专利名称：电磁控制刚体角动量实验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种物理实验仪器，特别是一种电磁控制刚体角动量实验仪。
目前，在普通物理学教学中定性验证角动量守恒定律一般采用“儒可夫斯基凳”实验装置，该实验是由人坐在凳上展臂缩臂进行演示，该实验中，人体非刚体，故演示刚体现象，易在概念上造成混乱，定量验证角动量守恒定律，在目前国内市场上没有现成仪器，国外亦未见到公开的资料，已有一些高等院校尝试制造该类仪器，但装置复杂，人为误差大。
本实用新型的目的在于提供一种电磁控制刚体角动量实验仪，它能准确测量角动量守恒的有关数据，且结构简单，操作方便，弥补了大、中专理工科物理实验教学中的空白。
本实用新型的技术方案一种电磁控制刚体角动量实验仪，包括稳压电源及数字毫秒计，其特征在于仪器主体是由底座与铜支臂构成整体支架，支架间依轴承装有一主轴，底座与铜支臂间、底座与轴承间、主轴与主轴套间均设绝缘垫，所说主轴的下部紧密连接有拉力套，上部依螺钉固定连接有中心套，中心套两端依铁芯螺纹连接有二电磁铁，二电磁铁中心紧密连接有二铜管，铜管套在铁芯外，二铜管外端各滑动连接有磁柱，磁柱外端有防脱落及确定磁柱位置的定位环，一端铜管的外端头插接有一“U”形挡光框；所说铜支臂的侧面依螺钉固定装有光电门，底座与铜支臂间绝缘垫两边各有一接线柱，底座上有调平螺丝。
本实用新型的工作原理及使用方法，将稳压电源的正、负极与仪器底座部的二接线柱依导线连接好，且同时将光电门上的引出导线与数字毫秒针连接好，此时用砝码通过定滑轮对拉力套施加外力矩后自行脱离拉力套，使主轴带动中心套及其上的电磁铁及磁柱一并旋转，当铜管外端连接的“U”形框经光电门计时即得到了“U”形框间隔所经历的时间Δt1，再立即接通稳压电源，则磁柱被电磁铁吸附，此时转动速度变快，由“U”形框经光电门计时得到Δt2，由此可通过物理角动量守恒公式(I1)/(I2) ＝ (ω2)/(ω1) ＝ (Δt1)/(Δt2)(其中I为转动惯量，利用该装置按常规测量转动惯量的方法测出、ω为角速度，t为时间)证实角动量守恒原理。
本实用新型的优越性在于1、使用电磁控制，避免了人为误差，使实验人员能主动地进行测量；2、克服了传统实验“儒可夫斯基凳”中以人体(柔体)验证刚体角动量守恒的缺点；3、本仪器的供电方式为通过主轴与主轴承接触供电来完成，简捷便当，简化了装置；4、整体结构简单合理，实验现象明显，测量准确。
以下结合附图及实施例进一步说明本技术。
附
图1为本实用新型所涉仪器主体结构示意图。
附图2为本实用新型所涉仪器主体中“U”形框的俯视图。
附图3为本实用新型所涉仪器的使用状态示意图。
其中1为铜支臂，2为光电门，3为定位环，4为磁柱，5为铜管，6为电磁铁，22为电磁铁铁芯，7为中心套，8为主轴，9为拉力套，10为主轴套，11为铜质底座，12为调平螺丝，13为绝缘垫，14为接线柱，15为固定螺钉，16为“U”形挡光框，17为轴承，18为定滑轮，19为砝码，20为稳压电源，21为数字毫秒计。
实施例一种电磁控制刚体角动量实验仪，包括稳压电源20及数字毫秒计21，其特征在于仪器主体是由铜质底座11与铜支臂1构成整体支架，支架间依轴承17装有一主轴8，底座11与铜支臂1间，底座11与轴承17间，主轴8与主轴套10间均设绝缘垫13，所说主轴的下部紧密连接有拉力套9，上部依螺钉固定连接有中心套7，中心套两端依铁芯22螺纹连接有二电磁铁6，二电磁铁中心紧密连接有二铜管5，铜管套在铁芯外，二铜管外端各滑动连接有磁柱4，磁柱外端有防脱落及确定磁柱位置的定位环3，一端铜管的外端插接有一“U”形挡光框16；所说铜支臂的侧面依螺钉15固定装有光电门2，底座与铜支臂间绝缘垫两边各有一接线柱14，底座上有调平螺丝12。
权利要求1.一种电磁控制刚体角动量实验仪，包括稳压电源及数字毫秒计，其特征在于仪器主体是由底座与铜支臂构成整体支架，支架间依轴承装有一主轴，底座与铜支臂间底座与轴承间、主轴与主轴套间均设绝缘垫，所说主轴的下部紧密连接有拉力套，上部依螺钉固定连接有中心套，中心套两端依铁芯螺纹连接有二电磁铁，二电磁铁中心紧密连接有二铜管，铜管套在铁芯外，二铜管外端各滑动连接有磁柱，磁柱外端有防脱落及确定磁柱位置的定位环，一端铜管的外端头插接有一“U”形挡光框；所说铜支臂的侧面依螺钉固定装有光电门，底座与铜支臂间绝缘垫两边各有一接线柱，底座上有调平螺丝。
专利摘要一种电磁控制刚体角动量实验仪，包括稳压电源及数字毫秒计。其特征在于仪器主体是由整体支架、主轴、中心套、拉力套、中心套两端的电磁铁、铜管与滑动连接的磁柱及一端铜管外端插接的“U”形挡光框与铜支臂上安装的光电门所组成。由仪器主体与稳压电源及数字毫秒计连接，可准确定量的测出角动量守恒定律。其优越性在于1.电磁控制使之避免了人为误差；2.克服了传统实验中概念不准确的矛盾；3.供电方式简捷便当；4.整体结构合理，实验现象明显。
文档编号G09B23/08GK2145419SQ92242358
公开日1993年11月3日 申请日期1992年12月5日 优先权日1992年12月5日
发明者张双明, 陈荣福, 张济伟, 孟伟 申请人:张双明, 陈荣福, 张济伟, 孟伟