专利名称：电磁学演示箱的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种电磁学演示箱，是一种有显著改进的初中物理教学演示组合教具。
在现有技术中，做电磁学演示，由于实验器材多，在讲桌上实验，器材相互遮挡，可见度小。利用示教板或磁性黑板，较大的元件固定比较困难。个别演示可用投影，而大多数演示不需要。因此，有了器材，做好演示也不容易。现在使用的J0401型和J0402型演示电表，量程设置过多，初中利用率不过五分之一，造成体积质量过大，造价高，不便于携带和使用，而大多数农村初中又缺少实验器材，影响教学质量的提高。
寻找本实用新型的目的，是为初中物理教学提供携带方便，操作容易，可见度大，制造成本低，经简单组合，能完成新教材中电磁学演示的系列用具。
本实用新型的主要技术特征是，由6块厚1.3厘米的木板制成长47厘米，宽19厘米，高31厘米的箱，即AA2DD2，BB2CC2，AA2BB2，D1D2C1C2，ABCD，A2B2C2D2，在DD1CC1处制成长45厘米，高20厘米的插入式箱门，拔出箱门，以便装取器材，或在箱后操作。在箱上沿A1B1E1EA1线锯下(使AB＝AE＝8厘米，AA1＝BB1＝11厘米)成为角盖，与箱体在A1B1一边用合页连结。在箱上靠EE1边中间向里制一长12厘米，宽和高各为4厘米能上下活动的提手K。按下提手与箱上面平，在箱A1B1处向里放一块长44厘米，宽8厘米，厚0.5厘米的活动台板，即A1B1FF1，与水平面成30°角，搭在箱两侧壁的方木块上，在AF和B1F1两端底面上钉上1厘米宽的铁片，比AF长2厘米，向下弯成60°角的钩，挂住方木块，靠A1B1边上面钉一高和宽各1厘米的木条，以防器材下滑。制造能装4节1号电池的电池槽，即H1H2H3H4。用长28厘米，宽1厘米，高1.5厘米的两根木条相距3.2厘米，钉在四周各留1厘米的木板上，两木条一端固定一宽4厘米，高3厘米的金属片，金属片中间焊上螺旋弹簧接电池负极，连正极的金属片可插在两木条上不同的缺口处。把电池槽用木螺钉固定在角盖的左端与水平面成30°角。箱配用的演示电表，可用J0402型的表头和刻度盘改制成高23厘米，宽21.5厘米，厚6厘米的测量范围为0-10伏的电压表，测量范围0-1安和灵敏电流两档的电流表。刻度盘高10厘米，宽19厘米，边框高出刻度盘1厘米，指针距刻度盘0.3-0.5厘米，电压表刻度盘固定在表框上，电流表的刻度盘可反正面使用，刻度盘后面不封闭；在电流表左侧框上距底13厘米处的中点打孔，用直径0.4厘米的圆钉，从里向外穿出，从框向左2厘米再下弯90°可挂箱孔5，不用时可推入表内。用长41厘米，宽厚各1.5厘米木杆，一端固定着带孔的直角铁片，孔中有一直径0.6厘米，长3厘米的螺丝，另一端有两孔，制成长支架，用直径是0.4厘米，长16厘米的两头带螺丝的铁棍，装上螺母和U形金属片制在短支架如图3。
本实用新型的优点1、利用箱进行演示，各种实验器材可装入箱内，或在箱上安装连接好带进教室，器材可在不同高度的台面上放置，条理清楚，下两台面向前倾斜，可见度大，操作携带方便，是电磁学演示方式的创新。
2、演示电表、量程按需设置，轻便实用，可见范围大，能从表前、表后读数，造价低。
3、箱内配有电磁学演示需要的主要器材和部分电子元件，能演示电磁学20个实验和部分电子实验。
，图1是本实用新型的箱结构图，图2是研究焦耳定律图，图3是长短支架图，图4是演示导体的电阻跟温度有关图，图5是演示通电直导线在磁场中受力图，图6是演示决定电阻大小的因素图，图7是研究电流与电压电阻的关系图。
本实用新型演示实例结合附图，详述如下1、演示研究焦耳定律，需用器材平底烧瓶(250ml)2个，橡皮塞2个，细玻璃管(长20cm，内径1.5-2mm)2根，电热丝(阻值2欧，4欧)各1根，粗铜丝4根，电流表1台，滑动变阻器(J2354型)1个，蓄电池1个，单刀开关(J2352型)1个，兰橡皮圈2个，刻度尺、秒表、导线。利用箱安装方法如图2，在每个橡皮塞上穿过一根玻璃管和两根粗铜丝，粗铜丝下端连接好电热丝，然后各放入装满柴油的烧瓶中，把塞子塞紧，将塞子轻微的上下移动，调节两管中液面直至相平，并在两玻璃管液面处套上兰橡皮圈，按图2接好电路，把两烧瓶放进箱内，上述工作于课前完成，上课时带进教室，演示时，取出烧瓶放好，闭合开关，调节变阻器使电流在0.5安时通电一段时间t，断开开关，会看到乙瓶中玻璃管液面上升的较高，用刻度尺测出上升的高度，说明在电流相同时，电流产生的热量与电阻有关，稍冷却再调两管中液面，闭合开关，调节变阻器，使电流为1安时，通电一段时间t，测量后比较两次每瓶中液面上升的高度，说明电流通过导体产生的热量跟电流有关，同时与通电时间有关。
