安培力教学实验装置的制作方法

本发明涉及一种教学领域装置，尤其是一种可以全方位验证安培力学理论的安培力教学实验装置。

背景技术：

安培力是通电导线在磁场中受到的作用力。由法国物理学家a·安培首先通过实验确定。可表述为：以电流强度为i的长度为l的直导线，置于磁感应强度为b的均匀外磁场中，则导线受到的安培力的大小为f＝iblsinα，式中α为导线中的电流方向与b方向之间的夹角，f、l、i及b的单位分别为n、m、a及t。安培力的方向垂直于由通电导线和磁场方向所确定的平面，且i、b与f三者的方向间由左手定则判定。任意形状导线在均匀磁场中受到的安培力，可看作无限多直线电流元iδl在磁场中受到的安培力的矢量和。传统的安培力教学实验设备仅仅用于演示物体受力现象，无法实际验证安培力力学理论。

技术实现要素：

为了克服现有的技术存在的不足,本发明提供一种安培力教学实验装置，该安培力教学实验装置可以改变安培力产生的每一个参考物理量，全方位验证安培力学理论。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明包括实验箱、电源、滑动电阻、导线、导电滑轨、受力金属棒、固定基件、拉力器、拉绳、移动固定件、生场电源、电磁线圈、支撑弹簧、实验基座、连接件。实验箱底部的内腔室均匀设置有电磁线圈和一个生场电源，实验箱底部面板通过连接件固定联接支撑弹簧的一端，支撑弹簧的另外一端固定在实验基座上；实验箱顶部面板平行放置2条导电滑轨，所述的导电滑轨通过移动固定件在两侧固定；受力金属棒与两条导电滑轨均垂直放置在两条导电滑轨上，所述的受力金属棒上设有长度刻度线，受力金属棒的中部通过两条拉绳分别连接两个拉力器的一端，两个拉力器的另外一端分别固定在固定基件上；实验箱上还固定有电源、导线、滑动电阻，所述的电源、滑动电阻通过导线与导电滑轨、受力金属棒、导电滑轨依次电性串联。

进一步的，所述的移动固定件材质为铁金属。

进一步的，所述的实验箱外壳材质为塑料。

进一步的，所述的导电滑轨的材质为导电金属。

进一步的，所述的拉绳为无弹性的尼龙材质。

本发明的有益效果是，可以改变安培力产生的每一个参考物理量，全方位验证安培力学理论。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是安培力教学实验装置实施例构造的俯视示意图。

图2是安培力教学实验装置实施例构造的侧视示意图。

图中

1、实验箱

2、电源

3、滑动电阻

4、导线

5、导电滑轨

6、受力金属棒

7、固定基件

8、拉力器

9、拉绳

10、移动固定件

11、生场电源

12、电磁线圈

13、支撑弹簧

14、实验基座

15、连接件

具体实施方式

在图1和2所示实施例中，本发明包括实验箱1、电源2、滑动电阻3、导线4、导电滑轨5、受力金属棒6、固定基件7、拉力器8、拉绳9、移动固定件10、生场电源11、电磁线圈12、支撑弹簧13、实验基座14、连接件15。其中，实验箱1底部的内腔室均匀设置有电磁线圈12和一个生场电源11，实验箱1底部面板通过连接件15固定联接支撑弹簧13的一端，支撑弹簧13的另外一端固定在实验基座14上；实验箱1顶部面板平行放置2条导电滑轨5，所述的导电滑轨5通过移动固定件10在两侧固定；受力金属棒6与两条导电滑轨5均垂直放置在两条导电滑轨5上，所述的受力金属棒6上设有长度刻度线，受力金属棒6的中部通过两条拉绳9分别连接两个拉力器8的一端，两个拉力器8的另外一端分别固定在固定基件7上；实验箱1上还固定有电源2、导线4、滑动电阻3，所述的电源2、滑动电阻3通过导线4与导电滑轨5、受力金属棒6、导电滑轨5依次电性串联。在具体实施例中，所述的移动固定件10材质为铁金属。在具体实施例中，所述的实验箱1外壳材质为塑料。在具体实施例中，所述的导电滑轨5的材质为导电金属。在具体实施例中，所述的拉绳9为无弹性的尼龙材质。

具体实施时，在验证安培力学理论时候，实验箱1底部的电磁线圈12可以产生均匀的磁场，电源2、滑动电阻3、导线4、导电滑轨5、受力金属棒6电路闭合后，依据安培力理论，有电流流通的受力金属棒6在磁场中受到安培力作用，依据牛顿力学，受力金属棒6的安培力等于受力金属棒6对拉绳9的拉力，也等于拉绳9对拉力器8的拉力，通过两个拉力器8可以直接展示受力金属棒6在磁场的受力。

在具体实施时，以电流强度为i的长度为l的直导体，置于磁感应强度为b的均匀外磁场中，设安培力f＝iblsinα，式中α为导线4中的电流方向与b方向之间的夹角，f、l、i及b的单位分别为n、m、a及t。

在具体实施时，在改变安培力产生的每一个参考物理量进而全方位验证安培力学时，通过改变两条导电滑轨5之间的距离可以改变受力金属棒6有效通电流距离，即改变f＝iblsinα中的l物理量。

在具体实施时，通过调节滑动电阻3的电阻值可以调节电流，进而即改变f＝iblsinα中的i物理量。

在具体实施时，通过调节或替换生场电源，可以改变电磁线圈12流通的电流进而改变电磁场强度，进而即改变f＝iblsinα中的b物理量。同时，也可以改变受力金属棒6与导电滑轨5的夹角，进而即改变f＝iblsinα中的α物理量。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。

上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种安培力教学实验装置，本发明实验箱底部的内腔室均匀设置有电磁线圈和一个生场电源，实验箱底部面板通过连接件固定联接支撑弹簧的一端，支撑弹簧的另外一端固定在实验基座上；实验箱顶部面板平行放置2条导电滑轨，所述的导电滑轨通过移动固定件在两侧固定；受力金属棒与两条导电滑轨均垂直放置在两条导电滑轨上，所述的受力金属棒上设有长度刻度线，受力金属棒的中部通过两条拉绳分别连接两个拉力器的一端，两个拉力器的另外一端分别固定在固定基件上；实验箱上还固定有电源、导线、滑动电阻。该安培力教学实验装置可以改变安培力产生的每一个参考物理量，全方位验证安培力学理论。

技术研发人员：张涵森
受保护的技术使用者：张涵森
技术研发日：2017.05.08
技术公布日：2017.07.21