专利名称：固定均匀弦振动实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种研究固定均匀弦振动的实验装置，用于大学普通物理实验、中学物理实验及演示。
背景技术：
固定均匀弦振动实验是高校普通物理实验的基本内容之一，固定均匀弦振动实验装置随着科学技术的发展也在不断地得到改进。固定均匀弦振动实验装置的改进主要体现在振动源的变化，振动源在端点的有频率固定的音叉式、频率可变的用电磁驱动的簧片式等，振动源在中点的有基于安培定律的通电直导线加永磁铁式。根据安培定律可知长L通有电流I的直导线，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，所受的磁力为F＝IBL(设磁场方向和电流方向垂直)。当直导线中通过的电流为正弦交流电时，直导线将在磁力的作用下沿垂直于磁场和电流的方向按正弦规律摆动。当将直导线绕成环型线圈置于上述匀强磁场中，并在环型线圈中通过正弦交流电流时，由于环型线圈相对两臂所受的磁力大小相等方向相反，环型线圈不会沿垂直于磁场和电流的方向按正弦规律摆动。
发明内容
本发明目的是提供一种基于安培定律的振动源在端点的固定均匀弦振动实验装置。
本发明固定均匀弦振动实验装置，由振动源、弦线、换向轮、砝码、标尺和支座组成，振动源由振动头、正弦信号发生器、频率显示器组成，其特征是振动源置于弦线的一端，弦线的一端和振动头相连、弦线的另一端通过换向轮和砝码相连，振动头中的环型线圈的相对两臂，分别处在极性相反的磁场中，当环型线圈中通过正弦交流电流时，环型线圈沿垂直于磁场和电流的方向按正弦规律摆动。
本发明通过将环型线圈相对两臂分别置于大小相等方向相反的磁场中，当在环型线圈中通过正弦交流电流时，环型线圈相对两臂所受的磁力大小相等方向相同，环型线圈将沿垂直于磁场和电流的方向按正弦规律摆动。
本发明采用上述技术来构成固定均匀弦振动实验装置的振动源，振动源起振完全基于安培定律，原理清晰，可用公式描述、形成驻波稳定，频率调节方便，可视性好。
本发明的有益效果是，结构简单，振动源起振完全基于安培定律，原理清晰，可用公式描述。操作简便，形成驻波稳定，可视性好。
图1是本发明的装置示意图。
图2是振动头部件图。
图3是振动头装配示意图。
具体实施方式
参见图2、3，振动头由环型线圈15、底座16、线圈支架9和永久磁钢14组成，用漆包线绕制多圈环型线圈15，并用环氧树脂固定于线圈支架9上，线圈支架9上有电接入点10，安装孔11，系弦线孔12，中装有轴承13。将装有环型线圈15的线圈支架9用安装螺栓17固定于底座16上，将永久磁钢14固定于底座16上并使环型线圈的相对两臂置于不同极性的磁场中，以上步骤形成了振动头1；环型线圈的两输入端和正弦信号发生器及频率显示器电连接。
参见图1，将振动头1置于支座5的一端并使其可沿支座5移动，支座5上有标尺6，将换向轮3安装于支座5的另一端并使其高低可调。将弦线2的一端系在线圈支架9的弦线孔12中，弦线2的另一端经过固定于支座5另一端的换向轮3和砝码4相连，环型线圈15的两输入端通过电接入点10和正弦信号发生器8及频率显示器7电连接，构成本发明的固定均匀弦振动实验装置。
权利要求1.一种固定均匀弦振动实验装置，由振动源、弦线、换向轮、砝码、标尺和支座组成，振动源由振动头、正弦信号发生器、频率显示器组成，其特征是振动源置于弦线的一端，弦线的一端和振动头相连、弦线的另一端通过换向轮和砝码相连，振动头中的环型线圈的相对两臂，分别处在极性相反的磁场中，当环型线圈中通过正弦交流电流时，环型线圈沿垂直于磁场和电流的方向按正弦规律摆动。
2.根据权利要求1所述的固定均匀弦振动实验装置，其特征是所述振动头由环型线圈(15)固定于线圈支架(9)上，线圈支架(9)上有电接入点(10)，安装孔(11)，系弦线孔(12)，中装有轴承(13)，将装有环型线圈(15)的线圈支架(9)用安装螺栓(17)固定于底座(16)上，将永久磁钢(14)固定于底座(16)上并使环型线圈(15)的相对两臂置于极性相反的磁场中。
专利摘要本实用新型涉及固定均匀弦振动实验装置，由振动源、弦线、换向轮、砝码、标尺和支座组成，振动源由振动头、正弦信号发生器、频率显示器组成，其特征是振动源置于弦线的一端，弦线的一端和振动头相连、弦线的另一端通过换向轮和砝码相连，振动头中的环型线圈的相对两臂，分别处在极性相反的磁场中，当环型线圈中通过正弦交流电流时，环型线圈沿垂直于磁场和电流的方向按正弦规律摆动，结构简单，振动源起振基于安培定律，原理清晰，操作简便，形成驻波稳定，可视性好，用于大学普通物理实验、中学物理实验及演示。
文档编号G01M7/00GK2738228SQ20042009079
公开日2005年11月2日 申请日期2004年9月28日 优先权日2004年9月28日
发明者杨慧, 鲍德松, 周小风 申请人:浙江大学