一種安培力實(shí)驗(yàn)控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型具體涉及到一種安培力實(shí)驗(yàn)控制裝置，由操作面板、鋁架、鐵芯、兩只電磁鐵、導(dǎo)軌和通電導(dǎo)體組成；與傳統(tǒng)的安培力實(shí)驗(yàn)控制裝置相比，本實(shí)用新型能有效地改變磁場的方向和強(qiáng)弱，能改變通電導(dǎo)體流過的電流大小和方向以及接入磁場的有效長度，而且還可對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行自動(dòng)控制、計(jì)時(shí)等，便于學(xué)生根據(jù)該裝置探究安培力的方向和大小，提高實(shí)驗(yàn)效果。
【專利說明】一種安培力實(shí)驗(yàn)控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)控制裝置，特別是一種安培力實(shí)驗(yàn)控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在高中物理安培力實(shí)驗(yàn)中，安培力的大小與磁場的強(qiáng)弱、通電導(dǎo)體中的電流大小和導(dǎo)體在磁場中的長度有關(guān)，安培力的方向與磁場方向和通電導(dǎo)體中的電流方向有關(guān)。目前市場上探究安培力的實(shí)驗(yàn)裝置，利用的都是永久磁鐵產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場，在實(shí)驗(yàn)時(shí)一般不能有效改變磁場強(qiáng)弱和磁場方向，如果想改變磁場強(qiáng)弱和磁場方向，利用永久磁鐵實(shí)施起來比較麻煩；另外，在該類實(shí)驗(yàn)裝置中，安培力大小的判斷只能靠眼睛觀察粗略的比較，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠直觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了改變傳統(tǒng)安培力實(shí)驗(yàn)控制裝置存在的問題，提高實(shí)驗(yàn)效果，本實(shí)用新型引入一種安培力實(shí)驗(yàn)控制裝置，具體技術(shù)方案如下:一種安培力實(shí)驗(yàn)控制裝置，由操作面板、鋁架、鐵芯、電磁鐵、導(dǎo)軌和通電導(dǎo)體組成；其中鋁架用于固定電磁鐵和鐵芯；電磁鐵和鐵芯用于產(chǎn)生磁場，固定安裝在鋁架里；導(dǎo)軌平行安裝在鋁架兩邊，用于充當(dāng)通電導(dǎo)體的導(dǎo)線并將通電導(dǎo)體支撐于磁場中間；通電導(dǎo)體放置在導(dǎo)軌上，在安培力的作用下可以移動(dòng)；操作面板上有實(shí)驗(yàn)裝置總開關(guān)、兩個(gè)電流表、計(jì)時(shí)器、實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)按鈕、電流大小撥動(dòng)開關(guān)、磁場強(qiáng)弱撥動(dòng)開關(guān)、電流方向撥動(dòng)開關(guān)、磁場方向撥動(dòng)開關(guān)、磁場寬度撥動(dòng)開關(guān)。
[0004]進(jìn)一步地，上述電流大小撥動(dòng)開關(guān)用于改變通電導(dǎo)體電流的大?。淮艌鰪?qiáng)弱撥動(dòng)開關(guān)用于改變磁場的強(qiáng)弱；電流方向撥動(dòng)開關(guān)用于改變通電導(dǎo)體的電流方向；磁場方向撥動(dòng)開關(guān)用于改變磁場的方向；磁場寬度撥動(dòng)開關(guān)用于改變磁場寬度從而間接改變通電導(dǎo)體在磁場中的有效長度；電流表分別用于顯示通電導(dǎo)體中電流和電勵(lì)磁線圈中電流；計(jì)時(shí)器用于為每個(gè)單次實(shí)驗(yàn)計(jì)時(shí)。
[0005]進(jìn)一步地，上述控制面板還包括延時(shí)電路，并利用延時(shí)電路將一次實(shí)驗(yàn)過程設(shè)定在5秒內(nèi)。
