一种安培力演示仪的制作方法

本实用新型涉及教具技术领域，具体涉及一种安培力演示仪。

背景技术：

磁场对电流的作用力称为安培力，在目前的教学中，为了探讨影响安培力的因素，在教学时，教师都会常使用通电导线在马蹄形磁铁中的摆动来探究影响安培力的因素，但是上述演示只能说明安培力的存在，演示效果单一，教学效果不理想。

技术实现要素：

为了解决上述演示效果单一，教学效果不理想的技术问题，本实用新型提供一种设计巧妙、演示功能丰富的安培力演示仪。

本实用新型公开的一种安培力演示仪，其包括：固定架、第一磁铁、第二磁铁、电源输出装置、计重装置以及矩形线圈，固定架上正对设置有两个容置槽，第一磁铁以及第二磁铁分别设置于两个容置槽内，电源输出装置设置于计重装置上，矩形线圈设置于电源输出装置上并且与电源输出装置电性连接，矩形线圈的上半部位于第一磁铁以及第二磁铁之间。

根据本实用新型的一实施方式，矩形线圈包括线圈骨架以及分别绕设于线圈骨架上的至少三个结构相同的漆包线线圈，至少三个漆包线线圈的上半部均位于第一磁铁以及第二磁铁之间。

根据本实用新型的一实施方式，计重装置采用电子秤。

根据本实用新型的一实施方式，电源输出装置包括盒体、变阻器、电源以及调节开关，变阻器以及电源设置于盒体内，变阻器、电源以及矩形线圈依次串联，调节开关固定于盒体上并与变阻器连接。

根据本实用新型的一实施方式，电源输出装置还包括：显示器，显示器与矩形线圈电性连接。

本实用新型的安培力演示仪通过两个磁铁构成磁场，通过电源输出装置控制输出至矩形线圈的电流，实现对矩形线圈的所收到的安培力进行控制，并且通过计重装置对电源输出装置以及矩形线圈进行计重，直观的体现安培力的大小，同时可通过调节矩形线圈的有效导线长度，验证导线长度与安培力大小的关系，演示效果丰富，教学效果好。

附图说明

图1为本实用新型中安培力演示仪的结构示意图。

图2为本实用新型中电源输出装置的剖视图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图对本实用新型安培力演示仪作进一步详细描述。

请参考图1以及图2所示，分别为本实用新型中安培力演示仪的结构示意图以及电源输出装置的剖视图。

本实用新型提供一种安培力演示仪，其主要用于对安培力的方向与电流方向、磁场方向等有关因数的探究实验，其中安培力演示仪主要包括固定架1、第一磁铁2、第二磁铁3、电源输出装置4、计重装置5以及矩形线圈6。其中固定架1可采用木板或泡沫材质进行制作，从而减少固定架1本身对第一磁铁2与第二磁铁3之间产生的磁场造成影响。固定架1上正对设置有两个容置槽11，第一磁铁2以及第二磁铁3分别设置于两个容置槽11内。其中容置槽11的容纳空间大于第一磁铁2或第二磁铁3的体积，如此一来，使得第一磁铁2或第二磁铁3可位于容置槽11移动，继而控制第一磁铁2或第二磁铁3两者之间的间距，使得本实用新型可探究磁极间距对安培力的影响，进一步丰富其演示效果。电源输出装置4主要用于控制且输出电源至矩形线圈6。其中电源输出装置4设置于计重装置5上，例如电源输出装置4通过可拆卸安装的方式设置于计重装置5上，例如电源输出装置4直接通过放置的方式放置于计重装置5上。矩形线圈6设置于电源输出装置4上并且与电源输出装置4电性连接，例如矩形线圈6固定于电源输出装置4的顶部，例如矩形线圈6与电源输出装置4为一体化结构，如此一来，使得矩形线圈6与电源输出装置4之间的连接更加稳定可靠。其中矩形线圈6的上半部位于第一磁铁2以及第二磁铁3之间，也可理解为，第一磁铁2以及第二磁铁3形成的磁场，其中矩形线圈6的两条纵向边部分位于该磁场内的作用力反向且相同，使矩形线圈6的顶部横向边的线圈长度作为矩形线圈6位于该磁场内的有效导线长度，便于后续实验的测量计算，简化本实用新型的安培力演示仪操作。

