一种物理实验教具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种物理实验教具，包括底座1，安装在底座1上的直流电源2、电流表3、滑动变阻器4、单刀开关5，还包括U型磁铁11、矩形线圈12和换向器10，所述的矩形线圈12位于所述的U型磁铁11的磁场内部，所述的换向器10为两块相互绝缘的金属导体1001、1002组合而成的圆柱体，所述的金属导体1001、1002为圆柱体和半圆柱体合为一体的形状，矩形线圈12靠近换向器10的一侧断开引出两端各自连接换向器10的一个金属导体，所述的换向器10轴向的两侧平行设置两个滑杆6，在所述的滑杆6上设置滑块7，在所述的滑块7上设置与所述的换向器10接触的电刷8。换向器的结构设计，让学生不但能够认识换向器，并能深刻理解其原理；通过滑动变阻器，引导学生思考影响能量大小的初步概念。

【技术实现步骤摘要】
一种物理实验教具
本技术涉及一种物理实验教具，尤其涉及一种电能和机械能转换的实验教具。
技术介绍
物理教学中，电能和机械能的转换较为抽象，需要借助实验教具演示，才能让学生更好的理解电能和机械能转换的基本原理，实践中的教具较为简单，通常在磁场中放入闭合回路的线圈，来演示切割磁力线时电流表的运动，或加电时静止线圈在磁场中的运动，来演示电磁感应现象，不能更直接的演示电能和机械能转换的具体运用，不能满足教学需要。
技术实现思路
本技术提供了一种电能转换为机械能、机械能转换为电能的物理实验教具。 本技术的技术方案包括底座I，安装在底座I上的直流电源2、电流表3、滑动变阻器4、单刀开关5，该教具还包括U型磁铁11、矩形线圈12和换向器10，所述的U型磁铁11两级垂直安装在底座I上，所述的矩形线圈12位于所述的U型磁铁11的磁场内部，所述的换向器10为两块相互绝缘的金属导体1001、1002组合而成的圆柱体，所述的金属导体1001、1002为圆柱体和半圆柱体合为一体的形状，所述的矩形线圈12靠近换向器10的一侧断开引出两端各自连接换向器10的一个金属导体，所述的矩形线圈12和所述的换向器10通过固定在底座I上的支架9支撑旋转，所述的换向器10轴向的两侧平行设置两个滑杆6，在所述的滑杆6上设置滑块7，在所述的滑块7上设置与所述的换向器10接触的电刷8。 所述的矩形线圈12于换向器10相对的一侧连接皮带传动机构13。 所述的皮带传动机构13由主动轮1301、从动轮1302、皮带1303和机架1304组成，所述的主动轮1301通过所述的支架9支撑，所述的主动轮1301通过连接装置与所述的矩形线圈12连接，所述的从动轮1302安装在机架1304上，在所述的从动轮1302上设置转动操作杆1305。 本技术的有益效果是:不仅在同一个教具中实现了电能转换为机械能的实验，同时可以演示机械能转换为电能的实验；换向器的结构设计，让学生不但能够认识换向器，通过滑动滑块调整电刷与换向器的接触位置，演示不同的实验结果，使学生更加深刻的理解其原理；通过滑动变阻器，引导学生思考影响能量大小的初步概念。 【附图说明】 下面结合附图对本技术做进一步说明。 图1是本技术的结构示意图。 图2是本技术的换向器立体图。 图3是本技术的换向器部分第一种接触方式的示意图。 图4是本技术的换向器部分第二种接触方式的示意图。 图中:1、底座，2、直流电源，3、电流表，4、滑动变阻器，5、单刀开关，6、滑杆，7、滑块，8、电刷，9、支架，10、换向器，1001、1002、金属导体，11、U型磁铁，12、矩形线圈，13、皮带传动机构，1301、主动轮，1302、从动轮，1303、皮带，1304、机架，1305、转动操作杆。 【具体实施方式】 如图1所示，本技术的包括底座1，安装在底座I上的直流电源2、电流表3、滑动变阻器4、单刀开关5，该教具还包括U型磁铁11、矩形线圈12和换向器10，U型磁铁11两级垂直安装在底座I上，形成磁场，矩形线圈12穿过U型磁铁11的磁场内部，换向器10为两块相互绝缘的金属导体1001、1002组合而成的圆柱体，金属导体1001、1002为圆柱体和半圆柱体合为一体的形状，如图2所示，两块金属导体1001、1002组合在一起为圆柱体的形状，但相互之间是绝缘的，矩形线圈12靠近换向器10的一侧断开引出两端各自连接换向器10的一个金属导体,矩形线圈12和换向器10通过固定在底座I上的支架9支撑旋转，换向器10轴向的两侧平行设置两个滑杆6，通常滑杆6固定安装在底座I上，滑杆6上设置滑块7，在滑块7上设置与换向器10接触的电刷8。