间，连杆2把导杆4和轮盘3联接在一起，手柄11与轮盘3连接且二者安装在轮盘架9上。

进一步地，所述的电磁阻尼滑块部件、磁力驱动部件以螺栓联接固定的方式安装固定在底板1上。

在底板1上呈一定间隔对称安装两个圆柱导轨，圆柱导轨上分别联接着滑块，滑块间固定安装着两个轴向相同的铜圈，两个铜圈之间轴向间隔一定距离，在铜圈的轴向方向上的两端外侧底板1处，分别安装有导杆滑座；永磁铁芯棒8固定安装在导杆4中间处和导杆4连成一体，永磁铁芯棒8连同导杆4一起沿着铜圈的中心穿过铜圈，使永磁铁芯棒8置于两个铜圈之间，轴向与两个铜圈的轴向相同，导杆4两端穿过导杆滑座的滑道孔，导杆4可以在导杆滑道孔内滑动。底板1外侧上固定安装有轮盘架9，轮盘架9支承着轮盘3和手柄11，轮盘3和导杆4之间，通过连杆2来联接，实现动力传递的功能。

连杆2把导杆4和轮盘3联接起来，组成曲柄滑块机构，通过摇动手柄11即能驱动导杆4在导杆滑座的滑道内作往复运动；由于导杆4和永磁铁芯棒8固定在一起，故当导杆做往复运动时，永磁铁芯棒8也做往复运动；当置于铜圈之间的永磁铁芯棒8作往复运动时，永磁铁芯棒8和铜圈之间有相对运动，使闭合的铜圈内部产生涡流，涡流产生的安培力作用在永磁铁芯棒8上，在反作用力的作用下，永磁铁芯棒8驱动铜圈带着滑块在圆柱导轨上作同向滑动。

实验时，操作者摇动手柄 11 ，使轮盘 3 同步转动，轮盘 3 带动连杆 2 ，连杆 2 驱动导杆 4 作在导杆滑座Ⅰ 51 和导杆滑座Ⅱ 52 的滑道中作轴向直线滑动，这时，与导杆 4 自成一体的磁铁芯轴 8 在导杆 4 的带动下也同步作直线运动，当永磁铁芯棒 8 迅速靠近铜圈Ⅰ 71 时，永磁铁芯棒 8 使闭合的铜圈Ⅰ 71 间产生涡流，涡流产生的安培力作用在永磁铁芯棒 8 上，在反作用力的作用下，永磁铁芯棒 8 推动铜圈I 71 带着滑块Ⅰ 101 和滑块Ⅱ 102 做同向运动。同理，当永磁铁芯棒 8 迅速靠近铜圈Ⅱ 72 时，永磁铁芯棒 8 使闭合的铜圈Ⅱ 72 间产生涡流，涡流产生的安培力作用在永磁铁芯棒 8 上，在反作用力的作用下，永磁铁芯棒 8 推动铜圈II 72 带着滑块Ⅰ 101 和滑块Ⅱ 102 做同向运动。在实验中，只要操作者不间断地摇动手柄 11 ，由曲柄滑块机构的运动原理，连杆 2 驱动导杆 4 连同永磁铁芯棒 8 一起作往复直线运动，这时，永磁铁芯棒 8 就会驱动铜圈Ⅰ 71 和铜圈Ⅱ 72 也跟着作往复直线运动。这样，就直观地演示了电磁驱动的物理现象。

该演示仪结构新颖简单，操作方便，所演示的物理原理直观易懂，操作者能亲身体会到电磁驱动力的存在，使人们加深对电磁驱动这一物理知识的理解掌握。

以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。