电磁阻尼现象多效对比实验装置的制作方法

本发明涉及一种物理教具，具体涉及一种电磁阻尼现象多效对比实验装置。

背景技术：

在中学物理实验中，演示电磁阻尼通常采用如下三种方式，（1）采用交流电电源产生变化的磁场，线圈不动，在闭合导体中产生涡流；（2）采用静止的恒定磁场，线圈运动切割磁感线，线圈中产生涡流；（3）采用运动的恒定静磁场，闭合导体不动，在闭合导体中产生涡流；市场上缺少一种采用运动的恒定静磁场，非闭合导体不动，在非闭合导体中产生涡流的实验装置，且可以做电磁阻尼对比实验的装置。

技术实现要素：

本发明采用如下技术方案，可解决上述背景技术中提出的问题，一种电磁阻尼现象多效对比实验装置，包括小磁铁投放装置、多管支架、竖直立管、小磁铁收集装置、电控装置，其特征在于：所述小磁铁投放装置包括第四水平板、第五水平板、矩形支架，所述第四水平板中部设计了五个洞孔，其四个顶角通过空心套管，下方连接四根竖直立杆，上方连接矩形支架，所述矩形支架为带矩形夹具支架，其左右中部下方焊接了u形框架，u形框架上放置了一对手夹，所述手夹一端为自由端，便于手动操作手夹，另一端通过两个螺钉分别固定连接于一对可动板a板及b板的下方，当a板与b板合扰时，接缝处形成五个圆柱形凹槽，其圆柱形凹槽上口与圆柱形小磁铁的直径等大，下口设计一圆柱形洞孔，其直径小于小磁铁的直径，当双手用力夹一对手夹时，五个小磁铁能在重力作用下同时从凹槽中落入下方的竖直立管中；所述矩形支架的上方还通过四个顶角处的空心套管连接安装了第五水平板，第五水平板的中部设计了五个圆孔，圆孔的直径与小磁铁的直径等大，五块小磁铁平常可放在第五水平板上的圆孔中，由于一对手夹弹簧的弹力作用，下方的可动板a板与b板直接接触，五块小磁铁不会掉入竖直立管中，只有在使用者双手同时用力夹一对手夹的手臂时，五块小磁铁会同时掉入下方的竖直立管中。

所述多管支架由第一底板、第二水平板、第三水平板通过四个顶角处的四根竖直立杆相连接构成三层书架形结构，五根竖直立管穿过第二水平板、第三水平板的洞孔，安装在多管支架的内部；所述竖直立管包括无缝簿铜管、有缝簿铜管、无缝厚铜管、无缝厚铝管、无缝厚塑料管，所述有缝簿铜管的侧面有一条从上至下的缝隙，从外部可看到铜管内部小磁铁下落的情况。

所述小磁铁收集装置包括五个敞口塑料瓶，分别安装于竖直立管的正下方，位于第一底板的上方，用于收集从竖直立管中落下的小磁铁；每个敞口塑料瓶内部中央还固定安装了压力开关，保证小磁铁从竖直立管中落下时，正好能碰到压力开关。

所述电控装置包括五组压力开关，五组指示灯及电源，每组压力开关与指示灯串联，再与电源组成闭合电路，当小磁铁从竖直立管中落下时，碰到压力开关，对应的指示灯将会亮起，指示灯安装在第二水平板的前方，指示灯左右编号与竖直立管的左右编号一一对应，从指示灯亮起的时间不同，说明小磁铁下落的快慢不同；指示灯亮起快的，表明对应的小磁铁下落快，受到的电磁阻尼小；指示灯亮起慢的，表明对应的小磁铁下落时间长，受到的电磁阻尼大。

本发明的有益效果在于，闭合导体及非闭合导体不动，利用小磁铁下落产生运动的恒定静磁场，演示在闭合导体及非闭合导体中均产生感应电流，在无缝厚塑料管中不产生感应电流，本装置可以做相同厚度的不同金属管材，或不同厚度的同种金属管材，利用运动的永磁体在其中下落快慢不同，做电磁阻尼现象对比演示实验。

附图说明

图1是本发明的空间立体结构示意图；

图2是本发明有缝簿铜管的缝隙结构示意图；

图3是本发明的第五水平板结构示意图；

图4是本发明的矩形支架结构示意图；

图5是本发明的矩形支架ab板分开效果示意图；

图6是本发明的矩形支架侧面结构示意图；

图7是本发明的小磁铁投放装置与多管支架连接安装结构示意图；

图中：1—第一底板1，2—第二水平板，3—第三水平板，4—第四水平板，5—竖直立杆，6—无缝簿铜管，7—有缝簿铜管，8—无缝厚铜管，9—无缝厚铝管，10—无缝厚塑料管，11—小磁铁，12—敞口塑料瓶，13—压力开关，14—指示灯，15—电源，16—洞孔，17—缝隙，18—矩形支架，19—第五水平板，20—a板，21—b板，22—手夹，23—u形框架，24—圆孔。

