一种中学生电磁感应物理实验教学设备的制作方法

本实用新型涉及一种中学生物理实验教学设备，尤其涉及一种中学生电磁感应物理实验教学设备。

背景技术：

电磁感应现象是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势，若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流。电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现，标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明，电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，它是当今最精密的一门自然科学学科。

目前的中学生电磁感应物理实验都是考同学们自己手动完成，很多时候对有的同学来说很难完成，而且手动完成所需要花费的时间太多，而且有可能会看不到结果，因此亟需研发一种操作简单、能够很容易完成且易得到结果的中学生电磁感应物理实验教学设备。

技术实现要素：

(1)要解决的技术问题

本实用新型为了克服很多时候对有的同学来说很难完成，而且手动完成所需要花费的时间太多，而且有可能会看不到结果的缺点，本实用新型要解决的技术问题是提供一种操作简单、能够很容易完成且易得到结果的中学生电磁感应物理实验教学设备。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种中学生电磁感应物理实验教学设备，包括有底板、左架、导轨、导套、第一轴承座、缺齿轮、第一摇杆、移动框、齿条、第一转轴、磁铁、顶板、灵敏电流计、滑轨、滑块、固定架、第一连杆、第二连杆、第二轴承座、第二转轴、第二摇杆、转盘、空心滚筒和导线，底板顶部左侧焊接有左架，左架右侧上下对称焊接有导轨，导轨上安装有导套，两导套之间焊接有移动框，移动框位于上下对称的两导轨之间，移动框内中心位置上下对称焊接有齿条，左架右侧中心焊接有第一轴承座，第一轴承座在移动框内部，第一轴承座上的轴承内通过过盈连接的方式连接有第一转轴，第一转轴前侧焊接有第一摇杆，第一转轴中部通过平键连接的方式连接有缺齿轮，缺齿轮与齿条啮合，移动框外右侧安装有磁铁，左架顶部焊接有顶板，顶板底部中间通过螺钉连接的方式连接有灵敏电流计，底板顶部右侧通过螺栓连接的方式连接有滑轨，滑轨上设有滑块，滑块顶端焊接有固定架，滑块右端焊接有第一连杆，固定架内顶部焊接有空心滚筒，空心滚筒上缠绕有导线，导线的两头分别与灵敏电流计的两极相连，底板顶部左侧通过螺栓连接的方式连接有第二轴承座，第二轴承座的轴承内通过过盈连接的方式连接有第二转轴，第二转轴的前端焊接有第二摇杆，第二转轴的后端通过过盈连接的方式连接有转盘，转盘后侧偏心位置处通过铰接部件铰接连接有第二连杆，第一连杆右端与第二连杆左端通过铰接部件铰接连接。

优选地，还包括有铰接部件包括有旋转轴和紧固盖，转盘上偏心位置与第二连杆右端上均开有通孔，旋转轴穿过转盘上偏心位置与第二连杆右端的通孔，紧固盖与旋转轴后端过盈连接。第二连杆左端和第一连杆右端均开有通孔，旋转轴穿过第二连杆左端和第一连杆右端的通孔，紧固盖与旋转轴后端过盈连接。

