安培力试验演示装置的制作方法

本实用新型特别涉及一种安培力试验演示装置，属于教学演示技术领域。

背景技术：

20世纪物理学发展迅速，尤其在电磁学领域有了较为突破的发展，在电磁学领域，安培力是基础内容，其地位重要，是电磁学研究的基础，其揭示了通电导线与磁场之间的作用关系，是高中物理基础教学的重点。而高中教材中少有安培力的验证演示实验，不便于学生对于安培力作用的理解，也不便于学生将物理学只是与现实生活的理解。使用装置演示实验，不仅利于学生融会贯通，同时还能培养学生对物理学的兴趣。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种安培力试验演示装置，以克服现有技术的不足。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种安培力试验演示装置，其包括：

磁体组件，其用于提供磁场；

摆球组件，其包括摆球和摆线，所述摆球连接于所述摆线的一端，且所述摆线的长度可调，所述摆球上绕设有导线形成的线圈，所述导线与电源连接，所述摆球位于所述磁场内；

罩体，所述摆球组件设置于所述罩体内。

进一步的，所述安培力试验演示装置还包括：开关板，所述开关板设置于所述罩体顶部的开口处，且所述开关板能够相对于所述罩体转动；在所述开关板内还设置有线轴机构，且所述线轴机构能够绕中心轴转动，所述摆线和/或导线的另一端与线轴机构连接，并能够绕设于所述线轴机构上。

进一步的，在所述开关板的底面和底部设置有第一孔洞，所述导线能够经由所述第一孔洞引入至罩体内。

更进一步的，在所述中心轴的侧面和底部还设置有第二孔洞，至少所述摆线和/或导线能够经由所述第二孔洞引入至所述罩体内。

进一步的，所述导线与摆线一体设置。

进一步的，摆球采用螺线管。

进一步的，所述摆球竖直设置，等效电流的方向水平设置，磁场的方向沿竖直方向设置。

进一步的，所述导线还连接有变阻机构，其用以调整流经导线内的电流大小。

更进一步的，所述罩体外侧设置有至少两个磁体卡槽，至少两个所述磁体卡槽相对设置，所述磁体设置于所述磁体卡槽内。

进一步的，所述磁体组件包括至少两个磁体，两个所述磁体相对设置于所述罩体两侧。

进一步的，所述安培力试验演示装置还包括：罩底，所述罩底设置于所述罩体底部，所述罩底设置有与所述罩体底部配合设置的安装槽位。

进一步的，所述罩底与罩体的连接处还设置有吸盘机构。

优选的，所述罩体为顶部开口的球形透明罩体。

优选的，所述开关板和罩底为圆柱形。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的安培力试验演示装置，结构简单，使用方便，且验证功能全面，可以通过更换磁体改变磁场、通过改变电阻以改变改变电流，从而验证安培力大小与磁场大小和电流强度的关系；通过改变摆球的位形来验证安培力的右手螺旋方向关系。开关板中的线轴装置可以调节电线长度，避免装置周围凌乱不堪或导线长度不合适影响实验效果；另外，该实验装置轻便易携带。

附图说明

图1是本实用新型一典型实施案例中一种安培力试验演示装置的结构示意图；

图2是本实用新型一典型实施案例中一种开关板的结构示意图；

图3是本实用新型一典型实施案例中一种罩底和罩体的连接结构示意图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

本实用新型实施例提供了一种安培力试验演示装置，其包括：

磁体组件，其用于提供磁场；

摆球组件，其包括摆球和摆线，所述摆球连接于所述摆线的一端，所述摆球上绕设有导线形成的线圈，所述导线与电源连接，所述摆球位于所述磁场内；

罩体，所述摆球组件设置于所述罩体内。

进一步的，所述安培力试验演示装置还包括：开关板，所述开关板设置于所述罩体顶部的开口处，且所述开关板能够相对于所述罩体转动；在所述开关板内还设置有线轴机构，且所述线轴机构能够绕中心轴转动，所述摆线和/或导线的另一端与线轴机构连接，并能够绕设于所述线轴机构上。

