一种楞次定律实验仪器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种楞次定律实验仪器，所述仪器包括面板101以及以及面板上的箭头组102、103、104、105；所述箭头组102、103、104、105在面板101上镂空制成；所述箭头组102、105指示电流方向，至少各包括方向相反的两个箭头；所述箭头组103、104指示磁场方向，各包括一个以上的双向箭头；所述面板101上还包括线圈图106，用于表示线圈；所述仪器还包括实物线圈108，所述面板101上的电路接入实物线圈108，实物线圈108放置在小车107上；所述箭头组102、103、104、105内放置有发光二极管。
【专利说明】
一种楞次定律实验仪器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种实验教具，具体涉及一种楞次定律实验仪器。
【背景技术】
[0002]传统的探究感应电流方向的实验是利用检流计判断出闭合线圈中的感应电流方向，再用右手螺旋定则判断出感应磁场的方向。操作起来较复杂，容易对学生理清思路造成干扰，而且实验比较枯燥，难以吸引学生兴趣。因此有必要提供一种直观的实验教具，使得学生能够较好地理解楞次定律，结构简单，易于操作。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种楞次定律实验仪器，能够利用指示灯直观的指示感应电流和感应磁场的方向，而且结构简单，易于操作，以解决现有的不直观而且操作复杂的技术问题。
[0004]基于此，本实用新型提出一种楞次定律实验仪器，所述仪器包括面板101以及以及面板上的箭头组102、103、104、105;所述箭头组102、103、104、105在面板101上镂空制成;所述箭头组102、105指示电流方向，至少各包括方向相反的两个箭头;所述箭头组103、104指示磁场方向，各包括一个以上的双向箭头；所述面板101上还包括线圈图106，用于表示线圈;所述仪器还包括实物线圈108，所述面板101上的电路接入实物线圈108，实物线圈108放置在小车107上;所述箭头组102、103、104、105内放置有发光二极管。
[0005]其中，所述面板101上的电路包括磁场方向显示电路1、放大电路2、以及电流方向显示电路3。
[0006]其中，磁场方向显示电路I包括两个二极管L1、L2，二极管L1、L2并联;放大电路2，包括电阻Rl、二极管Dl、二极管D2、电阻R2、三极管Ql、三极管Q2，电阻Rl、三极管Ql并联后与二极管Dl串联，电阻R2、三极管Q2并联后与二极管D2串联，二极管D1、二极管D2并联；电流方向显示电路3，包括两个二极管L3、L4，二极管L3、L4并联。
[0007]其中，所述箭头组103、104为弧形双向箭头。
[0008]其中，所述箭头组102、105与箭头组103、104中的发光二极管发不同颜色的光。
[0009]本实用新型的一种楞次定律实验仪器，具有以下优点:
[0010](— )仪器上面的红色发光箭头是出现在导线上面指示电流方向，学生刚开始认识电流方向也是用箭头来指示电流方向，所以学生的这种思维很容易观察出电流的方向。省去了学生用灵敏电流计判断感应电流方向的环节，减轻学生的学习压力。
[0011](二)仪器上面的蓝色放光箭头制作成弧线更生动形象地模拟了磁场方向。这样学生通过蓝色箭头的方向即可直观的判断感应磁场的方向。在楞次定律的探究中，学生可直观的看到在磁铁与线圈相对运动的过程中，感应电流的磁场与原磁场的关系。省去学生抽象判断感应电流磁场方向的环节，突破了教学的难点。
[0012](三)实验操作简单。实验过程中只需打开电源开关即可进行操作。
[0013](四)实验现象明显直观，合适课堂教学演示。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的楞次定律实验仪器的电路结构示意图；
[0015]图2是本实用新型的楞次定律实验仪器的电路图；
[0016]图3是本实用新型的楞次定律实验仪器的实物演示图；
[0017]图4为本实用新型的楞次定律实验仪器的一种使用示意图；
[0018]图5为本实用新型的楞次定律实验仪器的另一种使用示意图；
[0019]图6为本实用新型的楞次定律实验仪器的磁铁N极插入的使用示意图；
[0020]图7为本实用新型的楞次定律实验仪器的磁铁N极拔出的使用示意图；
[0021 ]图8为本实用新型的楞次定律实验仪器的磁铁S极插入的使用示意图；
[0022]图9为本实用新型的楞次定律实验仪器的磁铁S极拔出的使用示意图；
[0023]图10为本实用新型的楞次定律实验仪器所用磁铁的示意图。
【具体实施方式】