采用本实用新型的安培力演示仪进行演示时，将第一磁铁2以及第二磁铁3正对并且磁极同向设置，使得第一磁铁2以及第二磁铁3之间形成磁场，然后将电源输出装置4以及矩形线圈6设置于计重装置5上，通电后，通过调节第一磁铁2以及第二磁铁3之间的相对位置和/或通过电源输出装置4调节输出至矩形线圈6的电流大小实现对安培力的方向与电流方向、磁场方向等有关因数的探究演示。

在本申请中，计重装置5采用电子秤，其中电子秤具有测试精度高的优势，并且为市场上常规器件，实现计重装置5的计重功能同时可减少本实用新型的设计成本。

在一实施例中，矩形线圈6包括线圈骨架61以及分别绕设于线圈骨架61上的至少三个结构相同的漆包线线圈62。其中线圈骨架61采用长方体结构，便于漆包线线圈62的绕设以及排布，具体的，线圈骨架61可采用非磁性材质制作，例如采用亚克力板或木板制作，大大降低线圈骨架61对漆包线线圈62通电受力的影响，从而保证本实用新型安培力演示仪的精准度。至少三个漆包线线圈62均独立设置，并且至少三个漆包线线圈62的上半部均位于第一磁铁2以及第二磁铁3之间。

通过与电源输出装置4串联不同数量的漆包线线圈62实现改变矩形线圈6在第一磁铁2与第二磁铁3形成的磁场内的有效导线长度，例如每一漆包线线圈62均采用40匝规格，例如电源输出装置4串联一个漆包线线圈62时，矩形线圈6的有效导线长度为一个漆包线线圈62的四分之一，例如电源输出装置4串联两个漆包线线圈62时，矩形线圈6的有效导线长度为两个漆包线线圈62的四分之一，例如电源输出装置4串联三个漆包线线圈62时，矩形线圈6的有效导线长度为三个漆包线线圈62的四分之一，如此一来，实现本实用新型的安培力演示仪验证不同导线长度与安培力大小的关系，进一步丰富本实用新型的安培力演示仪的演示功能。

在一实施例中，电源输出装置4包括盒体41、变阻器42、电源43以及调节开关44，变阻器42以及电源43设置于盒体41内，变阻器42、电源43以及矩形线圈6依次串联构成回路，调节开关44固定于盒体41上并与变阻器42连接，其中调节开关44与变阻器42的调节端连接，通过调节开关44控制变阻器42的阻值，从而实现对通过矩形线圈6的电流进行控制。其中在本申请中，变阻器42采用滑动变阻器或旋转变阻器，调节开关44对应采用拨片开关或旋钮开关。另外值得注意的是，为了提高电源输出装置4的工作稳定性，电源输出装置4内还设置有一控制板（图中未显示），其中通过控制板对电源输出装置4的工作进行控制，进一步保证电源输出装置4的工作稳定性。

在又一实施例中，电源输出装置4还包括显示器45，显示器45与矩形线圈6电性连接，其中显示器45用于显示矩形线圈6的电流和/或电压，从而使得演示过程更加直观，进一步提升本实用新型的演示效果。

综上所述，本实用新型的安培力演示仪通过两个磁铁构成磁场，通过电源输出装置控制输出至矩形线圈的电流，实现对矩形线圈的所收到的安培力进行控制，并且通过计重装置对电源输出装置以及矩形线圈进行计重，直观的体现安培力的大小，演示效果丰富，教学效果好。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语诸如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

虽然对本实用新型的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。