专利名称：一种地磁场动生电动势实验仪的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及演示动生电动势的实验仪器，属于物理实验仪器领域。
背景技术：
动生电动势在物理及相关学科教学中是一个很重要的内容，以往演示实验大多在磁体产生的磁场中导体做切割磁力线运动来产生电动势，由于导体长度短运动空间受限不宜观察，为使演示效果好，需要足够强的磁体才能演示，导体运动快慢不好控制，导体的运动方向也需要人为干预，在教材和有关问题讨论中我们常常提到在均勻磁场中的问题，没有相应实验仪器，实验仪器需要重新设计，如何实现在均勻磁场下导体的运动方向和速度大小自动改变，能很好的演示动生电动势的一些内容。且成本低、简单易行及操作方便的实验仪器，本专利就要解决这个问题。
发明内容
本发明专利解决演示动生电动势的实验仪器，着重解决在均勻磁场中的导体自动改变运动方向和速度大小产生动生电动势的实验装置。本发明专利技术方案一种地磁场动生电动势实验仪，是由导体杆、小磁针、支架和毫伏表等构成，其特征是在水平放置的底盘上，将矩形支架的平面过底盘的中心与底盘竖直固定；小磁针(指南针)的转轴穿过细直杆的中心孔固定在底盘的中心上，细直杆在底盘的表面可以自由转动，实验时让细直杆与小磁针指向平行来代表地磁场方向；小磁针的正上方对应的支架处固定一垂直于支架的水平转轴，将一端打孔的导体杆悬挂在水平转轴上，导体杆可以在平行于支架的竖直平面内自由摆动，导体杆的打孔端与一柔软导线连接在毫伏表的电压输入接口。实验时，通过转动底盘调整支架平面与小磁针指向的夹角，转动细直杆与小磁针指向平行，细直杆的方向代表磁场方向，支架平面代表导体杆的运动平面， 拉起导体杆释放，就可以通过毫伏表观测到随着导体杆摆动的电动势大小和方向。在普通实验室条件下很难形成较大的均勻磁场空间，我们发现生活的地球就是一个很稳定的磁场空间，且在地球表面附近磁场均勻，根据动生电动势公式ε = I (ν χ 5) · //如附
图1，对于一个在地球表面附近的竖直平面内摆动的导体长度为L，质量为m， 地磁感应强度为云,瞬时导体微元dl运动速度i；与云夹角釣，摆动角速度为ω，则动生电动势
的方向可由右手法则判断，大小为M = I^SZ2Sin钓设导体对轴的转动惯量为I，最初释放摆角(导体与竖直线夹角)为θ μ忽略摩擦和空气阻尼，瞬时摆角为θ，考虑导体摆动平面与云夹角ρ和θ容易测量，钓用ρ和θ来表示，由几何关系αοι = coi/cos(9 ,ac = cox-tgd ，
(ab)2 = (αο,)2 +(bo])2 - 2ao^bov cosφχ ，
权利要求
1. 一种地磁场动生电动势实验仪，是由导体杆(5)、小磁针(3)、支架(2)和毫伏表(7) 等构成，其特征是在水平放置的底盘⑴上，将矩形支架⑵的平面过底盘⑴的中心与底盘(1)竖直固定；小磁针(3)的转轴穿过细直杆(6)的中心孔固定在底盘(1)的中心上； 小磁针(3)的正上方对应的支架(2)处固定一垂直于支架(2)的水平转轴(4)，将一端打孔的导体杆(5)悬挂在水平转轴(4)上，导体杆(5)可以在平行于支架(2)的平面内自由摆动，导体杆(5)的打孔端与一柔软导线(8)连接在毫伏表(7)的电压输入接口。
全文摘要
一种地磁场动生电动势实验仪，属于物理实验领域。是由导体杆(5)、小磁针(3)、支架(2)和毫伏表(7)等构成，其特征是在水平放置的底盘(1)上，将矩形支架(2)的平面过底盘(1)的中心与底盘(1)竖直固定；小磁针(3)的转轴穿过细直杆(6)的中心孔固定在底盘(1)的中心上；小磁针(3)的正上方对应的支架(2)处固定一垂直于支架(2)的水平转轴(4)，将一端打孔的导体杆(5)悬挂在水平转轴(4)上，导体杆(5)可以在平行于支架(2)的平面内自由摆动，导体杆(5)的打孔端与一柔软导线(8)连接在毫伏表(7)的电压输入接口。实现了在地磁场中，导体运动速度的自动改变来演示动生电动势的新方法。
文档编号G09B23/18GK102222436SQ20111015708
公开日2011年10月19日 申请日期2011年6月1日 优先权日2011年6月1日
发明者吴子敬, 梁帅, 梁法库, 艾瑞波 申请人:齐齐哈尔大学