一种物理多功能实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及物理领域，具体涉及一种物理多功能实验装置。
【背景技术】
[0002]物理学习涉及力学、电磁学，其中力学主要有重力、弹力以及对应的重力势能、弹力势能，还有重力势能、弹力势能以及机械能之间的转换，而电磁学中较重要的是电生磁、磁生电，电生磁时磁场方向、磁场强弱受什么的影响等，均是学习的重点难点，尤其是导体在磁场中同时遇到重力势能、弹力势能的情况下，不能直观的观察其不同点，也不能准确的计算出各能量之间的转换，学生就不容易理解，不易掌握。
【发明内容】
[0003]为克服所述不足，本发明的目的在于提供一种物理多功能实验装置，整体装置结构简单，节能环保，能直观展示重力势能与动能、动能与弹力势能之间转换，展示影响电磁铁的磁场的方向和强度的因素，展示电磁铁磁场分布情况以及在磁场作用下导电体的运动轨迹差异，并能提供数据参考。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种物理多功能实验装置，包括运动物、箱体、电磁铁、太阳能发电装置、永久性磁铁，所述运动物包括抛物、势能物，所述抛物设为软铁棒，软铁棒的一端设有磁性棒，所述势能物设为软铁块，所述箱体底面设为正方形结构，所述箱体上设有箱盖，所述箱盖上表面设有展示台、抛物电磁铁定位槽、势能物电磁铁定位槽，所述展示台为透明玻璃或塑料材质，所述展示台上设有可旋转磁针，展示台与箱盖上表面之间设有腔体，腔体内设有铁肩，所述箱盖下表面与抛物电磁铁定位槽、势能物电磁铁定位槽对应的位置设有抛物定位槽、势能物定位槽，所述箱体底面上设有弹簧装置一、弹簧装置二、背板，所述弹簧装置一设在势能物定位槽的正下方，所述背板中间设有磁性画板，背板的一侧上端设有平抛轨道，平抛轨道位于箱盖抛物定位槽的下面，所述箱体上一个侧面设有一排均匀的激光发射器，相对的另一个侧面设有一排均匀分布的光电二极管，所述激光发射器和光电二极管对应，所述箱体四个侧面外侧底部设有可容纳永久性磁铁的永久性磁铁定位槽；
[0005]所述激光发射器和光电二极管分别通过信号线路与控制器相连，控制器内设有时钟芯片、信号处理器、数据存储模块、电源模块，控制器上设有显示器、控制器开关；
[0006]所述太阳能发电装置包括底座以及设在底座上的太阳能电池板，所述底座内设有蓄电池、转换控制电路、充电控制电路、输出控制电路，所述底座上设有正极连接口、负极连接口、电源开关；
[0007]所述电磁铁放置于抛物电磁铁定位槽或势能物电磁铁定位槽内，所述电磁铁分别通过导线与太阳能发电装置的正极连接口、负极连接口相连形成回路。
[0008]进一步，所述永久性磁铁设有两块。
[0009]进一步，所述电磁铁至少设有两种不同的线圈匝数，便于展示线圈匝数对磁场强度的影响。
[0010]进一步，所述背板在箱体内可移动，可根据实验需要移动到合适位置。
[0011]进一步，所述弹簧装置一包括弹簧一以及设在弹簧一一端的托盘一，所述弹簧一垂直于箱体底面。
[0012]进一步，所述弹簧装置二包括弹簧二、托盘二、支撑杆、角度盘，角度盘的圆心通过紧固螺栓与支撑杆的一端相连，所述支撑杆的另一端设有弹簧二，支撑杆与弹簧二的中心线在一条直线上，所述支撑杆内设有固定电磁铁，所述弹簧二的另一端设有托盘二，托盘二设为半圆筒形，半圆筒的内直径与抛物的直径相匹配，防止倾斜时抛物掉落，所述电磁铁两端设有引出线。
[0013]进一步，所述太阳能电池板通过转换控制电路、充电控制电路与蓄电池相连，蓄电池通过输出电路与正极连接口、负极连接口相连，所述电源开关设在输出电路与负极连接口或者正极连接口之间，所述转换控制电路上设有稳压二极管，充电控制电路设有防反冲二极管、过充电保护电路，输出电路上设有防短路保护电路、过放电保护电路。
[0014]进一步，所述电磁铁与太阳能发电装置之间的回路上设有可变电阻，可通过调节可变电阻，从而电磁铁与太阳能发电装置之间回路的电流，电磁铁的磁场强度随之改变。
[0015]进一步，当箱盖扣合在箱体上时，所述弹簧装置一、弹簧装置二、激光发射器、光电二极管以及抛物电磁铁定位槽、势能物电磁铁定位槽的中心线在同一平面上。
[0016]本发明具有以下有益效果:结构简单，利用太阳能提供电能，增加实验的趣味性，展示台将铁肩封闭在腔体内，防止外扬，污染环境，整体设计节能环保；能直观展示重力势能与动能、动能与弹力势能之间转换，展示影响电磁铁的磁场的方向和强度的因素，展示电磁铁磁场分布情况以及在磁场作用下导电体的运动轨迹差异，并能提供数据参考，将直观的实验现象与具体的数值联系起来，有利于学生理解学习；实验中利用电磁铁对抛物的吸引力，切断电源后，电磁铁磁力消失，抛物能自由下落，不会受到其他作用力的影响，保证每个实验的准确性、重复性不受干扰。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的结构示意图。
