一种电磁学综合实验探究平台的制作方法

本实用新型涉及教学实验用具技术领域，特别是涉及一种电磁学综合实验探究平台。

(二)

背景技术：

磁体与磁体之间的作用(同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引)、电流与磁体之间的作用等都是由磁场、电场之间的相互作用与转换所产生的。而现在的教学实验用具中并没有一种能够非常直观的体现磁场与磁场、磁场与电场之间相互作用的教学器具，使得学生无法直观的感受磁场、电场与力之间的相互作用关系。

(三)

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够更加直观的感受磁场、电场与力之间的相互作用关系的电磁学综合实验探究平台。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种电磁学综合实验探究平台，包括两左右竖直设置的支架立板，在两支架立板之间设有上下水平平行设置的第一导电轨道和第二导电轨道，在第二导电轨道的下方的两支架立板之间设有一底板；所述的第一导电轨道和第二导电轨道均由两前后水平平行设置的导轨组成；所述的第一导电轨道上设有第一电磁运动装置和第三电磁运动装置，在所述的第二导电轨道上设有第二电磁运动装置；所述的第一电磁运动装置包括一设置于第一导电轨道上并与第一导电轨道相配合使用的第一轨道小车；在第一轨道小车上方设有一水平设置的第一U形磁铁，第一U形磁铁的底面与第一轨道小车的顶面相连；所述的第二电磁运动装置包括一设置于第二导电轨道上并与第二导电轨道相配合使用的第二轨道小车；在所述的第二轨道小车上方设有一竖直设置的矩形电磁线圈，矩形电磁线圈的底壁与第二轨道小车的顶壁相连；所述的第二轨道小车的车轮为金属车轮；所述的矩形电磁线圈分别与第二轨道小车的两后车轮电连接，两后车轮分别与第二导电轨道的两导轨电连接；所述的第三电磁运动装置包括一设置于第一导电轨道上并与第一导电轨道相配合使用的第三轨道小车；在第三轨道小车上挂设一固定架，固定架的底部穿过第一导电轨道的两根导轨之间的空隙并延伸至第一导电轨道与第二导电轨道之间；在所述的第一导电轨道下方的固定架上设有一开口向左的第二U形磁铁，第二U形磁铁的顶端的磁极与固定架相连，第二U形磁铁底端的磁极的高度低于矩形电磁线圈的顶部边框；在所述的第一导电轨道底部的左侧设有一磁铁安置槽；在磁铁安置槽中设有一开口向右的第三U形磁铁，第三U形磁铁顶端的磁极与磁铁安置槽相连，第二U形磁铁底端的磁极的高度低于矩形电磁线圈的顶部边框；在所述的底板上设有电源；在左侧支架立板的下方设有器械箱；所述的电源通过导线分别与第二导电轨道的两导轨电连接，在电源与第二导电轨道相连的其中一根导线上设有一放置于器械箱上部的开关；在右侧支架立板的下方设有底座，所述的底座的底部与器械箱的底部相平齐。

所述的电源为可调稳压直流电源。

在所述的第一导电轨道上方的右侧支架立板上设有一缓冲弹簧，缓冲弹簧与第三轨道小车水平设置。

在所述的第一导电轨道与第二导电轨道之间的右侧支架立板上设有一缓冲弹簧，缓冲弹簧与第二轨道小车水平设置。

在第二导电轨道的前侧设有标尺。

本实用新型采用上述结构，其优点如下：

本实用新型能够让人们更加直观的感受磁场、电场与力之间的相互作用关系。

(四)附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的俯视图。

图中，1、支架立板，2、底板，3、后车轮，4、第一导电轨道，5、第二导电轨道，6、标尺，7、磁铁安置槽，8、固定架，9、矩形电磁线圈，10、缓冲弹簧，11、电源，12、开关，13、底座，14、器械箱，15、第一轨道小车，16、第二轨道小车，17、第三轨道小车，18、第一U形磁铁，19、第二U形磁铁，20、第三U形磁铁。

