演示涡流热效应的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种演示涡流热效应的实验装置，包括支架、温度计、玻璃试管、线圈、开关、熔断器、调压器及软铁棒、铁芯，支架由底板和垂直竖立在底板上的固定棒组成，线圈放置在支架的底板上，软铁棒或铁芯放置在盛有水的玻璃试管中，玻璃试管插入线圈中，温度计挂设在固定棒上，温度计的玻璃泡插入玻璃试管中，开关和熔断器都设置在底板上并通过导线与线圈及调压器构成电连接。本实用新型专利技术提供的演示涡流热效应现象的实验装置，实验现象明显直观，能很好地演示和解释涡流热效应、涡流的成因、减小涡流的方法及比较探究不同材料涡流热效应等相关问题，实验教学效果非常显著。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种演示涡流热效应的实验装置。
技术介绍
涡流是一种特殊的电磁感应现象，其本质是感应电流，涡流热效应在生产、生活中 有着广泛的应用。在高中物理电学中，在学生学习了电磁感应的基本知识后，通常教材都安 排一节有关涡流知识的学习，让学生了解涡流产生的原因，了解涡流的应用和减小涡流 危害的方法，如人教版原教材的第十六章第7节《涡流》，人教版新课改高中物理教材的《涡 流、电磁阻尼和电磁驱动》，上海科技教育出版社出版的物理选修3-2中的《涡流现象与电 磁灶》等等。不同版本的教材都在《电磁感应》 一章末尾编排了涡流知识的学习，教材编者 的意图是显而易见的，目的是通过阐述涡流的成因及其利弊，列举涡流的防止和利用的实 例，通过理论联系实际，以助于学生体会学以致用的道理。但笔者遍观各版本的教材，在涡 流热效应教学中在阐述涡流热效应应用时，常以工业上高频电炉或生活中的电磁炉为例 说明，在阐述减小涡流危害的方法时，常以变压器为例说明，但各版本教材都缺少演示实验 的支持，缺少必要的配套实验装置，无法开实验教学，这在相当程度上影响了课堂教学的有 效性。在物理课堂教学中，对一种物理现象及应用的教学，仅仅以实例说明，虽说理论联系 了实际，但在学生对该物理现象明显缺少感性体验情况下，其教学效果显然是不理想的。教 学中，若能以实验展示相关现象，再联系生产、生活实际举例说明，无疑将会达到较理想的 教学效果。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种更好地演示涡流的热效应 现象的实验装置。 为实现上述目的，本技术采用一种演示涡流热效应的实验装置，包括支架、温 度计、玻璃试管、线圈、开关、熔断器、调压器及软铁棒、铁芯，支架由底板和垂直竖立在底板 上的固定棒组成，线圈放置在支架的底板上，软铁棒或铁芯放置在盛有水的玻璃试管中，玻 璃试管插入线圈中，温度计挂设在固定棒上，温度计的玻璃泡插入玻璃试管中，开关和熔断 器都设置在底板上并通过导线与线圈及调压器构成电连接。 为了更方便学生理解涡流现象，本技术进一步设置为在底板上垂直竖立有侧 板，涡流示意图粘贴在侧板上。 本技术进一步设置为线圈由直径为lmm的漆包线绕制，绕制线圈骨架采用陶瓷管。 为了方便调节温度计与玻璃试管之间的距离及取下温度计，本技术进一步设置为温度计用支架夹活动挂设在固定棒上，温度计可调节高度。 本技术进一步设置为温度计采用大型教学演示温度计。 本技术进一步设置为铁芯由硅钢片叠成，打磨成圆棒形并浸漆。3 本技术提供的演示涡流热效应现象的实验装置，实验现象明显直观，能很好 地演示和解释涡流热效应、涡流的成因、减小涡流的方法及比较探究不同材料涡流热效应 等相关问题，实验教学效果非常显著。附图说明图1是本技术实施例实验装置整体示意图。 图2是本技术实施例实验装置电路原理图。具体实施方式如图1、2所示，本技术的具体实施例是一种演示涡流热效应的实验装置，包 括支架、温度计1、玻璃试管2、圆形短软铁棒3、线圈4、一只lkw的调压器5、铁芯、开关7和 熔断器8，其中圆形短软铁棒3的直径约1. 8cm，长约10cm，可根据实验演示需要更换成其 它材料，比如铜、金、锌、银等等材料。玻璃试管2的外径约为2. 2cm，长为20cm，温度计1采 用大型教学演示用红色液体温度计。支架由底板9和垂直竖立在底板9上的固定棒10组 成，线圈4放置在支架的底板9上，圆形短软铁棒3放置在盛有水的玻璃试管2中，玻璃试 管2插入线圈4中，温度计1用支架夹挂设在固定棒10上且可方便地调节高度或取下，温 度计1的玻璃泡插入玻璃试管2中，开关7和熔断器8都设置在底板9上并通过导线与线 圈4构成电连接，熔断器8的熔断电流为IOA。