进一步的，在所述开关板的底面和底部设置有第一孔洞，所述导线能够经由所述第一孔洞引入至罩体内。

更进一步的，在所述中心轴的侧面和底部还设置有第二孔洞，至少所述摆线和/或导线能够经由所述第二孔洞引入至所述罩体内。

进一步的，所述导线与摆线一体设置。

进一步的，摆球采用螺线管。

进一步的，所述摆球竖直设置，等效电流的方向水平设置，磁场的方向沿竖直方向设置。

进一步的，所述导线还连接有变阻机构，其至少用以调整流经导线内的电流大小。

更进一步的，所述罩体外侧设置有至少两个磁体卡槽，至少两个所述磁体卡槽相对设置，所述磁体设置于所述磁体卡槽内。

进一步的，所述磁体组件包括两个磁体，两个所述磁体相对设置于所述罩体两侧。

优选的，两个所述磁体对称分布。

进一步的，所述安培力试验演示装置还包括：罩底，所述罩底设置于所述罩体底部，所述罩底设置有与所述罩体底部配合设置的安装槽位。

进一步的，所述罩底与罩体的连接处还设置有吸盘机构。

优选的，所述罩体为顶部开口的球形透明罩体。

优选的，所述开关板和罩底为圆柱形。

在一些较为具体的实施方案中，所述安培力试验演示装置可以包括玻璃罩体、开关板、罩底，所述玻璃罩体为顶端开口的筐形，摆球置于玻璃罩体内，缠绕摆球的导线从置于玻璃罩体上方的开关板中引出，罩底在玻璃罩体下方托住球形玻璃罩体，便于在水平桌面上演示实验。

所述安培力试验演示装置可以由几种不同材料制成，其中开关板可采用绝缘材料制成，另外，罩底还可以设置与罩体相配合的磁体卡槽，同时设置吸盘装置，使罩体能够平稳放置。

优选的，所述罩体为球壳状。

优选的，所述罩体外侧设有磁体卡槽，其用以固定产生磁场的磁体；为使摆球水平摆动，摆球上的导线绕向应与磁场方向匹配。例如若绕竖直轴水平方向缠绕导线，则磁场方向应沿水平方向，反之，若绕水平轴竖直方向缠绕导线，则磁场方向应沿竖直方向。为便于操作，我们采用条型磁体产生竖直方向磁场，绕水平轴竖直方向缠绕导线。两条对称条型磁体产生的磁场较为均匀，因此设置的磁体卡槽是与一定规格的条型磁体匹配的，为便于实验观察，条型磁体应竖直放置在两侧，则产生的磁场方向竖直，则摆球上的导线缠绕方向应绕水平轴竖直方向缠绕，等效电流水平流向。为了增大实验结果，同时保证摆球质量合适，选择大小合适的螺线管作为摆球。

优选的，应在开关板上设置旋钮以调整摆球位形，防止由于摆球转动而导致导线缠绕，发生扭转。

优选的，在开关板中设置柱状线轴装置缠绕导线，便于调整插线长度，同时引入罩体内部的导线应能够卡死使得摆线长度不得发生变化，且导线连接的电源电路上可以连接有电阻，该电阻阻值大小可通过旋钮调节，便于调整电流大小。开关板侧面和底面均设有孔洞(即第一孔洞)，便于引出电线。

如下将结合附图对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

请参阅图1-图3，图1是一种安培力试验演示装置结构示意图，其包括：开关板1、罩体2、罩底3、线轴装置4、孔洞5/10/11(孔洞5为前述第一孔洞，孔洞10/11为前述第二孔洞)、磁体卡槽6、螺线管摆球7、开关8、中心轴9、插头12，孔洞5在开关板外侧，中心轴9在开关板内腔中央，孔洞10在中心轴 9底部，孔洞11在中心轴9侧面；罩体2为上端开口的球冠状，罩底和开关板均为圆柱形；开关板1安装在罩体2的顶端，罩体2安装在罩底3上，开关板1 和罩体2顶端是相互配合的圆形，开关板1可以再罩体2上转动，便于调整摆线位形；开关板1侧面和底面设有孔洞5，使得导线一端可以从开关板底部引出至罩体内部，另一端从开关板侧面引出至外界与电源连接，在电路上接有变阻装置 13便于调整电流大小，内部有线轴装置4，可绕中心轴9旋转，中心轴侧面有孔洞11，便于将导线引入至中心轴底的孔洞10从而将导线引至罩体内部；中心轴底的孔洞10能够将导线卡死使摆线长度不得发生变化；罩体内部摆线底部栓有螺线管摆球7，在通电情况下，摆球与卡槽6所夹持的磁体产生的磁场发生作用产生摆动现象，罩体3将罩体2托起使得装置位于水平面上，避免倾斜因素影响实验结果。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的安培力试验演示装置，结构简单，使用方便，且验证功能全面，可以通过更换磁体改变磁场、通过改变电阻以改变改变电流，从而验证安培力大小与磁场大小和电流强度的关系；开关板中的线轴装置可以调节电线长度，避免装置周围凌乱不堪或导线长度不合适影响实验效果；另外，该实验装置轻便易携带。

应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。