一种通电载流导线在磁场中运动的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种通电载流导线在磁场中运动的实验装置，属于物理教学中的电磁学实验领域，以便学生直观了解载流导线和磁场间的相作用及其影响因素。该装置包括通电载流导线运动装置、铁架台装置，通电载流导线运动装置包括轨道装置和第三托盘，第三托盘中设有轨道装置；轨道装置包括轨道底座、轨道、圆柱形金属棒和转轴，轨道底座的两侧边框上对称设有轨道，两根轨道之间放置有圆柱形金属棒，轨道的前端分别安装有弹性铜金属夹；第三托盘由中空的底板、两侧的挡板、后端的第三托盘安装管组成，两侧挡板的中部相对位置对称设有条形槽。本实用新型专利技术的技术特点在于结构简单、便于安装、易操作、使用安全、现象明显。

【技术实现步骤摘要】
一种通电载流导线在磁场中运动的实验装置
本技术属于物理教学中的电磁学实验领域，特别涉及载流导线在磁场中受力运动的实验装置。
技术介绍
在学习中学物理中关于通电载流导线在磁场中运动时，学生只能理论上根据电流、磁场和安培力的方向根据右手螺旋定则或左手定则判断通电载流导线所受安培力及其运动方向，由此对该部分知识不易掌握，难于理解，而简单、直观显示通电载流导线在磁场中运动的实验装置没有。为此，设计了如下的通电载流导线在磁场中运动的实验装置，以便学生通过观察现象，从感性认识上升到理性认识，从而完全掌握、理解其通电载流导线在磁场中运动的本质。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种电磁学中载流导线在磁场中受力运动的实验装置，以便学生直观了解载流导线和磁场间的相作用及其影响因素，从而完全掌握、理解其通电载流导线在磁场中运动的本质。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种通电载流导线在磁场中运动的实验装置，包括通电载流导线运动装置、铁架台装置，通电载流导线运动装置包括轨道装置和第三托盘，第三托盘中设有轨道装置；铁架台装置包括铁架台底座、铁架台支杆；轨道装置包括轨道底座、轨道、圆柱形金属棒和转轴，轨道底座为中空的四边形结构，轨道底座的后端设有转轴，轨道底座的侧边分别设有固定轴，轨道底座的两侧边框上对称设有轨道，两根轨道之间放置有圆柱形金属棒，轨道的前端分别安装有弹性铜金属夹；两个弹性铜金属夹分别连接有两根第二导线，两根第二导线分别与第二可调直流电源上的正负接线柱连接；第三托盘由中空的底板、两侧的挡板、后端的第三托盘安装管组成，两侧挡板的中部相对位置对称设有条形槽，两侧挡板的后下角靠近第三托盘安装管的位置对称设有安装孔；轨道底座上的转轴安装在安装孔中，所述轨道底座上的固定轴分别位于条形槽中；铁架台支杆上自上而下安装有第二托盘、第三托盘，铁架台底座上放置有第二直螺线管，第二托盘上放置有第一直螺线管，通过第一导线将第一直螺线管、第二直螺线管及第一可调直流电源上的接线柱依次串联起来。作为本技术的另一种实施方式，一种通电载流导线在磁场中运动的实验装置，包括通电载流导线运动装置、铁架台装置，通电载流导线运动装置包括轨道装置和第三托盘，第三托盘中设有轨道装置；铁架台装置包括铁架台底座、铁架台支杆，铁架台支杆上安装有第三托盘；轨道装置包括轨道底座、轨道、圆柱形金属棒和转轴，轨道底座为中空的四边形结构，轨道底座的后端设有转轴，轨道底座的侧边分别设有固定轴，轨道底座的两侧边框上对称设有轨道，两根轨道之间放置有圆柱形金属棒，轨道的前端分别安装有弹性铜金属夹；两个弹性铜金属夹分别连接有两根第二导线，两根第二导线分别与第二可调直流电源上的正负接线柱连接；第三托盘由中空的底板、两侧的挡板、后端的第三托盘安装管组成，两侧挡板的中部相对位置对称设有条形槽，两侧挡板的后下角靠近第三托盘安装管的位置对称设有安装孔；轨道底座上的转轴安装在安装孔中，所述轨道底座上的固定轴分别位于条形槽中；在所述铁架台底座顶部中心设有磁铁。作为本技术的改进，所述磁铁中设有第三铁芯，磁铁的内径为9cm,高为2cm，中心磁感应强度0.1T。