专利名称：初中电学综合演示箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学演示用具，更确切地说是涉及一种初中物理电学实验的演示箱。
初中物理电学部分的实验演示，主要包括焦耳定律、电流的磁性、磁场对电流的作用、磁场显示、欧姆定律及串并联电路等。目前，特别是在广大农村的初中物理教学中，演示设备少、演示条件差，使原本就比较抽象的概念更不易为初中学生接受。如焦耳定律演示是用两只250毫升的烧瓶加满煤油并塞紧瓶塞，瓶塞打孔插入细玻璃管及位于玻璃管两侧的铜导线，两铜导线未端在玻璃管下方连接不同阻值的电阻，通电后电能转变为热能使煤油温度升高而膨胀，细玻璃管内煤油液面升高可定性反映出电流与产生热量的关系。由于实验需要很好的密封性，且耗时长，课堂效果不佳。又如电流的磁性实验，是按课本介绍进行的，即用铁架台悬挂一弹簧，弹簧下端挂一铁块，通过在铁块下方放置不同匝数的螺线管并通电，根据弹簧被拉长的情况来定性理解电流与磁性强弱的关系。实验时若弹簧、铁块、螺线管选择不当，就不会有预期的效果。如欧姆定律、电路串并联特性等的演示通常采用一电路板并悬挂，将开关、电池、电阻、灯泡座、电动机、电流表、电压表等固定在板上并用导线连接起来，实验准备工作繁杂且实际电路与电路图的一致性差，不便于学生理解和接受。
本实用新型的目的是设计一种初中电学综合演示箱，使具有制作简单、成本低廉、实用、演示效果好的特点，便于初中学生理解与接受电学概念。
本实用新型初中电学综合演示箱，包括箱体和活动箱盖，其特征在于所述箱体一面是透明的有机玻璃板，板上等距离开设有按纵、横排列的插孔；还包括设置有电器元件或电气符号贴层或实验部件的插块，插块平面上设有一对可供插入所述有机玻璃板上任意两插孔中的金属插头。
所述的插块上设置有定值电阻或电池或保险丝或可变电阻或电动机或灯泡座或开关或试管或衔铁或线圈或一对垂直于插块平面的金属杆及位于金属杆下方中间位置处且与插块平面垂直的平台。
将各种电器元件及实验部件、电气符号等设置在插块上，利用插块上插头与有机玻璃板上任意两插孔的配合而定位插块，并完成所需要的连接。更换演示内容时只需选择相应的插块，在申请人所设计的演示方法的支持下使演示方便、连接简单、直观、效果好，同时其他的不宜制作在插块上的演示配件均可置放在箱体内便于携带和随时取用。
下面结合几个演示实例进一步说明本实用新型的技术。
图1是初中电学综合演示箱结构示意图；图2是插块基本结构示意图；图3是用作演示焦耳定律的插块结构示意图；图4是用作演示电流磁性的插块结构示意图；图5是用作演示磁场对电流作用的插块结构示意图。
参见
图1，箱体10为矩形体，前面板11为透明有机玻璃板，板上均匀开设按矩阵排列的插孔11，箱盖12呈斜角状，可开合并与箱体锁合，箱体上还可设置把手13供提携，各种演示用品均可置于箱内便于教师课前备件及携带。演示时电表等较大物件可直接放置于箱体内底板上或倚靠在箱体内侧板上不必特为固定，甚至还可将平面镜倚靠在箱体内侧板上以增加实验可见度。透明的演示板可便于学生观察箱体内各种插块元件的连接，演示板上等间距设置的纵横插孔便于按横线、竖线连接插块元件，使与电路图一致。
参见图2，插块的基本结构是一矩形板块20，用绝缘材料制作，板块20上设有两个锥状铜管21，铜管间距同箱体有机玻璃板上两插孔间距或是它的倍数。锥状铜管21可紧密插入插孔111中以定位插块。插块上可固定各种电器元件如电阻、灯泡座、开关、衔铁、线圈等，也可固定演示用物品如试管、金属杆、平台等，也可粘贴如十、一、V、A等电气符号层。
