專利名稱：電磁控制剛體角動量實驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種物理實驗儀器，特別是一種電磁控制剛體角動量實驗儀。
目前，在普通物理學教學中定性驗證角動量守恒定律一般采用“儒可夫斯基凳”實驗裝置，該實驗是由人坐在凳上展臂縮臂進行演示，該實驗中，人體非剛體，故演示剛體現(xiàn)象，易在概念上造成混亂，定量驗證角動量守恒定律，在目前國內(nèi)市場上沒有現(xiàn)成儀器，國外亦未見到公開的資料，已有一些高等院校嘗試制造該類儀器，但裝置復(fù)雜，人為誤差大。
本實用新型的目的在于提供一種電磁控制剛體角動量實驗儀，它能準確測量角動量守恒的有關(guān)數(shù)據(jù)，且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，彌補了大、中專理工科物理實驗教學中的空白。
本實用新型的技術(shù)方案一種電磁控制剛體角動量實驗儀，包括穩(wěn)壓電源及數(shù)字毫秒計，其特征在于儀器主體是由底座與銅支臂構(gòu)成整體支架，支架間依軸承裝有一主軸，底座與銅支臂間、底座與軸承間、主軸與主軸套間均設(shè)絕緣墊，所說主軸的下部緊密連接有拉力套，上部依螺釘固定連接有中心套，中心套兩端依鐵芯螺紋連接有二電磁鐵，二電磁鐵中心緊密連接有二銅管，銅管套在鐵芯外，二銅管外端各滑動連接有磁柱，磁柱外端有防脫落及確定磁柱位置的定位環(huán)，一端銅管的外端頭插接有一“U”形擋光框；所說銅支臂的側(cè)面依螺釘固定裝有光電門，底座與銅支臂間絕緣墊兩邊各有一接線柱，底座上有調(diào)平螺絲。
本實用新型的工作原理及使用方法，將穩(wěn)壓電源的正、負極與儀器底座部的二接線柱依導(dǎo)線連接好，且同時將光電門上的引出導(dǎo)線與數(shù)字毫秒針連接好，此時用砝碼通過定滑輪對拉力套施加外力矩后自行脫離拉力套，使主軸帶動中心套及其上的電磁鐵及磁柱一并旋轉(zhuǎn)，當銅管外端連接的“U”形框經(jīng)光電門計時即得到了“U”形框間隔所經(jīng)歷的時間Δt1，再立即接通穩(wěn)壓電源，則磁柱被電磁鐵吸附，此時轉(zhuǎn)動速度變快，由“U”形框經(jīng)光電門計時得到Δt2，由此可通過物理角動量守恒公式(I1)/(I2) ＝ (ω2)/(ω1) ＝ (Δt1)/(Δt2)(其中I為轉(zhuǎn)動慣量，利用該裝置按常規(guī)測量轉(zhuǎn)動慣量的方法測出、ω為角速度，t為時間)證實角動量守恒原理。
本實用新型的優(yōu)越性在于1、使用電磁控制，避免了人為誤差，使實驗人員能主動地進行測量；2、克服了傳統(tǒng)實驗“儒可夫斯基凳”中以人體(柔體)驗證剛體角動量守恒的缺點；3、本儀器的供電方式為通過主軸與主軸承接觸供電來完成，簡捷便當，簡化了裝置；4、整體結(jié)構(gòu)簡單合理，實驗現(xiàn)象明顯，測量準確。
以下結(jié)合附圖及實施例進一步說明本技術(shù)。
附


圖1為本實用新型所涉儀器主體結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為本實用新型所涉儀器主體中“U”形框的俯視圖。
附圖3為本實用新型所涉儀器的使用狀態(tài)示意圖。
其中1為銅支臂，2為光電門，3為定位環(huán)，4為磁柱，5為銅管，6為電磁鐵，22為電磁鐵鐵芯，7為中心套，8為主軸，9為拉力套，10為主軸套，11為銅質(zhì)底座，12為調(diào)平螺絲，13為絕緣墊，14為接線柱，15為固定螺釘，16為“U”形擋光框，17為軸承，18為定滑輪，19為砝碼，20為穩(wěn)壓電源，21為數(shù)字毫秒計。
實施例一種電磁控制剛體角動量實驗儀，包括穩(wěn)壓電源20及數(shù)字毫秒計21，其特征在于儀器主體是由銅質(zhì)底座11與銅支臂1構(gòu)成整體支架，支架間依軸承17裝有一主軸8，底座11與銅支臂1間，底座11與軸承17間，主軸8與主軸套10間均設(shè)絕緣墊13，所說主軸的下部緊密連接有拉力套9，上部依螺釘固定連接有中心套7，中心套兩端依鐵芯22螺紋連接有二電磁鐵6，二電磁鐵中心緊密連接有二銅管5，銅管套在鐵芯外，二銅管外端各滑動連接有磁柱4，磁柱外端有防脫落及確定磁柱位置的定位環(huán)3，一端銅管的外端插接有一“U”形擋光框16；所說銅支臂的側(cè)面依螺釘15固定裝有光電門2，底座與銅支臂間絕緣墊兩邊各有一接線柱14，底座上有調(diào)平螺絲12。
權(quán)利要求1.一種電磁控制剛體角動量實驗儀，包括穩(wěn)壓電源及數(shù)字毫秒計，其特征在于儀器主體是由底座與銅支臂構(gòu)成整體支架，支架間依軸承裝有一主軸，底座與銅支臂間底座與軸承間、主軸與主軸套間均設(shè)絕緣墊，所說主軸的下部緊密連接有拉力套，上部依螺釘固定連接有中心套，中心套兩端依鐵芯螺紋連接有二電磁鐵，二電磁鐵中心緊密連接有二銅管，銅管套在鐵芯外，二銅管外端各滑動連接有磁柱，磁柱外端有防脫落及確定磁柱位置的定位環(huán)，一端銅管的外端頭插接有一“U”形擋光框；所說銅支臂的側(cè)面依螺釘固定裝有光電門，底座與銅支臂間絕緣墊兩邊各有一接線柱，底座上有調(diào)平螺絲。
專利摘要一種電磁控制剛體角動量實驗儀，包括穩(wěn)壓電源及數(shù)字毫秒計。其特征在于儀器主體是由整體支架、主軸、中心套、拉力套、中心套兩端的電磁鐵、銅管與滑動連接的磁柱及一端銅管外端插接的“U”形擋光框與銅支臂上安裝的光電門所組成。由儀器主體與穩(wěn)壓電源及數(shù)字毫秒計連接，可準確定量的測出角動量守恒定律。其優(yōu)越性在于1.電磁控制使之避免了人為誤差；2.克服了傳統(tǒng)實驗中概念不準確的矛盾；3.供電方式簡捷便當；4.整體結(jié)構(gòu)合理，實驗現(xiàn)象明顯。
文檔編號G09B23/08GK2145419SQ92242358
公開日1993年11月3日 申請日期1992年12月5日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月5日
發(fā)明者張雙明, 陳榮福, 張濟偉, 孟偉 申請人:張雙明, 陳榮福, 張濟偉, 孟偉