[0006]進(jìn)一步地，上述控制面板還設(shè)置有溫控開關(guān)保護(hù)通電線圈，防止線圈過熱。
[0007]與傳統(tǒng)安培力實(shí)驗(yàn)裝置相比，本實(shí)用新型能有效地改變磁場的方向和強(qiáng)弱，同時(shí)還可改變通電導(dǎo)體流過的電流大小和方向以及接入磁場的有效長度，而且還可對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行自動(dòng)控制、計(jì)時(shí)等，便于學(xué)生根據(jù)該裝置探究出判斷安培力的方向和大小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是安培力實(shí)驗(yàn)控制裝置正面示意圖。
[0009]圖2是實(shí)驗(yàn)裝置控制回路圖。
[0010]圖3是實(shí)驗(yàn)裝置的主回路圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0012]圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施例安培力實(shí)驗(yàn)控制裝置正面示意圖，實(shí)驗(yàn)控制裝置包括操作面板、鋁架、鐵芯、兩只電磁鐵、導(dǎo)軌和通電導(dǎo)體；鋁架用于固定電磁鐵和鐵芯；電磁鐵和鐵芯用于產(chǎn)生磁場，固定安裝在鋁架里；導(dǎo)軌平行安裝在鋁架兩邊，用于充當(dāng)通電導(dǎo)體的導(dǎo)線并將通電導(dǎo)體支撐于磁場中間；通電導(dǎo)體放置在導(dǎo)軌上，在安培力的作用下可以移動(dòng)；操作面板上有實(shí)驗(yàn)裝置總開關(guān)、兩個(gè)電流表(Al、A2)、計(jì)時(shí)器、實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)按鈕(SB1)、改變通電導(dǎo)體電流大小的撥動(dòng)開關(guān)(S4)、改變磁場強(qiáng)弱的撥動(dòng)開關(guān)(SI)、改變通電導(dǎo)體電流方向的撥動(dòng)開關(guān)(S5 )、改變磁場方向的撥動(dòng)開關(guān)(S2 )、改變磁場寬度從而間接改變通電導(dǎo)體在磁場中的有效長度的撥動(dòng)開關(guān)(S3)。其中，電流表A2用于顯示通電導(dǎo)體中電流，電流表Al用于顯示電勵(lì)磁線圈中電流，計(jì)時(shí)器用于為每個(gè)單次實(shí)驗(yàn)計(jì)時(shí)，按下SBl后清零，開始下一次實(shí)驗(yàn)計(jì)時(shí)。
[0013]圖2是實(shí)驗(yàn)裝置控制回路圖，圖3是實(shí)驗(yàn)裝置的主回路圖，按鈕開關(guān)SBl按下時(shí)，繼電器Kl吸合一下，常開觸頭Kl-1閉合一下給電容器Cl充電一次，常開觸頭K1-2閉合一下給計(jì)時(shí)器清零。此時(shí)三極管Ql因基極正偏導(dǎo)通，繼電器K2得電，常開觸頭K2-1閉合，中間繼電器K3得電，常開觸頭K3-1、K3-2、K3-3閉合，電磁鐵和通電導(dǎo)體均得電工作。同時(shí)繼電器K4也吸合，常開觸頭K4-1閉合，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。當(dāng)通電導(dǎo)體滾離軌道時(shí)，繼電器K5吸合，常閉觸頭K5-1斷開，計(jì)時(shí)結(jié)束。5秒后電容Cl上的電壓已無法讓Ql維持導(dǎo)通而截止，繼電器K2、K3失電，電路停止工作。