具体实施方式

实施例1，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，一种电磁阻尼现象多效对比实验装置，包括小磁铁投放装置、多管支架、竖直立管、小磁铁收集装置、电控装置；其特征在于：所述小磁铁投放装置包括第四水平板4、第五水平板19、矩形支架18，所述第四水平板4中部设计了五个洞孔16，其四个顶角通过空心套管，下方连接四根竖直立杆5，上方连接矩形支架18，所述矩形支架18为带矩形夹具支架，其左右中部下方焊接了u形框架23，u形框架23上放置了一对手夹22，所述手夹22，一端为自由端，便于手动操作手夹22，另一端通过两个螺钉分别固定连接于一对可动板a板20及b板21的下方，当a板20与b板21合扰时，接缝处形成五个圆柱形凹槽，其圆柱形凹槽上口与圆柱形小磁铁11的直径等大，下口设计一圆柱形洞孔，其直径小于小磁铁11的直径，当双手用力夹一对手夹22时，五个小磁铁11能在重力作用下同时从凹槽中落入下方的竖直立管中；所述矩形支架18的上方还通过四个顶角处的空心套管连接安装了第五水平板19，第五水平板19中部设计了五个圆孔24，圆孔24的直径与小磁铁11的直径等大，五块小磁铁11平常可放在第五水平板19上的圆孔24中，由于一对手夹22弹簧的弹力作用，下方的可动板a板20与b板21直接接触，五块小磁铁11不会掉入竖直立管中，只有在使用者双手同时用力夹一对手夹22的手臂时，五块小磁铁11会同时掉入下方的竖直立管中。

所述多管支架由第一底板1、第二水平板2、第三水平板3通过四个顶角处的四根竖直立杆5相连接构成三层书架形结构，五根竖直立管穿过第二水平板2、第三水平板3的洞孔16，安装在多管支架的内部，所述竖直立管包括无缝簿铜管6、有缝簿铜管7、无缝厚铜管8、无缝厚铝管9、无缝厚塑料管10，所述有缝簿铜管7的侧面有一条从上至下的缝隙17，从外部可看到铜管内部小磁铁16下落的情况。

所述小磁铁收集装置包括五个敞口塑料瓶12，分别安装于竖直立管的正下方，位于第一底板的上方，用于收集从竖直立管中落下的小磁铁11；每个敞口塑料瓶12内部中央还固定安装了压力开关13，保证小磁铁11从竖直立管中落下时，正好能碰到压力开关13。

所述电控装置包括五组压力开关13、五组指示灯14及电源15，每组压力开关13与指示灯14串联，再与电源15组成闭合电路，当小磁铁16从竖直立管中落下时，碰到压力开关13，对应的指示灯14将会亮起，指示灯14安装在第二水平板2的前方，指示灯14左右编号与竖直立管的左右编号一一对应，从指示灯14亮起的时间不同，说明小磁铁16下落的快慢不同；指示灯14亮起快的，表明对应的小磁铁16下落快，受到的电磁阻尼小；指示灯14亮起慢的，表明对应的小磁铁16下落慢，受到的电磁阻尼大。

实施例2，无缝簿铜管6、无缝厚铜管8实验对比，小磁铁16在无缝簿铜管6下落快，指示灯14亮起快，表明小磁铁16受到的电磁阻尼小；小磁铁16在无缝厚铜管8下落慢，指示灯14亮起慢，表明小磁铁16受到的电磁阻尼大。

实施例3，无缝簿铜管6、有缝簿铜管7实验对比，小磁铁16在无缝簿铜管6下落慢，指示灯14亮起慢，表明小磁铁16受到的电磁阻尼大；小磁铁16在有缝簿铜管7下落快，指示灯14亮起快，表明小磁铁16下落时间长，受到的电磁阻尼大。

实施例4，无缝厚铝管9、无缝厚塑料管10实验对比，小磁铁16在无缝厚铝管9下落慢，指示灯14亮起慢，表明小磁铁16受到的电磁阻尼大；小磁铁16在无缝厚塑料管10下落快，属于自由落体运动，指示灯14亮起最快，表明小磁铁16下落过程中不受电磁阻尼。

本发明的有益效果在于，闭合导体及非闭合导体不动，利用小磁铁16下落产生运动的恒定静磁场，演示在闭合导体及非闭合导体中均产生感应电流——涡流，在无缝厚塑料管中不产生感应电流，本装置可以做相同厚度的不同金属材料，或不同厚度的同种金属材料，利用运动的永磁体在其中下落快慢不同，做电磁阻尼现象对比演示实验。