优选地，还包括有橡胶套，第一摇杆上套有橡胶套。

优选地，还包括有加强筋，加强筋焊接在左架的顶端和顶板左端。

优选地，底板材料为不锈钢。

优选地，左架材料为Q235钢。

工作原理：当学生需要用本设备做实验时，先要观察下本设备。接着学生转动第一摇杆，当第一摇杆转动时，第一摇杆与第一转轴连接在一起，第一摇杆转动时带动第一转轴转动。第一转轴与缺齿轮相连，第一转轴转动带动缺齿轮旋转，由于缺齿轮与齿条以齿轮啮合的方式连接在一起，缺齿轮旋转带动齿条左右运动，齿条与移动框焊接在一起，齿条左右运动带动移动框左右运动，移动框与磁铁相连，移动框左右运动带动磁铁左右运动，当缺齿轮顺时针转动时，缺齿轮通过齿条带动移动框向右运动，移动框带动磁铁向右运动，磁铁向右运动进入空心滚筒切割磁感线产生电流。当缺齿轮顺时针转动且缺齿轮与下方齿条啮合时，缺齿轮通过齿条带动移动框向左运动，移动框带动磁铁向左运动，磁铁向左运动离开空心滚筒。如此反复，磁铁不断在空心滚筒左右运动，此时，观察此时灵敏电流计的变化。当第一摇杆不动时转动第二摇杆，当第二摇杆顺时针转动，第二摇杆与第二转轴相连，第二摇杆顺时针转动带动第二转轴顺时针转动，第二转轴与转盘相连，第二转轴顺时针转动带动着转盘顺时针旋转，转盘与第二连杆相连，转盘顺时针旋转带动着第二连杆左右运动，第二连杆与第一连杆相连，第二连杆左右运动带动着第一连杆左右运动，第一连杆与滑块相连，第一连杆左右运动带动着滑块左右运动，滑块与固定架相连，滑块左右运动带动着固定架左右运动，固定架与空心滚筒相连，固定架左右运动带动着空心滚筒左右运动，当第二连杆向左运动时，第二连杆带着空心滚筒向左运动使磁铁进入空心滚筒，当第二连杆向右运动时，第二连杆带着空心滚筒向右运动使磁铁退出空心滚筒，观察灵敏电流计的变化，最后通过这一现象了解电磁感应原理。

因为铰接部件包括有旋转轴和紧固盖，转盘上偏心位置与第二连杆右端上均开有通孔，旋转轴穿过转盘上偏心位置与第二连杆右端的通孔，紧固盖与旋转轴后端过盈连接。第二连杆左端和第一连杆右端均开有通孔，旋转轴穿过第二连杆左端和第一连杆右端的通孔，紧固盖与旋转轴后端过盈连接。铰接部件摆动灵活，使装置的使用寿命更长。

因为还包括有橡胶套，第一摇杆上套有橡胶套。拥有橡胶套能够让同学在实验时不会发生由于打滑而引起的不必要的伤害。

因为还包括有加强筋，加强筋焊接在左架的顶端和顶板左端。拥有加强筋能够使得本设备拥有更强的稳定性，延迟本设备的使用寿命。

因为底板材料为不锈钢，不锈钢耐腐蚀性和耐酸性强，可延长装置的使用寿命。

因为左架材料为Q235钢，Q235钢硬度高，不容易变形，使装置的使用寿命更长。

(3)有益效果

本实用新型达到通过转动第二摇杆，第一连杆与第二连杆的铰接连接，滑块与滑轨之间的相互配合能够让绕好线圈的空心滚筒更好的切割磁感线，通过转动第一摇杆，缺齿轮与齿条的相互配合达到让磁铁很好的切割磁感线的效果，通过此物理实验教学设备，能提高中学生的学习兴趣，提高学习的效率快速掌握知识重点。

附图说明

图1为本实用新型的第一种主视结构示意图。

图2为本实用新型的第二种主视结构示意图。

图3为本实用新型的第三种主视结构示意图。

图4为本实用新型的铰接部件立体结构示意图。

附图中的标记为：1-底板，2-左架，3-导轨，4-导套，5-第一轴承座，6-缺齿轮，7-第一摇杆，8-移动框，9-齿条，10-第一转轴，11-磁铁，12-顶板，13-灵敏电流计，14-滑轨，15-滑块，16-固定架，17-第一连杆，18-第二连杆，19-第二轴承座，20-第二转轴，21-第二摇杆，22-转盘，23-空心滚筒，24-导线，25-铰接部件，251-旋转轴，252-紧固盖，26-橡胶套，27-加强筋。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1