实验时，通过导线将直流电源2、电流表3、滑动变阻器4、单刀开关5、电刷8串联起来，通过两个电刷8各自连接换向器10，换向器10连接矩形线圈12形成回路，给直流电源2加电，组成直流电动机教具，来演示电能转换为机械能的过程。 在矩形线圈12于换向器10相对的一侧连接皮带传动机构13。 皮带传动机构13由主动轮1301、从动轮1302、皮带1303和机架1304组成，主动轮1301通过支架9支撑，主动轮1301通过连接装置与矩形线圈12连接，从动轮1302安装在机架1304上，在从动轮1302上设置转动操作杆1305。 电能转换为机械能实施例。 如图3所示，将两个滑块7带动的电刷8分别滑动到与换向器10的边缘接触的位置，此时每个电刷8接触的换向器10均为整个圆周为一个整体的部分，接通直流电源2和单刀开关5，观察磁场中矩形线圈12的运动。 如图4所示，将两个滑块7带动的电刷8分别滑动到与换向器10的中间接触的位置，此时每个电刷8接触的换向器10均为两个半圆组成的圆周的部分，由于半圆之间相互绝缘，当一个电刷8在接触到一个半圆的换向器部分时，与另一个电刷8接触到的半圆的换向器部分绝缘，接通直流电源2和单刀开关5，观察磁场中矩形线圈12的运动。 本教具中，引入了滑动变阻器4，通过变换电阻阻值，来观察线圈转动的速度。 [0021 ] 机械能转换为电能的实施例。 按照图3所示，分别将滑块7滑动到所示的位置，进行以下的实验操作。 去掉直流电源2，用导线将电流表3、滑动变阻器4、单刀开关5、电刷8串联起来，通过电刷8连接换向器10，换向器10连接矩形线圈12形成回路。 通过连接装置将主动轮1301与矩形线圈12连接好，保证主动轮1301转动时，矩形线圈12同时转动,通过操作从动轮1302的转动,带动主动轮1301转动,从而带动矩形线圈12在磁场中转动，观察电流表3的指向。 变换电阻阻值，观察电流表3数值的变化。 按照图4所示，分别将滑块7滑动到所示的位置，重复上述操作，观察电流表3的指向和数值的变化。 应当理解的是，本技术的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本技术的原理，而不构成对本技术的限制。因此，在不偏离本技术的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。此外，本技术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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物理实验教具，包括底座(1)，安装在底座(1)上的直流电源(2)、电流表(3)、滑动变阻器(4)、单刀开关(5)，其特征在于：该教具还包括U型磁铁(11)、矩形线圈(12)和换向器(10)，所述的U型磁铁(11)两级垂直安装在底座(1)上，所述的矩形线圈(12)位于所述的U型磁铁(11)的磁场内部，所述的换向器(10)为两块相互绝缘的金属导体(1001、1002)组合而成的圆柱体，所述的金属导体(1001、1002)为圆柱体和半圆柱体合为一体的形状，所述的矩形线圈(12)靠近换向器(10)的一侧断开引出两端各自连接换向器(10)的一个金属导体，所述的矩形线圈(12)和所述的换向器(10)通过固定在底座(1)上的支架(9)支撑旋转，所述的换向器(10)轴向的两侧平行设置两个滑杆(6)，在所述的滑杆(6)上设置滑块(7)，在所述的滑块(7)上设置与所述的换向器(10)接触的电刷(8)。

【技术特征摘要】
1.一种物理实验教具，包括底座(I)，安装在底座(I)上的直流电源(2)、电流表(3)、滑动变阻器(4)、单刀开关(5)，其特征在于:该教具还包括U型磁铁(11)、矩形线圈(12)和换向器(10)，所述的U型磁铁(11)两级垂直安装在底座(I)上，所述的矩形线圈(12)位于所述的U型磁铁(11)的磁场内部，所述的换向器(10)为两块相互绝缘的金属导体(1001、1002)组合而成的圆柱体，所述的金属导体(1001、1002)为圆柱体和半圆柱体合为一体的形状，所述的矩形线圈(12)靠近换向器(10)的一侧断开引出两端各自连接换向器(10)的一个金属导体，所述的矩形线圈(12)和所述的换向器(10)通过固定在底座(I)上的支架(9)支撑旋转，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘复霞，
申请(专利权)人：刘复霞，
类型：新型
国别省市：山东;37