[0024]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而
[0025]并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
[0026]下面通过具体实施例来对本实用新型作进一步说明。
[0027]图1为本实用新型的楞次定律实验仪器的电路结构示意图，包括磁场方向显示电路I，线圈5，放大电路2，以及电流方向显示电路3，以及开关4，它们顺次连接，形成闭合电路。
[0028]结合图2，图2是本实用新型的楞次定律实验仪器的电路图，磁场方向显示电路I包括两个二极管L1、L2，二极管L1、L2并联。在本实用新型中，二极管L1、L2只是示例，实际中可采用多个二极管来发光，以清楚地发光显示出磁场方向，所述多个二极管采用并联的形式。
[0029]放大电路2，包括电阻R1、二极管Dl、二极管D2、电阻R2、三极管Ql、三极管Q2，电阻Rl、三极管Ql并联后与二极管Dl串联，电阻R2、三极管Q2并联后与二极管D2串联，二极管Dl、二极管D2并联，再与线圈LOOP串联。
[0030]电流方向显示电路3包括两个二极管L3、L4，二极管L3、L4并联。在本实用新型中，二极管L3、L4只是示例，实际中可采用多个二极管来发光，以清楚地发光显示出磁场方向，所述多个二极管采用并联的形式。
[0031]二极管1^1、1^、1^3、1^4均为发光二极管，其中1^1、1^发同样颜色的光，如蓝光江3、1^4发同样颜色的光，如红光。
[0032]本实用新型中，磁场方向显示电路I中的二极管发蓝光，电流方向显示电路3中的二极管发红光。
[0033]图3是本实用新型的楞次定律实验仪器的实物演示图。此仪器的面板101采用亚克力板制成，包括一个电路，面板101上包括箭头组102、103、104、105。所述面板101采用亚克力板制成，所述箭头组102、103、104、105在面板101上镂空制成。所述箭头组102、105对应于电流方向显示电路，以指示电流方向，至少各包括方向相反的两个箭头;箭头组103、104对应于磁场方向显示电路，以指示磁场方向，各包括一个以上的双向箭头。在实际实验中，为更好地展现实验效果，也为更贴切地表示磁场方向，箭头组103、104最好是用弧形表示。面板1I上还包括线圈图106，用于模拟线圈。面板1I上的电路接入实物线圈108，实物线圈108放置在小车107上。箭头组102、103、104、105内放置有发光二极管，用于发光以显示电流或磁场方向。
[0034]当电路线圈中通有向下方向的电流时，由右手螺旋定则可知，线圈中的电流所产生的感应磁场方向向右；当电路中通有向上方向的电流时，线圈中的电流所产生的感应磁场的方向向左。
[0035]本实验仪器应用三极管的放大功能及二极管的单向导电性，将线圈中产生的微小电流放大后，分别点亮线圈中电流所产生的感应电流的方向所在的发光二极管。将红色的发光二极管放进被挖空的箭头方向里面，就能利用红色的发光二极管模拟出电流方向。而感应磁场方向也是通过相同的方法蓝色的发光二极管放进被挖空的箭头里面，就能模拟出磁场的方向。
[0036]如图4所示，按照电路接入一个左负右正的电源，可以看到，箭头组102中的向左箭头发光，箭头组105中的向上箭头发光，表示电流方向；箭头组103和104中的向左箭头发光，表不磁场方向。
[0037]如图5所示，按照电路接入一个左正右负的电源时，可以看到，箭头组102中的向右箭头发光，箭头组105中的向下箭头发光，表示电流方向；箭头组103和104中的向右箭头发光，表;^磁场方向O
[0038]图6为本实用新型的楞次定律实验仪器的磁铁N极插入的使用示意图。在图6-9中所用的磁铁如图10所示，图10所示为磁铁的示意图，从图中可以看出，磁铁上有一箭头(在图6-9中未示出)，由S极指向N极，表示磁场方向，所述箭头方向与磁铁磁场方向一致。在该实验中，小车中的实物线圈接入面板101，形成闭合电路。此时将磁铁的N极插入线圈(图中磁铁下方的箭头表示磁铁运动方向)，可以看到，在试验中，小车一直与磁铁的运动方向保持一致。由图6的实验中可知，磁铁磁场方向向右，由箭头组103所示的感应磁场方向向左，由此可知当磁通量减少时，感应磁场方向与磁铁磁场方向相反，感应电流产生的磁场要阻碍磁铁磁量的增加。
[0039]图7为本实用新型的楞次定律实验仪器的磁铁N极拔出的使用示意图。图中磁铁下方的箭头表示磁铁运动方向，可以看到，在试验中，小车一直与磁铁的运动方向保持一致。在该实验中，小车中的实物线圈接入面板101，形成闭合电路。此时将磁铁的N极拔出线圈(图中磁铁下方的箭头表示磁铁运动方向)，可以看到，在试验中，小车一直与磁铁的运动方向保持一致。由图7的实验中可知，磁铁磁场方向向右，由箭头组103所示的感应磁场方向向右，由此可知当磁通量增加时，感应磁场方向与磁铁，磁场方向相同，感应电流产生的磁场要阻碍磁铁磁量的减少。
