一种物理教学用磁效应演示平台的制作方法

文档序号:12119766阅读:265来源:国知局

本实用新型涉及教学设备技术领域,更具体地说,尤其涉及一种物理教学用磁效应演示平台。



背景技术:

磁效应指的是物质的磁性与力学、声学、热学、光学及电学性能均取决于物质内原子和电子状态及他们之间的相互作用。因此这些性能相互联系、相互影响。此状态的变化能引起其他各种性能的变化,反之、电、热、力、光、声等作用也引起磁性的变化,这些变化统称为磁效应。

目前,磁场的教学中主要以理论教学为主,缺乏直观、生动、形象、具体的特征,传统的利用课本讲解的方式很难让学生理解磁场效应的内涵,现有的物理演示大多是单一片段的演示,即使能演示物料效应的部分原理但是不能将物理效应与生产实践相结合,还是停留在从原理到原理的层面上,学生很难从演示中形成对物理效应的直观理解,很多教师试图利用磁场的演示以直观的让学生理解磁场效应,但是,仅仅依靠现有的演示方式来诠释三大磁场的内涵是不够的,因此如何能够直观、生动、形象、具体的将磁场效应演示出来,让学生们可以深刻理解磁场效应的内涵显得非常重要。

同时现有的演示教具功能基本单一,无法实现多种原理的演示,因此设计一种能够演示出多种物理原理,例如同时演示永磁体的同极相斥、异极相吸原理、磁场的分布、电磁感应原理以及弹簧的特性等物理原理,显得尤为必要。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足,提供一种能够演示磁场特性、反应电磁效应同时能够直观展示磁场的物理教学用磁场效应展示平台。

本实用新型的技术方案是这样实现的:一种物理教学用磁效应演示平台,包括由上夹层和下夹层组成的基本平台,所述上夹层和下夹层之间设有密封的铁屑层,所述上夹层和下夹层均由透明玻璃制成;所述上夹层的上端面上设有直线槽,所述直线槽内设有沿直线槽滑动的第一小车,第一小车上固定有第一永磁体;所述上夹层的上端面上还设有垂直于直线槽并与直线槽连通的第一直线分槽、第二直线分槽和第三直线分槽,第一直线分槽、第二直线分槽和第三直线分槽内分别设有第二小车、第三小车和第四小车,所述第二小车上固定有第二永磁体,第三小车上固定有第三永磁体,第四小车上固定有电磁线圈,所述第二永磁体、第三永磁体和第一永磁体均平行设置,所述第二永磁体和第三永磁体的磁极方向相反;所述第一直线分槽末端设有第一挡板,第一挡板上固定有四根平行于所述第二永磁体的直线导杆,四根直线导杆上套装有能沿所述直线导杆滑动的支撑板,所述支撑板与第二小车间固定有第一弹簧,所述支撑板与第一挡板间设有第一压力传感器;所述第二直线分槽末端设有第二挡板,所述第二挡板通过第二压力传感器连接第二弹簧的一端,第二弹簧的另一端连接在第三小车上;所述第三直线分槽末端设有第三挡板,所述第三挡板连接第三弹簧的一端,第三弹簧的另一端连接第四小车;所述电磁线圈的两个接线头通过导线连接供电电源;所述直线槽两端的基本平台边缘分别固定有第一动滑轮和第二动滑轮,第一小车的一端连接第一拉绳,第一拉绳绕过第一动滑轮后连接配重块,第一小车的另一端连接第二拉绳,第二拉绳绕过第二动滑轮后连接驱动电机。

进一步的,所述驱动电机的电机头通过联轴器连接用于绕线的缠绕轮,第二拉绳的一端固定在缠绕轮上。

进一步的,所述铁屑层内均布用于反应磁场分布的铁屑。

进一步的,所述第一永磁体和第三永磁体的磁极方向相同。

本实用新型的有益效果在于:本发明结构简单紧凑,同时进行了永磁体的同极相斥、异极相吸原理、磁场的分布、电磁感应原理以及弹簧的特性等多种物理原理的演示,其设计合理结构简单,使用方便。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明,但并不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型一种物理教学用磁效应演示平台的结构示意图。

图中,1-上夹层、2-铁屑层、3-直线槽、4-第一直线分槽、5-第二直线分槽、6-第三直线分槽、7-第一小车、8-第二小车、9-第三小车、10-第四小车、11-第一永磁体、12-第二永磁体、13-第三永磁体、14-电磁线圈、15-第一挡板、16-直线导杆、17-支撑板、18-第二挡板、19-第三挡板、20-第一弹簧、21-第二弹簧、22-第三弹簧、23-第一压力传感器、24-第二压力传感器、25-第一动滑轮、26-第二动滑轮、27-第一拉绳、28-第二拉绳、29-配重块、30-驱动电机、31-缠绕轮、32-联轴器、33-供电电源。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步的说明:

