电荷间作用力演示器的制作方法

专利名称：电荷间作用力演示器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物理教学实验仪器，尤其是一种演示库仑定律的电荷间作用 力演示器。
背景技术：
目前教学实验中演示电荷间互相作用力大小与带电量及距离的关系(即验证库 仑定律验证试验)的实验仪器是库仑扭秤，这种仪器只能做到对库仑定律公式做定性的演 示，无法进行详尽的定量演示，从而使库仑定律教学实验效果受到阻碍。

实用新型内容本实用新型提供一种可以测量出电荷间作用力的大小，同时可以证明这一作用力 是和两个带电体距离间关系的电荷间作用力演示器。所述的电荷间作用力演示器采用了高 精密的力传感器，用于测量作用力大小，并且将作用力的大小显示出来，通过实验看到变化 关系从而更好解释库仑定律，将定性试验提升到半定量试验。本实用新型的电荷间作用力演示器包括外壳、固定球和移动球、力传感器、显示 器、电路板，所述的固定球和移动球位于所述外壳上面，所述移动球可在所述外壳上移动， 改变与所述固定球的距离，所述固定球连接所述力传感器，所述力传感器通过所述电路板 连接所述显示器。优选的，所述的固定球和移动球下面分别设有固定球支杆和移动球支杆，所述的 固定球支杆的底部固定在外壳里面，所述的外壳在固定球与移动球之间设有开槽，所述的 移动球通过所述的移动球支杆支杆可在所述外壳的开槽里移动，从而改变移动球与固定球 的距离。优选的，所述的移动球支杆下面连接有距离传感器，距离传感器通过电路板连接 显示器，将移动球与固定球的距离显示出来。优选的，所述的移动球通过支杆连接有移动滑块，移动滑块下面设有滑槽，所述的 外壳底部设有滑道，所述的移动球通过滑道移动。优选的，所述的移动滑块旁边设有同步带和至少两个同步轮，移动滑块的侧面与 同步带贴紧，其中一个同步轮的中心设有主轴，主轴穿出外壳部分设有旋钮，扭转旋钮可以 使同步轮旋转，并带动同步带移动，同步带移动带动移动滑块滑动，从而使移动球在外壳开 槽上移动。优选的，所述的移动滑块与同步带固定连接，所述的距离传感器设置在一个同步 轮上。优选的，所述的外壳上设有显示窗，显示窗后面设有显示器，可以从外部观察作用 力和距离大小的变化。优选的，所述的电路板上设有开关电路，并连接开关按钮设置在外壳的表面。优选的，所述的外壳上设有湿度传感器，通过电路板和显示器将仪器所在空间的湿度显示出来。本实用新型的优点是通过两个力传感器和力传感器电路的复位装置，将带电体的 重量排除干净，当电荷间产生作用力时让这个微小的作用力可以直接显示在面板上，这样 可以读出作用力的大小；调整参照物距离，在进行测量作用力，同时可以显示电荷间距的准 确数据，可以通过观察仪器中电荷作用力与间距之间的变化关系来证明库仑定律，这是目 前相关实验和仪器无法做到的。

图1为本实用新型的一种实施例的沿经向剖面示意图；图2为本实用新型的一种实施例的沿纬向剖面示意图；图3为图1的A-A剖视图示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。如图1，3所示，本实用新型的一种电荷间作用力演示器包括固定球1、移动球2、力 传感器3、传感器底座4、距离传感器5、移动部分底座6、移动滑块7、固定球支杆8、移动球 支杆9、同步带10、同步轮11(共五个)、滑轨12、外壳13、主轴14、电路板15、显示窗16、按 钮17、旋钮18、开槽。固定球1连接固定球支杆8，移动球2连接移动球支杆9，外壳13的表面上位于固 定球1和移动球2之间设有开槽；外壳里面的底部上设有传感器底座4和移动部分底座6 ； 力传感器3与固定球支杆8连接，固定在传感器底座4上；移动球支杆下面设有移动滑块7， 移动滑块7下面开有滑槽，与移动部分底座6上设置的滑道相配合；移动滑块7侧面与同步 带10固定连接，同步带10里面包有五个固定的同步轮，左面第二个同步轮上设置距离传感 器5，右面第二个同步轮上通过主轴14连接旋钮18如图2所示，本实用新型电荷间作用力演示器的外壳13上设有显示窗16，显示窗 16后面设有显示器，分别与电路板15相连，显示作用力的大小和距离的大小，按钮17与电 路板15连接，控制电源的开关。
权利要求一种电荷间作用力演示器，包括外壳、固定球、移动球、力的传感器、显示器、电路板，所述的固定球和移动球位于所述外壳上面，所述移动球可在所述外壳上移动，改变与所述固定球的距离，所述固定球连接所述力传感器，所述力传感器通过所述电路板连接所述显示器。
2.根据权利要求1所述的电荷间作用力演示器，其特征在于所述的固定球和移动球 下面分别设有固定球支杆和移动球支杆，所述的固定球支杆的底部固定在外壳里面，所述 的外壳在固定球与移动球之间设有开槽，所述的移动球通过所述的移动球支杆可在所述外 壳的开槽里移动。
3.根据权利要求2所述的电荷间作用力演示器，其特征在于所述的移动球支杆下面 连接有距离传感器，距离传感器通过电路板连接显示器。
4.根据权利要求2或3任一所述的电荷间作用力演示器，其特征在于所述的移动球 通过移动球支杆连接有移动滑块，移动滑块下面设有滑槽，所述的外壳底部设有滑道，所述 的移动滑块的滑槽与所述滑道相配合。
5.根据权利要求4所述的电荷间作用力演示器，其特征在于所述的移动滑块旁边设 有同步带和至少两个同步轮，移动滑块的侧面与同步带贴紧，其中一个同步轮的中心设有 主轴，主轴穿出外壳部分设有旋钮。
6.根据权利要求5所述的电荷间作用力演示器，其特征在于所述的移动滑块的侧面 与同步带皮带固定连接，所述的距离传感器设置在一个同步轮上。
7.根据权利要求1所述的电荷间作用力演示器，其特征在于所述的电路板上设有开 关电路，并连接开关按钮设置在外壳的表面。
8.根据权利要求1所述的电荷间作用力演示器，其特征在于所述的外壳上设有湿度 传感器，湿度传感器通过电路板与显示器相连。
9.根据权利要求1、2、3、5、6、7、8任一所述的电荷间作用力演示器，其特征在于所述 的外壳上设有显示窗，显示窗后面设有所述的显示器。
10.根据权利要求4所述的电荷间作用力演示器，其特征在于所述的外壳上设有显示 窗，显示窗后面设有所述的显示器。
专利摘要本实用新型提供一种电荷间作用力演示器，可以测量出电荷间作用力的大小，同时可以证明这一作用力是和两个带电体距离间关系。所述的电荷间作用力演示器采用了高精密的力传感器，用于测量作用力大小，并通过距离传感器，同时显示出作用力的大小和电荷间的距离，通过实验看到变化关系从而更好解释库仑定律，将定性试验提升到半定量试验。
文档编号G09B23/18GK201681518SQ200920278189
公开日2010年12月22日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者朱国平, 杨晓山, 郭汉兴 申请人:北京日月星云科技发展有限公司