[0018]图2是本发明箱盖的俯视图。
[0019]图中，I箱体，2箱盖，21抛物电磁铁定位槽，211抛物定位槽，22展示台，221可旋转磁针，23铁肩，24势能物电磁铁定位槽，241势能物定位槽，3背板，31平抛轨道，32磁性画板，4激光发射器，5弹簧装置二，51支撑杆，52紧固螺栓，53角度盘，54弹簧二，55托盘二，56引出线，6弹簧装置一，61弹簧一，62托盘一，7光电二极管，81抛物，82势能物，9电磁铁，10可变电阻，11太阳能发电装置，111太阳能电池板，112底座，113电源开关，114负极连接口，115正极连接口，12控制器，13永久性磁铁定位槽，14永久性磁铁。
【具体实施方式】
[0020]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0021]根据图1、图2所示的一种物理多功能实验装置，包括运动物、箱体1、电磁铁9、太阳能发电装置11、永久性磁铁14，所述运动物包括抛物81、势能物82，所述抛物81设为软铁棒，软铁棒的一端设有磁性棒，所述势能物82设为软铁块，所述箱体I底面设为正方形结构，所述箱体I上设有箱盖2，所述箱盖2上表面设有展示台22、抛物电磁铁定位槽21、势能物电磁铁定位槽24，所述展示台22为透明玻璃或塑料材质，所述展示台22上设有可旋转磁针221，展示台22与箱盖2上表面之间设有腔体，腔体内设有铁肩23，所述箱盖2下表面与抛物电磁铁定位槽21、势能物电磁铁定位槽24对应的位置设有抛物定位槽211、势能物定位槽241，所述箱体I底面上设有弹簧装置一 6、弹簧装置二 5、背板3，所述弹簧装置一 6设在势能物定位槽241的正下方，所述背板3中间设有磁性画板32，背板3的一侧上端设有平抛轨道，平抛轨道位于箱盖2抛物定位槽211的下面，所述箱体I上一个侧面设有一排均匀分布的激光发射器4，相对的另一个侧面设有一排均匀分布的光电二极管7，所述激光发射器4和光电二极管7 对应，所述箱体I四个侧面外侧底部设有可容纳永久性磁铁14的永久性磁铁定位槽13 ;
[0022]所述激光发射器4和光电二极管分别通过信号线路与控制器12相连，控制器12内设有时钟芯片、信号处理器、数据存储模块、数据电源模块，控制器12上设有显示器、控制器开关；
[0023]所述太阳能发电装置11包括底座112以及设在底座112上的太阳能电池板111，所述底座112内设有蓄电池、转换控制电路、充电控制电路、输出控制电路，所述底座112上设有正极连接口 115、负极连接口 114、电源开关113 ；
[0024]所述电磁铁9可竖直放置于抛物电磁铁定位槽21或势能物电磁铁定位槽24内，所述电磁铁9分别通过导线与太阳能发电装置11的正极连接口 115、负极连接口 114相连形成回路。
[0025]进一步，所述永久性磁铁14设有两块。
[0026]进一步，所述电磁铁9至少设有两种不同的线圈匝数，便于展示线圈匝数对磁场强度的影响。
[0027]进一步，所述背板3在箱体I内可移动，可根据实验需要移动到合适位置。
[0028]进一步，所述弹簧装置一 6包括弹簧一 61以及设在弹簧一 61 —端的托盘一 62，所述弹簧一 61垂直于箱体I底面。
[0029]进一步，所述弹簧装置二 5包括弹簧二 54、托盘二 55、支撑杆51、角度盘53，角度盘53的圆心通过紧固螺栓52与支撑杆51的一端相连，所述支撑杆51的另一端设有弹簧二 54，支撑杆51与弹簧二 54的中心线在一条直线上，所述支撑杆51内设有固定电磁铁，所述弹簧二 54的另一端设有托盘二 55，托盘二 55设为半圆筒形，半圆筒的内直径与抛物81的直径相匹配，防止倾斜时抛物81掉落，所述固定电磁铁两端设有引出线56。
[0030]进一步，所述太阳能电池板111通过转换控制电路、充电控制电路与蓄电池相连，蓄电池通过输出电路与正极连接口 115、负极连接口 114相连，所述电源开关113设在输出电路与负极连接口 114或者正极连接口 115之间，所述转换控制电路上设有稳压二极管，充电控制电路设有防反冲二极管、过充电保护电路，输出电路上设有防短路保护电路、过放电保护电路。
[0031]进一步，所述电磁铁与太阳能发电装置11之间的回路上设有可变电阻10，可通过调节可变电阻10，从而电磁铁与太阳能发电装置11之间回路的电流，电磁铁9的磁场强度随之改变。
[0032]进一步，当箱盖2扣合在箱体I上时，所述弹簧装置一 6、弹簧装置二 5、激光发射器4、光电二极管7以及抛物电磁铁定位槽21、势能物电磁铁定位槽24的中心线在同一平面上。
[0033]将太阳能发电装置11放置在阳光下，让太阳能电池板111朝向阳光，进行发电，通过转换控制电路、充电控制电路，安全的向蓄电池进行充电，以备实验时使用。
[0034]实验一，展示电生磁、磁场方向以及电磁铁9周围的磁场分布情况:将太阳能发电装置11与可变电阻10、电磁铁9相连，将电磁铁9平行放置在展示台22上；