作为本技术的第三种实施方式，在铁架台支杆的顶部设有第一托盘，第一托盘的下方安装有第一圆柱形铁芯，在所述第一直螺线管内设置第一圆柱形铁芯，在所述第二直螺线管内设有第二圆柱形铁芯。作为本技术的改进，所述第一圆柱形铁芯和第二圆柱形铁芯的直径为9cm,长20cm。作为本技术的改进，所述条形槽外边缘刻有以安装孔为圆心的角度刻度线。作为本技术的改进，所述固定轴的两端设有碟形螺母，控制轨道底座的角度。作为本技术的改进，铁架台支杆的侧部设有长槽，保证了第一托盘、第三托盘、第二托盘固定的稳定性和方向的一致性。作为本技术的改进，铁架台底座的顶面设有水准仪。作为本技术的改进，铁架台底座的底部设有调平螺钉。本技术的技术特点在于结构简单、便于安装、易操作、使用安全、现象明显，目前的中学物理教学中还没有类似的演示通电载流导线在磁场中运动的装置。该装置可以演示通电直螺线管产生磁场的现象以及磁场的方向与电流方向间的关系、铁芯对通电直螺线管产生的磁场影响；其次，还可演示载流导线在电磁铁产生的磁场中的运动以此分析磁场方向、电流方向和安培力方向三者间的关系；再次，当通电轨道水平放置在磁场中时，由于轨道上的圆柱形金属棒所受力不能测量，但将通电轨道逐渐倾斜且安培力和重力在斜面上的分力方向相反，恰好放置在轨道上的金属棒向下运动时，此时安培力和重力在斜面上的分力大小相等，由此可计算该区域磁感应强度的大小；从次，该装置可以演示载流导线在永久性磁铁产生的磁场中的运动及其铁芯对永久性磁铁激发的磁场的影响；最后，通过载流导线在永久性磁铁和通电直螺线管产生的磁场中的运动可揭示磁场产生的本质。附图说明图1是本技术第一种实施方式的结构示意图；图2是本技术第二种实施方式的结构示意图；图3是本技术第三种实施方式的结构示意图；图4是本技术中第三托盘的结构示意图；图5是本技术中轨道装置的结构示意图；图6是本技术中通电载流导线运动装置的结构示意图；图7是本技术中铁架台的结构示意图。附图标记含义如下：固定螺母1、第一托盘2、第一圆柱形铁芯3、第一直螺线管4、第二托盘5、第一导线7、第二导线7B、弹性铜金属夹8、第三托盘9、轨道底座10、圆柱形金属棒11、轨道12、角度刻度线13、第二圆柱形铁芯14、第二直螺线管15、第一可调直流电源16、水准仪17、调平螺钉18、磁铁19、第三铁芯20、铁架台底座21、第二可调直流电源22、碟形螺母23、条形槽24、固定螺母25、铁架台支杆26、转轴27、固定轴28、安装孔91、挡板92、第三托盘安装管93、底板94、长槽261。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明。实施方式中轨道底座10、第三托盘9、碟形螺母23、固定轴28、转轴27由铝合金制成避免处在磁场时被磁化从而影响轨道的水平。第一可调直流电源16的量程为2A,第二可调直流电流源22的量程为6A；第一直螺线管4和第二直螺线管15的匝数为1300匝，直径为10cm,长20cm。图1示出了本技术第一种实施方式的结构，包括通电载流导线运动装置、铁架台装置，通电载流导线运动装置包括轨道装置和第三托盘9，第三托盘9中设有轨道装置；铁架台装置包括铁架台底座21、铁架台支杆26；轨道装置包括轨道底座10、轨道12、圆柱形金属棒11和转轴27，轨道底座10为中空的四边形结构，轨道底座10的后端设有转轴27，轨道底座10的侧边分别设有固定轴28，轨道底座10的两侧边框上对称设有轨道12，两根轨道12之间放置有圆柱形金属棒11，轨道12的前端分别安装有弹性铜金属夹8；两个弹性铜金属夹8分别连接有两根第二导线7B，两根第二导线7B分别与第二可调直流电源22上的正负接线柱连接；铁架台支杆26上自上而下安装有第二托盘5、第三托盘9。铁架台底座21上放置有第二直螺线管15，第二托盘5上放置有第一直螺线管4，通过第一导线7将第一直螺线管4、第二直螺线管15及第一可调直流电源16上的接线柱依次串联起来。