一种中学生电磁感应物理实验教学设备，如图1-4所示，包括有底板1、左架2、导轨3、导套4、第一轴承座5、缺齿轮6、第一摇杆7、移动框8、齿条9、第一转轴10、磁铁11、顶板12、灵敏电流计13、滑轨14、滑块15、固定架16、第一连杆17、第二连杆18、第二轴承座19、第二转轴20、第二摇杆21、转盘22、空心滚筒23和导线24，底板1顶部左侧焊接有左架2，左架2右侧上下对称焊接有导轨3，导轨3上安装有导套4，两导套4之间焊接有移动框8，移动框8位于上下对称的两导轨3之间，移动框8内中心位置上下对称焊接有齿条9，左架2右侧中心焊接有第一轴承座5，第一轴承座5在移动框8内部，第一轴承座5上的轴承内通过过盈连接的方式连接有第一转轴10，第一转轴10前侧焊接有第一摇杆7，第一转轴10中部通过平键连接的方式连接有缺齿轮6，缺齿轮6与齿条9啮合，移动框8外右侧安装有磁铁11，左架2顶部焊接有顶板12，顶板12底部中间通过螺钉连接的方式连接有灵敏电流计13，底板1顶部右侧通过螺栓连接的方式连接有滑轨14，滑轨14上设有滑块15，滑块15顶端焊接有固定架16，滑块15右端焊接有第一连杆17，固定架16内顶部焊接有空心滚筒23，空心滚筒23上缠绕有导线24，导线24的两头分别与灵敏电流计13的两极相连，底板1顶部左侧通过螺栓连接的方式连接有第二轴承座19，第二轴承座19的轴承内通过过盈连接的方式连接有第二转轴20，第二转轴20的前端焊接有第二摇杆21，第二转轴20的后端通过过盈连接的方式连接有转盘22，转盘22后侧偏心位置处通过铰接部件25铰接连接有第二连杆18，第一连杆17右端与第二连杆18左端通过铰接部件25铰接连接。

实施例2

一种中学生电磁感应物理实验教学设备，如图1-4所示，包括有底板1、左架2、导轨3、导套4、第一轴承座5、缺齿轮6、第一摇杆7、移动框8、齿条9、第一转轴10、磁铁11、顶板12、灵敏电流计13、滑轨14、滑块15、固定架16、第一连杆17、第二连杆18、第二轴承座19、第二转轴20、第二摇杆21、转盘22、空心滚筒23和导线24，底板1顶部左侧焊接有左架2，左架2右侧上下对称焊接有导轨3，导轨3上安装有导套4，两导套4之间焊接有移动框8，移动框8位于上下对称的两导轨3之间，移动框8内中心位置上下对称焊接有齿条9，左架2右侧中心焊接有第一轴承座5，第一轴承座5在移动框8内部，第一轴承座5上的轴承内通过过盈连接的方式连接有第一转轴10，第一转轴10前侧焊接有第一摇杆7，第一转轴10中部通过平键连接的方式连接有缺齿轮6，缺齿轮6与齿条9啮合，移动框8外右侧安装有磁铁11，左架2顶部焊接有顶板12，顶板12底部中间通过螺钉连接的方式连接有灵敏电流计13，底板1顶部右侧通过螺栓连接的方式连接有滑轨14，滑轨14上设有滑块15，滑块15顶端焊接有固定架16，滑块15右端焊接有第一连杆17，固定架16内顶部焊接有空心滚筒23，空心滚筒23上缠绕有导线24，导线24的两头分别与灵敏电流计13的两极相连，底板1顶部左侧通过螺栓连接的方式连接有第二轴承座19，第二轴承座19的轴承内通过过盈连接的方式连接有第二转轴20，第二转轴20的前端焊接有第二摇杆21，第二转轴20的后端通过过盈连接的方式连接有转盘22，转盘22后侧偏心位置处通过铰接部件25铰接连接有第二连杆18，第一连杆17右端与第二连杆18左端通过铰接部件25铰接连接。

还包括有铰接部件25包括有旋转轴251和紧固盖252，转盘22上偏心位置与第二连杆18右端上均开有通孔，旋转轴251穿过转盘22上偏心位置与第二连杆18右端的通孔，紧固盖252与旋转轴251后端过盈连接。第二连杆18左端和第一连杆17右端均开有通孔，旋转轴251穿过第二连杆18左端和第一连杆17右端的通孔，紧固盖252与旋转轴251后端过盈连接。

