专利名称：直线电流磁感应强度演示器的制作方法
技术领域：
本装置属物理演示实验仪器。
直线电流磁感应强度的演示实验是物理教学中较为重要的内容。国内外已往的该实验装置是将各器件临时组合在讲桌上，采用大电流和繁琐的测磁方法，存在可见度小，不易观测、计算复杂等缺点，因此，演示效果不理想，一般不被物理教师所利用。新研制的直线电流磁感应强度演示器是演示该实验的专用仪器，由于利用投影演示方法和特殊设计的测磁计，可使过去只能在水平面内进行观察的小磁针和电流表变成在竖直面上放大观测，各物理量可直接测量，节省演示时间，提高了实验效果。
研制本仪器的目的是采用投影方法定量演示直线电流的磁感应强度B与电流强度I和距离r之间的关系。
该仪器主要由矩形线圈〔1〕、电流表〔3〕、电源(1.5V)、测磁计〔6〕、底板〔9〕等部件所构成。
矩形线圈〔1〕的框架可用槽铝制作，边长可为240×360mm，槽内面粘有绝缘胶带。矩形线圈〔1〕的绕线可为φ0.8漆包线，匝数可为n＝44。绕线的一个端线与线圈支杆〔2〕联接，并可通过底板〔9〕上的蝶形螺丝〔12〕与电源负极接通；绕线的另一端焊有插头，与电流表〔3〕的负端联接。
电流表〔3〕的量程为300mA，刻度盘制成透明的。电流表〔3〕的正端用导线与电位器〔8〕和开关〔7〕串联后接电源的正极。电流表〔3〕指示的是一匝导线的电流强度i，总电流强度I＝ni，i的大小可用电位器〔8〕来调节，电位器〔8〕的阻值可为0～27Ω。线圈框架上粘有红色的有机玻璃箭头，用来示意电流I的方向。箭头为两段，两段中间可插入底板〔9〕。
线圈支杆〔2〕可用角铝制作，它具有导电和支撑双重作用。线圈支杆〔2〕一端与线框固定，另一端有开口，能插入蝶形螺丝〔12〕。这样，矩形线圈〔1〕根据需要可与底板〔9〕随时组装或拆卸。
底板〔9〕可用3mm厚透明有机玻璃板加工而成。电流表〔3〕、电池〔4〕、电池夹〔5〕、开关〔7〕、电位器〔8〕及导线等部件均安装在底板〔9〕上。底板〔9〕下装有两个可折底脚〔10〕，拆卸时，将底脚〔10〕折回。
测磁计〔6〕是一种特制的用来相对观测磁感应强度大小的演示仪表。测磁计〔6〕主要由小磁针、透明表盘、有机玻璃外壳等组成。当电流强度I＝0时，使小磁针的N、S极位于r坐标轴线上，磁针的N极指北，与地磁场Bo的方向一致。通电后，电流磁场B与地磁场Bo合成，合成磁场BH与Bo夹角为θ，这时磁针的指向与BH一致，因Bo不变，所以B＝Botgθ即电流磁场B与θ角的正切值成正比。在正切值等量增加时，θ角并非等量增加。为此设计了正切刻度盘，可以直接指示tgθ的大小，省略了θ与tgθ之间的换算关系。正切刻度盘分为左右两排刻度，其选取由教室的方位而定。刻度指示不是B的绝对测定值，而是相对测定值。
标尺〔11〕用透明有机玻璃尺改制而成，标尺〔11〕与r坐标轴平行，尺的两端有垫块把尺垫起，测磁计〔6〕的底板插在标尺〔11〕的下面，沿r坐标可平移。标尺〔11〕的零点与绕线的中心线对齐，测磁计〔6〕中线在标尺〔11〕上所对刻度为r值。
该仪器可形象地演示直线电流磁场的磁感应强度B与电流强度I成正比，与距离r成反比的关系。本仪器可直接观测，教师在讲授时可利用投影仪(OHP)投影放大演示，供几百学生同时观测，现象清晰，可见度大，操作简便，演示效果良好。本仪器适用于高校普通物理教学和高中物理教学。
附
图1为直线电流磁感应强度演示器结构示意图。
附图2为测磁计〔6〕结构示意图。
权利要求1.一种演示直线电流的磁感应强度B与电流强度I和距离r之间关系的实验仪器，其主要特征在于由具有透明正切刻度盘的测磁计[6]、透明刻度盘的电流表[3]、矩形线圈[1]及投影仪构成。
2.按照权利要求1所述的实验仪器，其特征在于具有测定距离r的透明标尺〔11〕。
3.按照权利要求1所述的实验仪器，其特征在于矩形线圈〔1〕与底板〔9〕有组装拆卸装置〔12〕、〔2〕、〔10〕。
专利摘要本实用新型属物理演示实验仪器。它由透明正切刻度盘的测磁计(6)、透明刻度盘的电流表(3)，矩形线圈(1)及投影仪构成。该仪器采用投影方式定量演示直线电流磁场的磁感应强度B与电流强度I和距离r之间的关系。由于利用投影演示方法和特殊设计的测磁计可使以往只能在水平面进行观察的小磁针和电流表变成在竖直面上放大观测，各物理量可直接测量，本仪器可供高校普通物理教学和高中物理教学使用。
文档编号G09B23/18GK2060004SQ8921861
公开日1990年8月1日 申请日期1989年10月26日 优先权日1989年10月26日
发明者韩长明, 张娟 申请人:东北师范大学