专利名称：电磁学实验和计算趣味复习仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教育、演示用具，更确切地说是涉及一种电磁学实验和计算复习仪。
目前的初中物理教学中，在原有基础上改进或增添了不少实验，使用了许许多多的实验器材，同时为了降低造价，使用方便简单，也出现了一些组合式的教学仪器，这对初中物理教学起了很好的促进作用。但利用这些教学仪器或教学仪器的组合完成的实验，都是一个个相对独立的演示实验或学生实验。在学完初中电磁学的内容之后，如果能把分散在一个个演示实验或学生实验中的实验器材有机地联系起来，使它们在同一装置的一次实验中协调工作，构成一个有机的整体，通过系统复习，来进一步提高学生的动手、动脑、综合分析解决问题的能力，对增加理论的形象性、直观性，提高学生复习电磁学计算题时的兴趣，无疑是有很大帮助的。
本实用新型的目的是设计一种电磁学实验和计算趣味复习仪，在严格理论与计算的基础上，将初中电磁学实验中众多的器材及大量的计算融合在一个实验、计算装置中，形象、直观地将理论与实验结合起来复习，道理浅显易懂并富有趣味。
本实用新型的目的是这样实现的，电磁学实验和计算趣味复习仪，包括交流电路部分和直流电路部分，其特征在于还包括有电磁继电器和电磁继电器控制电路；电磁继电器控制电路与所述的交流电路部分连接，电磁继电器控制电路连接电磁继电器线圈，电磁继电器接点连接在所述的直流电路部分中。
所述的交流电路部分包括有保险丝、电流表、拉线开关、卡口电灯、拨动开关、螺口电灯、闸刀开关、电热丝、插头座和交流/直流电源；所述的卡口电灯、螺口电灯、电热丝、交流/直流电源分别与所述的一个拉线开关、拨动开关、闸刀开关及插头座串接，并并接在设有保险丝及电流表的交流市电回路中，所述交流/直流电源的直流电源输出端连接在所述的电磁继电器控制电路中。
所述的保险丝两端设有接线柱或鳄鱼夹。
所述的电热丝是电炉或电熨斗或电饭锅的电热丝。
所述的电磁继电器控制电路包括有滑动变阻器，与所述电磁继电器的线圈串接。
所述的直流电路部分包括有第一、第二、第三、第四、第五单刀单掷开关、单刀双掷开关、直流电源、绿色信号灯、红色信号灯、电流表、电压表、电阻箱、电铃、电动机和滑动变阻器；所述的红色信号灯串接第一单刀单掷开关，所述的电动机串接滑动变阻器和第二单刀单掷开关，所述的电铃串接第三单刀单掷开关，所述的绿色信号灯串接电阻箱及第四单刀单掷开关，所述的直流电源串接电流表和第五单刀单掷开关，所述电压表连接单刀双掷开关的刀端，第一、第二、第三、第四、第五单刀单掷开关的另一端连接单刀双掷开关的第一掷端，红色信号灯另一端与电动机另一端、电铃另一端及电磁继电器常闭接点端连接，直流电源一端、电压表另一端并接在电磁继电器线圈一端及电磁继电器公共接点上，单刀双掷开关的第二掷端连接所述电磁继电器线圈另一端，所述绿色信号灯另一端连接电磁继电器常开接点端。
所述的红色信号灯是红色信号转灯，由卡口灯座、轴承、凹面镜、塑料轮及卡口灯泡组装构成。
本实用新型利用电磁继电器及其控制电路将交流电路部分和直流电路部分紧密地联系在一起，在严格的理论与计算的基础上，利用初中知识使初中电磁学实验中涉及的单刀单掷开关、单刀双掷开关等几十种电器元件在一个实验装置的一次实验中协调工作、综合融为一体，而道理却浅显易懂，克服了目前初中物理教学中计算与直观实验相脱离的现象，利用本复习仪可编制出覆盖初中电磁学教学内容的众多习题，并且在复习仪上直接验证习题的计算结果。
下面结合实施例及附图进一步说明本实用新型的技术。
图1为电磁学实验和计算趣味复习仪电器元件布局及连接示意图。
参见
图1，电磁学实验和计算趣味复习仪包括交流电路部分1、电磁继电器2、直流电路部分3和电磁继电器控制电路4。
交流电路部分与交流市电连接，包括接线柱5(或鳄鱼夹)、保险丝6、拉线开关K1、拨动开关K2、闸刀开关K3、插头座K4、有额定电压、功率的卡口电灯D1、有额定电压、功率的螺口电灯D2、有额定电压、功率的电炉(或电熨斗、电饭锅)D3、交流电流表A1和交流/直流电源D4(交流/直流电源D4是给电磁继电器2供电的电源，给直流电路部分3供电的电源8可采用蓄电池、各种学生电源、教学电源、低压电源，如J1201型、J1201-1型、J1201-2型、J1202型、J1202-1型、J1202-2型、J1207型等，最好有稳压6V档、额定电流大于1A，带过载保护)。当发生短路或用电器的功率过大时，保险丝6熔断，保险丝6接在接线柱或鳄鱼夹5上，使保险丝6熔断时的现象更加明显。