参见图3，利用本实用新型的综合演示箱演示焦耳定律时，可取两试管插块插在箱体有机玻璃板插孔中固定，并在两试管中加入等量煤油，将两等值及不等值电阻丝分别伸入试管煤油中并与插头连接，将涂有风士林的小旗柄粘在试管壁上，两插块按实验要求接入电源电路中，电阻丝中通电后可根据旗柄因风士林受热熔化掉下的情况定性理解电流产生热量的概念，该实验将以往的热膨胀演示方法改变成热传递演示法，直观简单。
参见图4，利用本实用新型的综合演示箱演示电流的磁性，可取衔铁插块和线圈、铁芯演示。衔铁插块上的衔铁可绕O点偏转，衔铁上可设置指针。取一匝数较少的线圈置于衔铁一侧并通过插块接入电源电路中，改变线圈中电流，衔铁偏转，根据偏转角度定性理解磁场强弱与电流的关系。
在上述插块衔铁的另一侧再设置另一匝数较多的线圈，将两线圈于插块上串接，逐渐增大电流可观察衔铁被哪一个线圈吸引，此时再在不能吸引(匝数少)的线圈中插入铁芯，衔铁则受该线圈吸引而偏转，上述演示中吸引衔铁偏转需要的力远远小于吸引铁块拉伸弹簧的力，因此演示成功率高。
参见图5，利用本实用新型的综合演示箱演示磁场对电流的作用，插块上设置有垂直于插块平板的一对金属杆51及平台52平台、52位于两金属杆51下方且处于中间位置，两金属杆分别与两插头连接。平台52上放一磁针，插块按实验需要接入电源电路中，用导线在平台磁针上方短接两金属杆可做奥斯特实验。将短接金属杆的导线更换成金箔纸卷，将平台上指针换成U型磁铁，并使纸卷穿过U型铁的中空部位，纸卷转动演示磁场对电流的作用。再将矩形线圈两端分别搁置于两金属杆上，线圈下部穿过平台上的U型磁铁中空部位，可演示磁感应及左手定则。
利用本实用新型的综合演示箱，配备适当的电表、低压电源等，可在箱内完成摩擦起电、两种电荷、导体与绝缘体特性的演示；电流三种效应的演示；组装串并联电路、电流表、电压表使用的演示；演示电流强度与电压的关系；演示变阻器的构造及作用，演示电流做功；测定用电器消耗的电功率；演示焦耳定律；演示奥斯特实验；研究通电螺线管的磁性；制作电磁铁及演示电磁铁的作用；制作电磁继电器、制作电铃；演示磁场对电流的作用；装配直流电动机模型；演示电磁感应；制作家庭电器电源连接电路；演示保险丝的作用；演示电路中总电流随用电器功率增大而增加的现象等。
本综合箱的优点是箱型设计携带方便，各种演示用品放入箱内可上锁；有好的箱内实验环境，便于白炽灯烘烤，使试验不受潮湿气候的影响；电路演示板透明，美观且使用方便、直观，各元件连接一目了然，便于等距离短导线连接，没有斜线只有横线、竖线，使电路与电路图一致。一个综合箱加若干插块几乎可完成全部初中物理电学原理、现象的定性演示，无需支架，悬挂等。
权利要求1.一种初中电学综合演示箱，包括箱体和活动箱盖，其特征在于所述箱体一面是透明的有机玻璃板，板上等距离开设有按纵、横排列的插孔；还包括设置有电器元件或电气符号贴层或实验部件的插块，插块平面上设有一对可供插入所述有机玻璃板上任意两插孔中的金属插头。
2.根据权利要求1所述的初中电学综合演示箱，其特征在于所述的插块上设置有定值电阻或电池或保险丝或可变电阻或电动机或灯泡座或开关或试管或衔铁或线圈或一对垂直于插块平面的金属杆及位于金属杆下方中间位置处且与插块平面垂直的平台。
专利摘要本实用新型涉及一种初中物理电学实验的演示箱，主要包括箱体及插块。箱体一面是透明有机玻璃板，板上等距离纵、横开设插孔，插块上有一对圆锥状铜管可插入插孔中定位插块。插块上设置有定值电阻、可变电阻、电机、灯泡座、开关、线圈、衔铁，保险丝等电器元件，也可设置带电气符号标记的贴层或设置如试管等的演示物品。可演示包括焦耳定理、电流的磁性、磁场对电流作用等多种初中电学内容，简单方便直观，特别适于农村中学用。
文档编号G09B23/00GK2243695SQ9521576
公开日1996年12月25日 申请日期1995年7月13日 优先权日1995年7月13日
发明者刘保国 申请人:刘保国