[0040]图8为本实用新型的楞次定律实验仪器的磁铁S极插入的使用示意图。图中磁铁下方的箭头表示磁铁运动方向，可以看到，在试验中，小车一直与磁铁的运动方向保持一致。在该实验中，小车中的实物线圈接入面板101，形成闭合电路。此时将磁铁的S极插入线圈(图中磁铁下方的箭头表示磁铁运动方向)，可以看到，在试验中，小车一直与磁铁的运动方向保持一致。由图8的实验中可知，磁铁磁场方向向左，由箭头组103所示的感应磁场方向向右，由此可知当磁通量减少时，感应磁场方向与磁铁磁场方向相反，感应电流产生的磁场要阻碍磁铁磁量的增加。
[0041]图9为本实用新型的楞次定律实验仪器的磁铁S极拔出的使用示意图。图中磁铁下方的箭头表示磁铁运动方向，可以看到，在试验中，小车一直与磁铁的运动方向保持一致。在该实验中，小车中的实物线圈接入面板101，形成闭合电路。此时将磁铁的S极拔出线圈(图中磁铁下方的箭头表示磁铁运动方向)，可以看到，在试验中，小车一直与磁铁的运动方向保持一致。由图9的实验中可知，磁铁磁场方向向左，由箭头组103所示的感应磁场方向向左，由此可知当磁通量增加时，感应磁场方向与磁铁磁场方向相同，感应电流产生的磁场要阻碍磁铁磁量的减少。
[0042]将磁铁分别插入或拔出线圈，观察在磁铁插入和拔出线圈的过程中，总结感应磁场方向、感应电流方向与磁通量的变化量、原磁场的方向的关系，再结合磁铁接近远离小车时小车的相对运动而体现“阻碍”，即得到楞次定律。
[0043]当磁铁向前运动插入闭合线圈中时，闭合线圈中原磁通量增加，根据楞次定律闭合线圈中会产生一个相反反向的感应磁场。根据磁场之间的关系:同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。两个磁极由于同向而排斥也就是产生力的作用。线圈又刚好固定在车上，就带动了小车“排斥”，跟着磁铁向前运动。而当磁铁向后运动拔出线圈时，这时两个磁极反向而吸引，小车就要跟着磁铁向后运动。通过该部分实验，既可以用于刚开始的新课引入激发兴趣，也可以用在对楞次定律的“阻碍”的理解:当磁通量增加时，感应磁场要阻碍磁通量的增加，就要让小车跟着向前不让磁通量增加。而磁通量减少时，感应磁场要阻碍磁通量的减少，就要让小车跟着向后运动不让磁通量减少。
[0044]应当理解的是，本实用新型的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
【主权项】
1.一种楞次定律实验仪器，所述仪器包括面板(101)以及以及面板上的第一箭头组(102)、第二箭头组(103)、第三箭头组(104)、第四箭头组(105);所述第一箭头组(102)、第二箭头组(103)、第三箭头组(104)、第四箭头组(105)在面板(101)上镂空制成； 所述第一箭头组(102)、第四箭头组(105)指示电流方向，至少各包括方向相反的两个箭头；所述第二箭头组(103)、第三箭头组(104)指示磁场方向，各包括一个以上的双向箭头;所述面板(101)上还包括线圈图(106); 所述仪器还包括实物线圈(108)，所述面板(101)上的电路接入实物线圈(108)，实物线圈(108)放置在小车107上； 所述第一箭头组(102)、第二箭头组(103)、第三箭头组(104)、第四箭头组(105)内放置有发光二极管。2.根据权利要求1所述的实验仪器，所述面板(101)上的电路包括磁场方向显示电路(I)、放大电路(2)、以及电流方向显示电路(3)。3.根据权利要求2所述的实验仪器，磁场方向显示电路(I)包括二极管L1、L2，二极管L1、L2并联； 放大电路(2)，包括电阻Rl、二极管Dl、二极管D2、电阻R2、三极管Ql、三极管Q2，电阻Rl、三极管Ql并联后与二极管Dl串联，电阻R2、三极管Q2并联后与二极管D2串联，二极管Dl、二极管D2并联； 电流方向显示电路(3)，包括二极管L3、L4，二极管L3、L4并联。4.根据权利要求1-3任一项所述的实验仪器，所述第二箭头组(103)、第三箭头组(104)为弧形双向箭头。5.根据权利要求1-3任一项所述的实验仪器，所述第一箭头组(102)、第四箭头组(105)与第二箭头组(103)、第三箭头组(104)中的发光二极管发不同颜色的光。
【文档编号】G09B23/18GK205564093SQ201520987850
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年12月2日
【发明人】梁检初, 苏缦, 何婉芬, 叶凡, 冯硕
【申请人】惠州学院