[0014]具體實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開電源總開關(guān)，通過S4設(shè)置通電導(dǎo)體電流的大小，SI設(shè)置磁場的強(qiáng)弱，S5設(shè)置通電導(dǎo)體中電流的方向，S2設(shè)置產(chǎn)生的磁場方向，S3設(shè)置磁場的寬度從而間接設(shè)置了通電導(dǎo)體在磁場中的有效長度，然后按一下實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)開關(guān)啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)效果。如將SI撥向強(qiáng)磁檔(17V)，S4撥向大電流檔，S3撥向通電導(dǎo)體長的位置，S2、S5撥在統(tǒng)一方向(一起向上或一起向下)，通電導(dǎo)體放在軌導(dǎo)上的初始位置，此時(shí)按一下啟動(dòng)開關(guān)SB1，通電導(dǎo)體開始向右滾動(dòng)，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，通電導(dǎo)體滾離軌道時(shí)，計(jì)時(shí)停止，一次實(shí)驗(yàn)結(jié)束，5秒后勵(lì)磁線圈停止工作。再次實(shí)驗(yàn)時(shí)，SI撥向弱磁檔(12V)，S4和S3位置不變，按一下啟動(dòng)開關(guān)SB1，此時(shí)可進(jìn)行強(qiáng)、弱磁場的實(shí)驗(yàn)對比；S4撥向小電流檔，SI和S3位置不變，可進(jìn)行通電導(dǎo)體上流過電流大、小的實(shí)驗(yàn)對比；S3撥向通電導(dǎo)體短的位置，SI和S4位置不變，可進(jìn)行在磁場中通電導(dǎo)體長、短的實(shí)驗(yàn)對比JfSl撥向強(qiáng)磁檔(17V)，S4撥向大電流檔，S3撥向通電導(dǎo)體長的位置,S2、S5撥在不同的方向(一個(gè)上一個(gè)下)時(shí)，可對比不同電流方向和不同磁場方向時(shí)的安培力的方向。
【權(quán)利要求】
1.一種安培力實(shí)驗(yàn)控制裝置，由操作面板、鋁架、鐵芯、電磁鐵、導(dǎo)軌和通電導(dǎo)體組成；所述的鋁架用于固定電磁鐵和鐵芯；所述電磁鐵和鐵芯用于產(chǎn)生磁場，固定安裝在鋁架里；所述導(dǎo)軌平行安裝在鋁架兩邊，用于充當(dāng)通電導(dǎo)體的導(dǎo)線并將通電導(dǎo)體支撐于磁場中間；其特征在于:所述通電導(dǎo)體放置在導(dǎo)軌上，在安培力的作用下可以移動(dòng)；所述操作面板上有實(shí)驗(yàn)裝置總開關(guān)、兩個(gè)電流表、計(jì)時(shí)器、實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)按鈕、電流大小撥動(dòng)開關(guān)、磁場強(qiáng)弱撥動(dòng)開關(guān)、電流方向撥動(dòng)開關(guān)、磁場方向撥動(dòng)開關(guān)和磁場寬度撥動(dòng)開關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種安培力實(shí)驗(yàn)控制裝置，其特征在于:所述電流大小撥動(dòng)開關(guān)用于改變通電導(dǎo)體電流的大小；所述磁場強(qiáng)弱撥動(dòng)開關(guān)用于改變磁場的強(qiáng)弱；所述電流方向撥動(dòng)開關(guān)用于改變通電導(dǎo)體的電流方向；所述磁場方向撥動(dòng)開關(guān)用于改變磁場的方向；所述磁場寬度撥動(dòng)開關(guān)用于改變磁場寬度從而間接改變通電導(dǎo)體在磁場中的有效長度；所述電流表分別用于顯示通電導(dǎo)體中電流和電勵(lì)磁線圈中電流；所述計(jì)時(shí)器用于為每個(gè)單次實(shí)驗(yàn)計(jì)時(shí)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種安培力實(shí)驗(yàn)控制裝置，其特征在于:所述控制面板還包括延時(shí)電路，并利用延時(shí)電路將一次實(shí)驗(yàn)過程設(shè)定在5秒內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種安培力實(shí)驗(yàn)控制裝置，其特征在于:所述控制面板還設(shè)置有溫控開關(guān)保護(hù)通電線圈，防止線圈過熱。
【文檔編號】G09B23/18GK203786983SQ201420192788
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】石小明, 陳江萍 申請人:石小明