一种物理实验装置及实验方法与流程

本发明涉及一种物理实验装置及实验方法，具体地说是采用了铁磁体和铁屑，能够进行铁磁体磁化并且吸引铁屑的演示设备，属于教学仪器领域。

背景技术：

巴涅特效应是一种可以使铁磁体磁化的方式，当铁磁体绕轴旋转时，铁磁体磁化，出现平行于旋转轴的磁力线，对于了解磁化的概念和原因有很大的帮助，是中学生课外拓展课程中可以掌握的一种效应，但在教学中，缺少一种能够直观准确感受巴涅特效应并且进行拓展性探索的仪器来满足学生对该效应的理解。此为现有技术的不足之处。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种物理实验装置及实验方法，用于教学演示巴涅特效应。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种物理实验装置，包括底板,其特征是：所述底板的上表面固定连接有第一左支架、第一右支架、第二左支架、第二右支架、立架和转盘支架，所述第一左支架和所述第一右支架之间设有第一旋转轴，所述第一旋转轴的右端设置有轴环，所述第一旋转轴穿过所述第一左支架固定连接连杆，所述连杆固定连接有把手，所述第一旋转轴的左端设有第一齿轮和第二齿轮，所述第二左支架和所述第二右支架之间的第二旋转轴上设有第三齿轮、第四齿轮和铁磁体，所述立架环套能够升降的立板的左侧边，所述立板的顶端固定连接有水平板，所述水平板上设置有放屑盒，所述立板的右侧边设有凹槽，所述转盘支架上通过销轴铰接有方形转盘，所述放行转盘的四角上设置有与所述凹槽配合使用的拨动块。

作为对本技术方案的进一步限定，所述第一齿轮位于所述第二齿轮的左侧，所述第三齿轮位于所述第四齿轮的左侧，所述铁磁体位于所述第四齿轮的右侧，所述第一齿轮和所述第三齿轮配合使用，所述第二齿轮与所述第四齿轮配合使用。

作为对本技术方案的进一步限定，所述立架的一侧设置有固定螺栓。

一种采用权利要求1的物理实验装置的实验方法，其特征是：包括如下步骤：

(1)铁屑均匀的放置在放屑盒中，快速的转动把手一段时间后，铁磁体获得一定转速并旋转一段时间，旋转一段时间后将放屑盒左右水平晃动，观察到铁屑受到吸引并沿着一些直线分布这些直线与第二旋转轴的轴线平行；

(2)松开固定螺栓，转动方形转盘使其立板上升或者下降一定的高度，从而改变放屑盒的高度，让学生观察铁屑在距离铁磁体不同高度时磁场的强弱变化；

(3)使用两个相同的该装置进行过对比实验，使用不同的齿轮进行啮合，一组使用第一齿轮和第三齿轮啮合，另一组使用第二齿轮和第四齿轮啮合，观察旋转一段时间后，在放屑处于同一高度的情况下，铁屑的分布情况来判断转速对于铁磁体获得的磁场强弱的影响。

该发明的有益之处是，通过铁磁体的转动使其磁化，并利用铁屑来显示其磁感线的方向，简单易懂，使得学生可以很轻松的理解巴涅特效应，并且对磁化的概念和原理进行理解。利用大齿轮和小齿轮的啮合将把手输入的转速扩大一定的倍数再传递给铁磁体，使得铁磁体获得较高的转速；采用两组不同传动比的齿轮可以在使用者转动速度不变的情况下改变铁磁体的转速，转动方形转盘使其立板上升或者下降一定的高度，让学生观察铁屑在距离铁磁体不同高度时磁场的强弱变化。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图俯视图。

图3为本发明的底板及立架等结构的结构示意图。

图中，1、放屑盒；2、铁屑；3、水平板；4、凹槽；5、立板；6、方形转盘；7、转盘支架；8、第二旋转轴；9、第二右支架；10、第一右支架；11、轴环；12、第一旋转轴；13、底板；14、第二左支架；15、第一左支架；16、第二齿轮；17、连杆；18、把手；19、铁磁体；20、第一齿轮；21、第三齿轮；22、第四齿轮；23、立架；24、固定螺栓，25、拨动块。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1-图3，本发明包括底板13,所述底板13的上表面固定连接有第一左支架15、第一右支架10、第二左支架14、第二右支架9、立架23和转盘支架7，所述第一左支架15和所述第一右支架10之间设有第一旋转轴12，所述第一旋转轴12的右端设置有轴环11，所述第一旋转轴12穿过所述第一左支架15固定连接连杆17，所述连杆17固定连接有把手18，所述第一旋转轴12的左端设有第一齿轮20和第二齿轮16，所述第二左支架14和所述第二右支架9之间的第二旋转轴8上设有第三齿轮21、第四齿轮22和铁磁体19，所述立架23环套能够升降的立板5的左侧边，所述立板5的顶端固定连接有水平板3，所述水平板3上设置有放屑盒1，所述放屑盒1内放置铁屑2，所述立板的右侧边设有凹槽，所述转盘支架上通过销轴(图中未示出)铰接有方形转盘，所述放行转盘的四角上设置有与所述凹槽配合使用的拨动块25。每次转动时，拨动块25恰好位于凹槽4内，方形转盘6和凹槽4的配合使用可以使得每次转动方形转盘90度时，立板5上升或下降同样的距离

所述水平板3和所述放屑盒1的材质为塑料。所述第一齿轮20位于所述第二齿轮16的左侧，所述第三齿轮21位于所述第四齿轮22的左侧，所述铁磁体19位于所述第四齿轮22的右侧，所述第一齿轮20和所述第三齿轮21配合使用，所述第二齿轮16与所述第四齿轮22配合使用。所述立架23的一侧设置有固定螺栓24，固定螺栓24拧紧后顶部顶住立板5进行固定。所述第一齿轮20、第二齿轮16的、所述第三齿轮21和第四齿轮22的直径均不相同，通过不同直径的齿轮进行啮合，获取铁磁体19不同的转速。

工作原理：在对学生进行演示实验时，可以将铁屑2均匀的放置在放屑盒1中，快速的转动把手18一段时间后，铁磁体19获得一定转速并旋转一段时间，旋转一段时间后将放屑盒1左右水平晃动，观察到铁屑2受到吸引并沿着一些直线分布，这些直线与第二旋转轴8的轴线平行。松开固定螺栓25，转动方形转盘6使其立板上升或者下降一定的高度，从而改变放屑盒的高度，让学生观察铁屑2在距离铁磁体19不同高度时磁场的强弱变化。使用两个相同的该装置进行过对比实验，使用不同的齿轮进行啮合，一组使用第一齿轮20和第三齿轮21啮合，另一组使用第二齿轮16和第四齿轮22啮合，观察旋转一段时间后，在放屑盒1处于同一高度的情况下，铁屑2的分布情况来判断转速对于铁磁体19获得的磁场强弱的影响。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。