参阅图1所示,本实用新型的一种物理教学用磁效应演示平台,包括由上夹层1和下夹层组成的基本平台,所述上夹层1和下夹层之间设有密封的铁屑层2,所述上夹层1和下夹层均由透明玻璃制成;所述上夹层1的上端面上设有直线槽3,所述直线槽3内设有沿直线槽3滑动的第一小车7,第一小车7上固定有第一永磁体11;所述上夹层1的上端面上还设有垂直于直线槽3并与直线槽3连通的第一直线分槽4、第二直线分槽5和第三直线分槽6,第一直线分槽4、第二直线分槽5和第三直线分槽6内分别设有第二小车8、第三小车9和第四小车10,所述第二小车8上固定有第二永磁体12,第三小车9上固定有第三永磁体13,第四小车10上固定有电磁线圈14,所述第二永磁体12、第三永磁体13和第一永磁体11均平行设置,所述第二永磁体12和第三永磁体13的磁极方向相反;所述第一直线分槽4末端设有第一挡板15,第一挡板15上固定有四根平行于所述第二永磁体12的直线导杆16,四根直线导杆16上套装有能沿所述直线导杆16滑动的支撑板17,所述支撑板17与第二小车8间固定有第一弹簧20,所述支撑板17与第一挡板15间设有第一压力传感器23;所述第二直线分槽5末端设有第二挡板18,所述第二挡板18通过第二压力传感器24连接第二弹簧21的一端,第二弹簧21的另一端连接在第三小车9上;所述第三直线分槽6末端设有第三挡板19,所述第三挡板19连接第三弹簧22的一端,第三弹簧22的另一端连接第四小车10;所述电磁线圈14的两个接线头通过导线连接供电电源33;所述直线槽3两端的基本平台边缘分别固定有第一动滑轮25和第二动滑轮26,第一小车7的一端连接第一拉绳27,第一拉绳27绕过第一动滑轮25后连接配重块29,第一小车7的另一端连接第二拉绳28,第二拉绳28绕过第二动滑轮26后连接驱动电机30。

所述驱动电机30的电机头通过联轴器32连接用于绕线的缠绕轮31,第二拉绳28的一端固定在缠绕轮31上。

所述铁屑层2内均布用于反应磁场分布的铁屑。

所述第一永磁体11和第三永磁体13的磁极方向相同。

具体工作时,驱动电机30通过联轴器32带动缠绕轮31转动,缠绕轮31转动时通过第二拉绳28带动第一小车7运动;因为第一永磁体11固定在第一小车7上,所以第一小车7在驱动电机30的作用下在直线槽3内运动时第一永磁体11也跟着第一小车7在直线槽3内运动;驱动电机30的运动方式为来回往复运动,所以第一永磁体11在直线槽内也跟着往复运动。

在第一直线分槽4内,由于第二永磁体12固定在第二小车8上,第一永磁体11逐渐靠近并经过第一直线分槽4时会根据同极相斥的原理将第二永磁体12向第一挡板15方向压紧,从而将第一弹簧20压缩,同时压缩第一压力传感器23,第一压力传感器23能够检测到第一弹簧20所受的压力。

在第二直线分槽5内,由于第三永磁体13固定在第三小车9上,第一永磁体11逐渐靠近并经过第二直线分槽5时会根据异极相吸的原理将第三永磁体13向直线槽3方向拉伸,从而将第二弹簧21拉伸,同时拉伸第一压力传感器24,第一压力传感器24能够检测到第二弹簧21收到的拉力。

在第三直线分槽6内,由于电磁线圈14固定在第四小车10上,电磁线圈14在供电电源33的作用下产生磁场,第一永磁体11逐渐靠近并经过第三直线分槽6时会根据同极相斥异极相吸原理的将电磁线圈14向直线槽3方向拉伸或向第三挡板19方向压缩,从而将第三弹簧22拉伸或压缩。

由于基本平台为透明的上夹层(1)和下夹层组成,上夹层1和下基层之间设有铁屑层,铁屑层均布铁屑,在第一永磁体11、第二永磁体12、第三永磁体13和电磁线圈14的作用下,附近的铁屑会产生相应的变化,直观的将磁场方向展示出来。

以上所举实施例为本实用新型的较佳实施方式,仅用来方便说明本实用新型,并非对本实用新型作任何形式上的限制,任何所属技术领域中具有通常知识者,若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内,利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例,并且未脱离本实用新型的技术特征内容,均仍属于本实用新型技术特征的范围内。

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