实施例3

一种中学生电磁感应物理实验教学设备，如图1-4所示，包括有底板1、左架2、导轨3、导套4、第一轴承座5、缺齿轮6、第一摇杆7、移动框8、齿条9、第一转轴10、磁铁11、顶板12、灵敏电流计13、滑轨14、滑块15、固定架16、第一连杆17、第二连杆18、第二轴承座19、第二转轴20、第二摇杆21、转盘22、空心滚筒23和导线24，底板1顶部左侧焊接有左架2，左架2右侧上下对称焊接有导轨3，导轨3上安装有导套4，两导套4之间焊接有移动框8，移动框8位于上下对称的两导轨3之间，移动框8内中心位置上下对称焊接有齿条9，左架2右侧中心焊接有第一轴承座5，第一轴承座5在移动框8内部，第一轴承座5上的轴承内通过过盈连接的方式连接有第一转轴10，第一转轴10前侧焊接有第一摇杆7，第一转轴10中部通过平键连接的方式连接有缺齿轮6，缺齿轮6与齿条9啮合，移动框8外右侧安装有磁铁11，左架2顶部焊接有顶板12，顶板12底部中间通过螺钉连接的方式连接有灵敏电流计13，底板1顶部右侧通过螺栓连接的方式连接有滑轨14，滑轨14上设有滑块15，滑块15顶端焊接有固定架16，滑块15右端焊接有第一连杆17，固定架16内顶部焊接有空心滚筒23，空心滚筒23上缠绕有导线24，导线24的两头分别与灵敏电流计13的两极相连，底板1顶部左侧通过螺栓连接的方式连接有第二轴承座19，第二轴承座19的轴承内通过过盈连接的方式连接有第二转轴20，第二转轴20的前端焊接有第二摇杆21，第二转轴20的后端通过过盈连接的方式连接有转盘22，转盘22后侧偏心位置处通过铰接部件25铰接连接有第二连杆18，第一连杆17右端与第二连杆18左端通过铰接部件25铰接连接。

还包括有铰接部件25包括有旋转轴251和紧固盖252，转盘22上偏心位置与第二连杆18右端上均开有通孔，旋转轴251穿过转盘22上偏心位置与第二连杆18右端的通孔，紧固盖252与旋转轴251后端过盈连接。第二连杆18左端和第一连杆17右端均开有通孔，旋转轴251穿过第二连杆18左端和第一连杆17右端的通孔，紧固盖252与旋转轴251后端过盈连接。

还包括有橡胶套26，第一摇杆7上套有橡胶套26。

实施例4

一种中学生电磁感应物理实验教学设备，如图1-4所示，包括有底板1、左架2、导轨3、导套4、第一轴承座5、缺齿轮6、第一摇杆7、移动框8、齿条9、第一转轴10、磁铁11、顶板12、灵敏电流计13、滑轨14、滑块15、固定架16、第一连杆17、第二连杆18、第二轴承座19、第二转轴20、第二摇杆21、转盘22、空心滚筒23和导线24，底板1顶部左侧焊接有左架2，左架2右侧上下对称焊接有导轨3，导轨3上安装有导套4，两导套4之间焊接有移动框8，移动框8位于上下对称的两导轨3之间，移动框8内中心位置上下对称焊接有齿条9，左架2右侧中心焊接有第一轴承座5，第一轴承座5在移动框8内部，第一轴承座5上的轴承内通过过盈连接的方式连接有第一转轴10，第一转轴10前侧焊接有第一摇杆7，第一转轴10中部通过平键连接的方式连接有缺齿轮6，缺齿轮6与齿条9啮合，移动框8外右侧安装有磁铁11，左架2顶部焊接有顶板12，顶板12底部中间通过螺钉连接的方式连接有灵敏电流计13，底板1顶部右侧通过螺栓连接的方式连接有滑轨14，滑轨14上设有滑块15，滑块15顶端焊接有固定架16，滑块15右端焊接有第一连杆17，固定架16内顶部焊接有空心滚筒23，空心滚筒23上缠绕有导线24，导线24的两头分别与灵敏电流计13的两极相连，底板1顶部左侧通过螺栓连接的方式连接有第二轴承座19，第二轴承座19的轴承内通过过盈连接的方式连接有第二转轴20，第二转轴20的前端焊接有第二摇杆21，第二转轴20的后端通过过盈连接的方式连接有转盘22，转盘22后侧偏心位置处通过铰接部件25铰接连接有第二连杆18，第一连杆17右端与第二连杆18左端通过铰接部件25铰接连接。