直流电路部分3包括单刀单掷开关S1、S2、S3、S4、S5，红色信号转灯L1，绿色信号灯L2，电动机M，电流表A2，电压表V，电铃7，电阻箱X，直流电源8，单刀双掷开关Sa和滑动变阻器9。
电磁继电器2可采用J2413型、J2413-1型甚至J2414型电磁继电器。
电磁继电器控制电路4包括交流/直流电源D4和与电磁继电器2线圈串联的滑动变阻器10。
当交流电路部分1通电，K1、K2、K4依序闭合时，电灯D1、D2发光，电磁继电器2吸合，绿灯L2亮，再闭合K3时电炉D3得电。可从电流表A1上观察到电流逐渐增大的情况。当保险丝6熔断时，电磁继电器2释放，绿色信号灯L2灭，红色信号灯L1发出红光并在电动机M的带动下转动，电铃7发出响声。利用滑动变阻器9、10可改变相应电路中的电流强度，从而改变某部分电路的端电压，使其符合一定的技术标准，并通过电压表V直接显示。此外还可用电流表A2测量直流电路部分3干路中的电流，同时了解继电器接点的工作电流是否超过其额定工作电流。
图1中各种电器元件及其功能在初中物理课本、实验及习题中都涉及到，并可解决初中电磁学中的绝大部分计算问题。例如(1)为使额定电压为6V的电铃7正常工作，直流电源电压8应为多少伏？电压表V有3V、15V两种量程供你选用，选用多大的量程时，才能测出电铃7两端的电压？红色信号灯L1、电动机M、电铃7所在各支路两端的电压是多少？(2)若绿色信号灯L2的规格为4.8V 1.44W，为使其接入电源电压为6V的电路中能正常发光，电阻箱X应和它串联还是并联？电阻箱X接入的电阻是多少？如使用的绿色信号灯L2为2.5V 0.5W，它正常发光时电阻箱X接入的电阻值应为多少？如果电阻箱X接入电路的电阻为17.5Ω时，电阻箱X正常工作电流为0.15A，使用该型电阻箱与2.5V 0.5W绿色信号灯串联行吗？(3)4.8V 1.44W绿色信号灯L2正常发光时的电阻是多少？和接入电路的阻值为4Ω的电阻箱X串联之后总电阻是多少？(4)要想知道4.8V 1.44W绿色信号灯L2消耗的电能还需要知道什么量？(5)如果直流电路部分3，干路的电流为1A(继电器两组接点的额定工作电流分别为1A)，电流表A2有0.6A、3A两量程可供选择，选用多大的量程，电流表A2才能测出干路中的电流？如果电铃7、电动机M正常工作时的电流分别为0.5A、0.3A、那么红色信号灯L1应选择正常工作电流多大的较好？早期生产的电铃中有一种电阻为5Ω的电铃是否可以使用？教师演示或学生实验时可按以下步骤协调交流电路部分、直流电路部分、电磁继电器、电磁继电器控制电路的工作1、在“电磁学实验和计算趣味复习仪”上规定的位置接入d=0.28～0.40mm，额定电流1～1.5A的保险丝，交流电路部分接插220V 50HZ交流电源，电磁继电器2吸合，常开接点接通，然后闭合开关S5、S4，绿色信号灯发光。
2、把D1、D2、D3分别接入电路，注意观察电流表A1，看到它的示数增大，当通过保险丝的电流大于它的额定电流，达到熔断电流时，保险丝熔断，同时、绿色信号灯L2熄灭。
3、保险丝熔断后，电磁继电器2释放，常闭接点接通，直流电路部分开始工作，即红色信号转灯L1在直流电动机M的带动下转动，电铃发出清脆悦耳的响声。
在演示或实验直流电路部分时，可在理解电路工作原理的基础上，先使开关Sa的刀端a与掷端c接通，断开K1、K2、K3，闭合K4，使交流电路部分通电，开启与电磁继电器线圈连接的交流/直流电源D4的开关，D4上指示灯亮，电磁继电器2吸合，调节与电磁继电器2的线圈串联的滑动变阻器10，观察电压表V，直到电磁继电器2的工作电压等于额定电压为止；调整与绿色信号灯L2串联的电阻箱X，闭合开关S5、S4，绿色信号灯L2发光；使交流电路部分断电，电磁继电器2释放，常闭触点接通。将开关Sa的掷刀由刀端a打向掷端b，开启直流电源8开关，电源指示灯亮，闭合干路中开关S5，这时电压表V的读数应为直流电源8的电压；闭合开关S1,S2,S3，观察调整红色信号灯L1、电动机M、电铃7，使它们正常工作，通过电流表A2的读数得知直流电路中的电流。