(五)具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如图1-图2中所示，该电磁学综合实验探究平台包括两左右竖直设置的支架立板1，在两支架立板1之间设有上下水平平行设置的第一导电轨道4和第二导电轨道5，在第二导电轨道5的下方的两支架立板1之间设有一底板2；所述的第一导电轨道4和第二导电轨道5均由两前后水平平行设置的导轨组成；在所述的第一导电轨道4上设有第一电磁运动装置和第三电磁运动装置，在所述的第二导电轨道5上设有第二电磁运动装置；所述的第一电磁运动装置包括一设置于第一导电轨道4上并与第一导电轨道4相配合使用的第一轨道小车15；在第一轨道小车15上方设有一水平设置的第一U形磁铁18，第一U形磁铁18的底面与第一轨道小车15的顶面相连；所述的第二电磁运动装置包括一设置于第二导电轨道5上并与第二导电轨道5相配合使用的第二轨道小车16；在所述的第二轨道小车16上方设有一竖直设置的矩形电磁线圈9，矩形电磁线圈9的底壁与第二轨道小车16的顶壁相连；所述的第二轨道小车16的车轮3为金属车轮；所述的矩形电磁线圈9分别与第二轨道小车16的两后车轮电连接，两后车轮分别与第二导电轨道5的两导轨电连接；所述的第三电磁运动装置包括一设置于第一导电轨道4上并与第一导电轨道4相配合使用的第三轨道小车17；在第三轨道小车17上挂设一固定架8，固定架8的底部穿过第一导电轨道4的两根导轨之间的空隙并延伸至第一导电轨道4与第二导电轨道5之间；在所述的第一导电轨道4下方的固定架8上设有一开口向左的第二U形磁铁19，第二U形磁铁19的顶端的磁极与固定架8相连，第二U形磁铁19底端的磁极的高度低于矩形电磁线圈9的顶部边框；在所述的第一导电轨道4底部的左侧设有一磁铁安置槽7；在磁铁安置槽7中设有一开口向右的第三U形磁铁20，第三U形磁铁20顶端的磁极与磁铁安置槽7相连，第三U形磁铁20底端的磁极的高度低于矩形电磁线圈9的顶部边框；在所述的底板2上设有电源11；在左侧支架立板1的下方设有器械箱14；所述的电源11通过导线分别与第二导电轨道5的两导轨电连接，在电源与第二导电轨道5相连的其中一根导线上设有一放置于器械箱14上部的开关12；在右侧支架立板1的下方设有底座13，所述的底座13的底部与器械箱14的底部相平齐。

所述的电源11为可调稳压直流电源。

在所述的第一导电轨道4上方的右侧支架立板1上设有一缓冲弹簧10，缓冲弹簧10与第三轨道小车17水平设置。

在所述的第一导电轨道4与第二导电轨道5之间的右侧支架立板1上设有一缓冲弹簧10，缓冲弹簧10与第二轨道小车16水平设置。

在第二导电轨道5的前侧设有标尺6。

本实用新型的使用过程如下：

1、验证磁体与磁体之间的相互作用：

将两组第一电磁运动装置放置在第一导电轨道4上，先让两第一U形磁铁18的同名磁极靠近，由静止释放，观察在同名磁极之间的相互作用力下，两第一轨道小车15的运动情况；再让两第一U形磁铁18异名磁极靠近，由静止释放，观察在异名磁极之间的相互作用力下，两第一轨道小车15的运动情况。

2、验证安培定则：

将第三电磁运动装置放置在第一导电轨道4上，第二电磁运动装置放置在第二导电轨道5上，将矩形电磁线圈9与第二轨道小车16的两后车轮分别通过导线相连，两后车轮又通过第二导电轨道5上两相互之间绝缘的导轨分别与电源11的正负两极电连接，在电源11与第二导电轨道5相连的其中一根导线上设有一开关12，这样就形成了一个闭合的回路。将第二轨道小车16靠近第三电磁运动装置下方的第二U形磁铁19，闭合开关12，观察第二轨道小车16和第三轨道小车17之间的相互运动状况；交换电源11正负极，改变矩形电磁线圈9中的电流方向，再次闭合开关12，观察第二轨道小车16和第三轨道小车17之间的相互运动状况。

3、验证左手定则：

(1)将三块第三U形磁铁20放置于磁铁安置槽7内，将第二电磁运动装置放置在第二导电轨道5上靠近第三U形磁铁20的一端，让三块第三U形磁铁20下端的磁极穿过矩形电磁线圈9；将可调稳压直流电源的电压调节至32V，闭合开关12，形成闭合电路，观察第二轨道小车16的运动状态，并记录其滑行距离及缓冲弹簧10的压缩量。将电源11的电压依次调节至24V、18V、12V、10V、8V，并再次闭合开关12，记录相应数据。

(2)将三块第三U形磁铁20依次替换为两块U形磁铁、一块U形磁铁，重复上述过程。

(3)改变第三U形磁铁20的磁场方向，重复上述过程。

(4)改变电流方向，重复上述过程。

4、验证法拉第电磁感应现象：

将第三电磁运动装置放置于第一导电轨道4上，第二电磁运动装置放置于第二导电轨道5上，用电流表测量通过矩形电磁线圈9的电流，将第二电磁运动装置靠近、远离第三电磁运动装置下方的第二U形磁铁19，使第二U形磁铁19不断的插入、拔出矩形电磁线圈9，观察电流表指针的偏转情况。

增减第二U形磁铁19的数量，变化第二U形磁铁19的大小，重复上述过程。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。