还包括有铰接部件25包括有旋转轴251和紧固盖252，转盘22上偏心位置与第二连杆18右端上均开有通孔，旋转轴251穿过转盘22上偏心位置与第二连杆18右端的通孔，紧固盖252与旋转轴251后端过盈连接。第二连杆18左端和第一连杆17右端均开有通孔，旋转轴251穿过第二连杆18左端和第一连杆17右端的通孔，紧固盖252与旋转轴251后端过盈连接。

还包括有橡胶套26，第一摇杆7上套有橡胶套26。

还包括有加强筋27，加强筋27焊接在左架2的顶端和顶板12左端。

底板1材料为不锈钢。

左架2材料为Q235钢。

工作原理：当学生需要用本设备做实验时，先要观察下本设备。接着学生转动第一摇杆7，当第一摇杆7转动时，第一摇杆7与第一转轴10连接在一起，第一摇杆7转动时带动第一转轴10转动。第一转轴10与缺齿轮6相连，第一转轴10转动带动缺齿轮6旋转，由于缺齿轮6与齿条9以齿轮啮合的方式连接在一起，缺齿轮6旋转带动齿条9左右运动，齿条9与移动框8焊接在一起，齿条9左右运动带动移动框8左右运动，移动框8与磁铁11相连，移动框8左右运动带动磁铁11左右运动，当缺齿轮6顺时针转动时，缺齿轮6通过齿条9带动移动框8向右运动，移动框8带动磁铁11向右运动，磁铁11向右运动进入空心滚筒23切割磁感线产生电流。当缺齿轮6顺时针转动且缺齿轮6与下方齿条9啮合时，缺齿轮6通过齿条9带动移动框8向左运动，移动框8带动磁铁11向左运动，磁铁11向左运动离开空心滚筒23。如此反复，磁铁11不断在空心滚筒23左右运动，此时，观察此时灵敏电流计13的变化。当第一摇杆7不动时转动第二摇杆21，当第二摇杆21顺时针转动，第二摇杆21与第二转轴20相连，第二摇杆21顺时针转动带动第二转轴20顺时针转动，第二转轴20与转盘22相连，第二转轴20顺时针转动带动着转盘22顺时针旋转，转盘22与第二连杆18相连，转盘22顺时针旋转带动着第二连杆18左右运动，第二连杆18与第一连杆17相连，第二连杆18左右运动带动着第一连杆17左右运动，第一连杆17与滑块15相连，第一连杆17左右运动带动着滑块15左右运动，滑块15与固定架16相连，滑块15左右运动带动着固定架16左右运动，固定架16与空心滚筒23相连，固定架16左右运动带动着空心滚筒23左右运动，当第二连杆18向左运动时，第二连杆18带着空心滚筒23向左运动使磁铁11进入空心滚筒23，当第二连杆18向右运动时，第二连杆18带着空心滚筒23向右运动使磁铁11退出空心滚筒23，观察灵敏电流计13的变化，最后通过这一现象了解电磁感应原理。

因为铰接部件25包括有旋转轴251和紧固盖252，转盘22上偏心位置与第二连杆18右端上均开有通孔，旋转轴251穿过转盘22上偏心位置与第二连杆18右端的通孔，紧固盖252与旋转轴251后端过盈连接。第二连杆18左端和第一连杆17右端均开有通孔，旋转轴251穿过第二连杆18左端和第一连杆17右端的通孔，紧固盖252与旋转轴251后端过盈连接。铰接部件25摆动灵活，使装置的使用寿命更长。

因为还包括有橡胶套26，第一摇杆7上套有橡胶套26。拥有橡胶套26能够让同学在实验时不会发生由于打滑而引起的不必要的伤害。

因为还包括有加强筋27，加强筋27焊接在左架2的顶端和顶板12左端。拥有加强筋27能够使得本设备拥有更强的稳定性，延迟本设备的使用寿命。

因为底板1材料为不锈钢，不锈钢耐腐蚀性和耐酸性强，可延长装置的使用寿命。

因为左架2材料为Q235钢，Q235钢硬度高，不容易变形，使装置的使用寿命更长。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。