在底板9上垂直竖立有侧板11，涡流示意图 12粘贴在侧板11上。在线圈4底部与底板9之间放置有一垫块13，用于调整线圈的高度。 其中线圈4由直径为lmm的漆包线绕制，绕制线圈骨架采用陶瓷管。铁芯由硅钢片叠成，打 磨成圆棒形并浸漆。 二、装置的使用 1、涡流热效应演示 将圆形短软铁棒3放入玻璃试管2内，在玻璃试管2内加适量的水，将玻璃试管2 插在线圈4中，将温度计1插入玻璃试管4中，将调压器5接入电路，调压器5的输入端接 市电(交流220V、50HZ)，输出端电压调到70V左右。闭合开关，线圈4通电，置于玻璃试管 2内的圆形短软铁棒3中将产生强大的涡流，开始释放热量，约15秒后可明显看到温度计1 中红色液柱开始上升，不到l分钟，玻璃试管4内水便沸腾。玻璃试管4内水沸腾后，调低 电压至15V左右，可保持玻璃试管4内水继续沸腾，但不至于太激烈，以免玻璃试管4内水 溢出。 2、涡流成因演示 将温度计1取下，将另一连接有小灯泡的线圈套过玻璃试管2置于线圈4上端，闭 合开关，线圈4通电，可看到小灯泡亮起来，由此说明当线圈4通过交流电后，由于电磁感 应，附近的另一个线圈会产生感应电流，从而使小灯泡发亮。将圆形短软铁棒3与之类比， 圆形短软铁棒3可看作是由一系列直径逐渐减小的圆柱状薄壳组成，在交变磁场中如同线 圈一样将产生感应电流，从而更加直观地说明涡流的形成实质上是电磁感应。演示中，还可 通过调压器5调节电压，当电压调高时，小灯泡逐渐变亮，同时玻璃试管4内水的沸腾更加 激烈；当电压调低时，小灯泡逐渐变暗，同时玻璃试管4内水的沸腾逐渐平息，以此加深学 生对涡流成因的理解和印象。 3、减小涡流方法的演示 将一叠硅钢片，两端用钢丝捆扎紧固，用砂轮打磨边缘使之稍成圆柱形的铁芯。用 硅钢片叠成的铁芯代替圆形短软铁棒3(可另准备一只试管)，将调压器5输出端电压同样 调到70V左右，闭合开关，线圈4通电，可发现即便线圈4通电几分钟后，温度计1所指示的 温度仍没有明显上升，通过对比演示后，再结合变压器铁芯制作实例，可更好地说明减小涡 流的具体方法。 4、不同材料涡流热效应探究 可在玻璃试管4内放置不同的材料，以探究比较不同材料的涡流热效应，如铝棒、铜棒、不锈钢等。铜、铝材料属于非铁磁性材料，虽然也能产生涡流，但发热效率远不能与磁导率大的软铁相比，通过实验可明显比较出，可以结合生活中的电磁灶使用的锅体对材质的要求，让学生课外展开探究。三、装置的优点 1、可很好地演示涡流的热效应、涡流的成因、减小涡流的方法，也可提供给学生进 行课外课题研究， 一具多用，且操作方便。 2、发热速度快，实验演示时不到一分钟，便可使试管内的水沸腾，极大地节省了实 验演示时间，提高了课堂时间的利用率。 3、实验现象明显直观，在玻璃试管4内水沸腾之前，学生可通过大型教学演示用 红色液体温度计1观察。温度计1红色液柱上升情况，全班学生都可看得清清楚楚，实验现 象可视性强。实验过程中，还可在玻璃试管4内滴入蓝墨水，使玻璃试管4内水的沸腾可视 性更强。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种演示涡流热效应的实验装置，其特征在于：实验装置包括支架、温度计、玻璃试管、线圈、开关、熔断器、调压器及软铁棒、铁芯，支架由底板和垂直竖立在底板上的固定棒组成，线圈放置在支架的底板上，软铁棒或铁芯放置在盛有水的玻璃试管中，玻璃试管插入线圈中，温度计挂设在固定棒上，温度计的玻璃泡插入玻璃试管中，开关和熔断器都设置在底板上并通过导线与线圈及调压器构成电连接。

【技术特征摘要】
一种演示涡流热效应的实验装置，其特征在于实验装置包括支架、温度计、玻璃试管、线圈、开关、熔断器、调压器及软铁棒、铁芯，支架由底板和垂直竖立在底板上的固定棒组成，线圈放置在支架的底板上，软铁棒或铁芯放置在盛有水的玻璃试管中，玻璃试管插入线圈中，温度计挂设在固定棒上，温度计的玻璃泡插入玻璃试管中，开关和熔断器都设置在底板上并通过导线与线圈及调压器构成电连接。2. 根据权利要求1所述的演示涡流热效应的实验装置，其特征在于所述的底板上垂 直竖立有侧板，涡流示意图粘贴在侧板上。3. 根据权利要求1或2所述的演示涡流热效应的实验装置，其特征在于所述的线圈由直径为lmm的漆包线绕制，绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建胡，王健浩，孔兴隆，
申请(专利权)人：王建胡，王健浩，孔兴隆，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]