本实用新型的特点是全部利用初中知识，使初中电磁学中出现的40余种器材之间建立起了广泛和深刻的联系。把分散在一个个条块分割、彼此相对独立的演示实验和学生实验中的大量器材，在严格理论与计算的基础上巧妙搭配起来，融为一体，通过在一个实验装置中的一次实验，使初中电磁学中出现的40余种实验器材的使用方法，特点、功能一目了然，无拼凑之感，可生动、有趣、省时、省力有效地复习初中电磁学中的实验内容。
同时它还克服了现在初中物理教学中，物理计算题和验证相脱离的现象。利用本实用新型原理图，在教师的引导下，师生可以共同编制出覆盖初中电磁学内容的众多的题目，对题目中的数据和运算结果可以直接通过实验验证。在理论和实践的随时随地紧密结合中进一步培养学生学习物理的兴趣。
学生在充分理解教材和搞懂本实用新型复习仪工作原理的过程中，通过自找、自查、自练、自想提高了自学能力。
按照
图1中电器元件的布局安装实物，更易被学生理解掌握。
本实用新型可充分利用各校实验室现有的器材，通用化程度高，生产成本低。
权利要求1.一种电磁学实验和计算趣味复习仪，包括交流电路部分和直流电路部分，其特征在于还包括有电磁继电器和电磁继电器控制电路电磁继电器控制电路与所述的交流电路部分连接，电磁继电器控制电路连接电磁继电器线圈，电磁继电器接点连接在所述的直流电路部分中。
2.根据权利要求1所述的电磁学实验和计算趣味复习仪，其特征在于所述的交流电路部分包括有保险丝、电流表、拉线开关、卡口电灯、拨动开关、螺口电灯、闸刀开关、电热丝、插头座和交流/直流电源；所述的卡口电灯、螺口电灯、电热丝、交流/直流电源分别与所述的一个拉线开关、拨动开关、闸刀开关及插头座串接，并并接在设有保险丝及电流表的交流市电回路中所述交流/直流电源的直流电源输出端连接在所述的电磁继电器控制电路中。
3.根据权利要求2所述的电磁学实验和计算趣味复习仪，其特征在于所述的保险丝两端设有接线柱或鳄鱼夹。
4.根据权利要求2所述的电磁学实验和计算趣味复习仪，其特征在于所述的电热丝是电炉或电熨斗或电饭锅的电热丝。
5.根据权利要求1所述的电磁学实验和计算趣味复习仪，其特征在于所述的电磁继电器控制电路包括有滑动变阻器，与所述电磁继电器的线圈串接。
6.根据权利要求1所述的电磁学实验和计算趣味复习仪，其特征在于所述的直流电路部分包括有第一、第二、第三、第四、第五单刀单掷开关、单刀双掷开关、直流电源、绿色信号灯、红色信号灯、电流表、电压表、电阻箱、电铃、电动机和滑动变阻器；所述的红色信号灯串接第一单刀单掷开关、所述的电动机串接滑动变阻器和第二单刀单掷开关，所述的电铃串接第三单刀单掷开关，所述的绿色信号灯串接电阻箱及第四单刀单掷开关，所述的直流电源串接电流表和第五单刀单掷开关，所述电压表连接单刀双掷开关的刀端，第一、第二、第三、第四、第五单刀单掷开关的另一端连接单刀双掷开关的第一掷端，红色信号灯另一端与电动机另一端、电铃另一端及电磁继电器常闭接点端连接，直流电源一端、电压表另一端并接在电磁继电器线圈一端及电磁继电器公共接点上，单刀双掷开关的第二掷端连接所述电磁继电器线圈另一端，所述绿色信号灯另一端连接电磁继电器常开接点端。
7.根据权利要求6所述的电磁学实验和计算趣味复习仪，其特征在于所述的红色信号灯是红色信号转灯，由卡口灯座、轴承、凹面镜、塑料轮及卡口灯泡组装构成。
专利摘要本实用新型涉及一种教学演示用具,将物理电磁学中的40余种实验器材融为一体,通过制作、实验、编题、计算、验证等不同手段,对初中电磁学知识进行系统地复习。包括交流电路部分、直流电路部分和将交、直流电路部分紧密结合在一起的电磁继电器控制电路和电磁继电器。交流电路部分包括各种开关、灯、保险、插头座、交/直流电源等,直流电路部分包括电源、开关、电压电流表、电铃、电动机、有色信号灯等。科学严格、生动有趣。
文档编号G09B23/00GK2314422SQ97225780
公开日1999年4月14日 申请日期1997年9月10日 优先权日1997年9月10日
发明者刘月强 申请人:刘月强