2、演示导体的电阻与温度有关，需用器材有铁丝线圈，酒精灯，小灯泡5.5V1个，小灯座(J2351型)1个，蓄电池1个，单刀开关，短支架，演示电流表1台，导线、实验器材在箱上的装置如图3，短支架插入箱孔2，铁丝线圈的一端夹在短支架的铁夹内。连好电路，闭合开关，灯泡正常发光，然后，用酒精灯对铁丝线圈加热，过一会看到灯泡发光变暗，电流表示数减小，说明金属导体的电阻随温度升高而增大。
3、演示通电直导线在磁场中受到力，需用器材有蓄电池1个，滑动变阻器(J2354型)1个，蹄形磁铁(J2401型)1个，粗铜丝制成的导轨1个，直径约1厘米的薄壁铜管1根，开关1个，导线。打开箱角盖，实验在演示箱上的装置如图5，把轨道调成水平，课前可调好变阻器，通以电流时，铜管在轨道上发生滚动。改变电流方向或磁场方向，铜管的滚动方向也要改变。注意仪器使用前要用细砂纸轻轻打去导轨上面和铜管上的氧化层和污物，铜管两端分别粘上红色标记。
4、演示决定导体电阻大小的因素如图6。把两块分别长16厘米，宽6厘米带有三个接线柱的薄板，通过长支架和长螺丝分别固定在箱上孔3和孔6处，两板接线柱间距约80厘米，AB为截面积1平方毫米的锰铜线，CD为截面积1平方毫米的镍铬线，EF为截面积2平方毫米的镍铬线。通过孔6外的螺母，调节三条电阻线的松紧，把电流表，开关，1节电池如图放置连接，演示步骤为①分别测出AB、CD连在电路中的电流IAB、ICD，比较大小说明导体有电阻，不同的导体电阻不同，导体的电阻与材料有关，②把接在CD两接线柱上的线头，拧下一个，使线头在此接线柱处向另一端沿电阻线滑动，会看到电流表示数由小变大，当电流表示数为原来2倍时，线头接触点距另一端约为总长的二分之一，说明导体的电阻与长度有关，同时也为讲滑动变阻器打下基础。③测出EF连在电路中的电流IEF、比较IEF和ICD的大小，说明导体的电阻与截面积有关。
5、演示研究电流与电压电阻的关系，器材有电压表、电流表各1台，滑动变阻器(J2354型)1个，干电池4节，电阻圈(J2358型)1套，单刀开关(J2352型)1个，导线，实验在演示箱上的装置如图7，方法是，用阻值为5欧的电阻加在两端电压用滑动变阻器调节到1.5V，3V，4.5V，分别测出相应的电流I1、I2、I3，对照比较说明电阻一定时，导体中的电流与导体两端电压成正比。换用阻值为10欧，15欧的电阻，电压都调节到4.5伏，分别测出其电流，可得出电压一定时，电流与电阻的关系。
6、演示电流做功把砝码提起来，可用长支架固定于箱孔1，支架上端孔内装一定滑轮，演示电流表挂箱孔5上端平面上从左向右依次放置开关，电动机模型(J2418型)，演示电压表。滑动变阻器(J2354型)放在中间活动台板上，蓄电池放在下端的角盖内。从蓄电池依次串联电流表，电动机模型，开关，变阻器，把电压表并联在电动机两端，把砝码(10克)用细绳通过定滑轮拴在电动机一头的轴上，闭合开关，看到砝码被提起，调节变阻器，砝码被提升的速度发生变化，说明电流做功与电动机中的电流，两端电压通电时间有关。
防照上述方法可做的实验有7、区别导体和绝缘体。8、用电流表测电流强度。9、用滑动变阻器改变电流强度。10、楼梯开关。11、电阻的串联。12、电阻的并联。13、短路是电流过大的原因。14、总功率过大是电流过大的原因。15、奥斯特实验。16、安培定则。17、电磁继电器的结构和工作电路。18、电磁感应。19、发电机电路。20、通电线圈在磁场里转动。还能演示1、二极管特性实验。2、发光二极管实验。3、发光二极管与电动机转向。4、光敏电阻实验。
权利要求1.一种电磁学演示箱，其特征在于长方体箱上设有箱门，活动提手、钻孔、电池槽和角盖，打开角盖为阶梯状三个台面，上端是平面，中间是向前倾斜的活动台面，下端是电池固定台，轻便演示电表、支架及其他实验器材与箱结合进行各种演示。
2.根据权利要求1所说的电磁学演示箱，其特征在于箱用轻便演示电表，高23厘米，宽21.5厘米，厚6厚米，边框距刻度盘1厘米，指针距刻度盘0.3-0.5厘米，刻盘后面不封闭，电压表量程为10伏，电流表量程为1安和灵敏电流两档，在电流表左侧框上有直角活动挂钩。
3.根据权利要求1所说明电磁学演示箱，其特征在于箱用电池槽，把长26厘米，宽1厘米，高1.5厘米的木条相距3.2厘米钉在一块木板上，木条一端固定一带螺旋弹簧的金属片，并设负极接线柱，木条上每隔6厘米锯-深1厘米的缺口，带有正极接线柱的金属片可插在不同的缺口内。
专利摘要本实用新型提供一种电磁学演示箱，是一种有显著改进的初中物理教学演示组合用具，其主要技术特征是有一长方体木箱，箱上设有箱门，活动提手，钻孔和角盖，打开角盖为阶梯状三个台面，下两台面向前倾斜，轻便演示电表及其他实验器材合理分布于各台面上，或通过支架、钻孔与箱连成一体，携带操作方便，可见度大，制造成本低，能完成电磁学20个演示实验和4个电子元件实验。
文档编号G09B23/00GK2271008SQ9621627
公开日1997年12月17日 申请日期1996年7月5日 优先权日1996年7月5日
发明者张林广 申请人:张林广