图2示出了本技术另一种实施方式的结构，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通电载流导线在磁场中运动的实验装置，其特征在于：包括通电载流导线运动装置、铁架台装置，通电载流导线运动装置包括轨道装置和第三托盘（9），第三托盘（9）中设有轨道装置；铁架台装置包括铁架台底座（21）、铁架台支杆（26）；轨道装置包括轨道底座（10）、轨道（12）、圆柱形金属棒（11）和转轴（27），轨道底座（10）为中空的四边形结构，轨道底座（10）的后端设有转轴（27），轨道底座（10）的侧边分别设有固定轴（28），轨道底座（10）的两侧边框上对称设有轨道（12），两根轨道（12）之间放置有圆柱形金属棒（11），轨道（12）的前端分别安装有弹性铜金属夹（8）；两个弹性铜金属夹（8）分别连接有两根第二导线（7B），两根第二导线（7B）分别与第二可调直流电源(22)上的正负接线柱连接；第三托盘（9）由中空的底板（94）、两侧的挡板（92）、后端的第三托盘安装管（93）组成，两侧挡板（92）的中部相对位置对称设有条形槽（24），两侧挡板（92）的后下角靠近第三托盘安装管（93）的位置对称设有安装孔（91）；轨道底座（10）上的转轴（27）安装在安装孔（91）中，所述轨道底座（10）上的固定轴（28）分别位于条形槽（24）中；铁架台支杆（26）上自上而下安装有第二托盘（5）、第三托盘（9），铁架台底座（21）上放置有第二直螺线管（15），第二托盘（5）上放置有第一直螺线管(4)，通过第一导线（7）将第一直螺线管(4)、第二直螺线管（15）及第一可调直流电源(16)上的接线柱依次串联起来。...

【技术特征摘要】
1.一种通电载流导线在磁场中运动的实验装置，其特征在于：包括通电载流导线运动装置、铁架台装置，通电载流导线运动装置包括轨道装置和第三托盘（9），第三托盘（9）中设有轨道装置；铁架台装置包括铁架台底座（21）、铁架台支杆（26）；轨道装置包括轨道底座（10）、轨道（12）、圆柱形金属棒（11）和转轴（27），轨道底座（10）为中空的四边形结构，轨道底座（10）的后端设有转轴（27），轨道底座（10）的侧边分别设有固定轴（28），轨道底座（10）的两侧边框上对称设有轨道（12），两根轨道（12）之间放置有圆柱形金属棒（11），轨道（12）的前端分别安装有弹性铜金属夹（8）；两个弹性铜金属夹（8）分别连接有两根第二导线（7B），两根第二导线（7B）分别与第二可调直流电源(22)上的正负接线柱连接；第三托盘（9）由中空的底板（94）、两侧的挡板（92）、后端的第三托盘安装管（93）组成，两侧挡板（92）的中部相对位置对称设有条形槽（24），两侧挡板（92）的后下角靠近第三托盘安装管（93）的位置对称设有安装孔（91）；轨道底座（10）上的转轴（27）安装在安装孔（91）中，所述轨道底座（10）上的固定轴（28）分别位于条形槽（24）中；铁架台支杆（26）上自上而下安装有第二托盘（5）、第三托盘（9），铁架台底座（21）上放置有第二直螺线管（15），第二托盘（5）上放置有第一直螺线管(4)，通过第一导线（7）将第一直螺线管(4)、第二直螺线管（15）及第一可调直流电源(16)上的接线柱依次串联起来。2.一种通电载流导线在磁场中运动的实验装置，其特征在于：包括通电载流导线运动装置、铁架台装置，通电载流导线运动装置包括轨道装置和第三托盘（9），第三托盘（9）中设有轨道装置；铁架台装置包括铁架台底座（21）、铁架台支杆（26），铁架台支杆（26）上安装有第三托盘（9）；轨道装置包括轨道底座（10）、轨道（12）、圆柱形金属棒（11）和转轴（27），轨道底座（10）为中空的四边形结构，轨道底座（10）的后端设有转轴（27），轨道底座（10）的侧边分别设有固定轴（28），轨道底座（10）的两侧边框上对称设有轨道（12），两根轨道（12）之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永智，解立强，李海翼，高秉祥，摆丽，
申请(专利权)人：甘肃民族师范学院，
类型：新型
国别省市：甘肃,62