一种定量探究安培力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定量探究安培力的实验装置，包括励磁单元、通电单元、测力单元，其中励磁单元包括两个励磁线圈，以及励磁电路；通电单元包括工作线圈，通电电路；测力单元包括杠杆、力传感器。本实用新型专利技术原理简单，易于实现，能够有效地实现定量分析通电线圈受到的安培力，对于提高学生的科学素养有十分重要的现实意义。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及物理实验装置领域，具体为一种定量探究安培力的实验装置。
技术介绍
安培力公式是中学物理中一个重要的物理公式，在中学教材中，人教版高中物理教材3-1通过简单定性实验后直接给出安培力公式 F = BIL ,而直接定量探究安培力公式一直是高中物理电磁演示实验的难题，也没有相应的实验装置可以进行安培力公式的定量分析。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种定量探究安培力的实验装置，以解决物理教学中定量探究安培力公式较为困难的问题。为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为一种定量探究安培力的实验装置，包括励磁单元、通电单元、测力单元，其特征在于所述励磁单元包括两个水平设置且相互平行的励磁线圈，以及励磁电路，所述励磁电路由相互串联的稳压电源、开关、电流表、滑动变阻器构成，两个励磁线圈各有一边接入所述励磁电路中构成串联回路；所述通电单元包括竖直设置的工作线圈，通电电路，所述工作线圈套在其中一个励磁线圈外，所述通电电路由相互串联的电源、电流表、开关、滑动变阻器构成，所述工作线圈一边为通电边，所述通电边上依次引出多个抽头，其中第一个抽头依次与其后方其他抽头之间的线圈匝数为等差的，工作线圈第一个抽头接入电流表中，其他抽头由通电单元的滑动变阻器选择连接后，所述工作线圈通电边、通电电路构成串联回路，所述测力单元包括带支点的杠杆、力传感器，所述支点将杠杆按比例分成力臂不同的两段，其中力臂较大的一段杠杆杆端通过连杆与所述工作线圈中通电边相对的另一边连接，力臂较小部分的一段杠杆杆端安装有力传感器。本技术分为励磁单元、通电单元、测力单元三个部分。其中励磁单元中，励磁线圈通入电流后产生磁感应强度，由于磁感应强度和激励电流大小有关，因此磁感应强度可以通过励磁单元中电流表的电流值定量表示；通电单元中，通过电流表定量显示通入工作线圈中的电流的大小，由于工作线圈中单匝线圈长度已知，因此通过选择第一个抽头和其后方其他抽头之间的线圈，可以定量得到受磁力作用的通电部分的长度；测力单元通过杠杆将工作线圈受到的安培力放大，放大后的力通过力传感器测得，通过杠杆两力臂的比例可以得到工作线圈的安培力。本技术原理简单，易于实现，能够有效地实现定量分析通电线圈受到的安培力，将定性探究实验转变为定量探究实验，并将新课程探究式教学的理念落实到了教学实践中，对于提高学生的科学素养有十分重要的现实意义。附图说明图1为本技术原理结构图。具体实施方式如图1所示。一种定量探究安培力的实验装置，包括励磁单元、通电单元、测力单元，励磁单元包括两个水平设置且相互平行的励磁线圈1、2，以及励磁电路，励磁电路由相互串联的稳压电源E1、开关K1、电流表Al、滑动变阻器Rpl构成，两个励磁线圈1、2各有一边接入励磁电路中构成串联回路；通电单元包括竖直设置的工作线圈3，通电电路，工作线圈3套在其中一个励磁线圈1外，通电电路由相互串联的电源E2、电流表A2、开关K2、滑动变阻器Rp2构成，工作线圈 3 一边为通电边，通电边上依次引出多个抽头a、al、a2、a3，其中第一个抽头a与抽头al之间线圈匝数为200匝，第一个抽头a与抽头a2之间线圈匝数为400匝，第一个抽头a与抽头a3之间线圈匝数为600匝。工作线圈3第一个抽头a接入电流表A2中，通电单元的滑动变阻器Rp2可从抽头 al、a2、a3选择一个连接，工作线圈3通电边、通电电路构成串联回路，测力单元包括带支点的杠杆4、力传感器5，支点将杠杆4分成比例为1:10的两部分力臂段，从而可将安培力扩大10倍，其中力臂较大的一段杠杆杆端通过连杆6与工作线圈3中通电边相对的另一边连接，力臂较小部分的一段杠杆杆端安装有力传感器5。闭合开关K1，调节Rpl，电流表Al的示数为励磁电流的大小，用它代表B的大小。 闭合开关K2，调节Rp2，电流表A2的示数12为工作线圈中电流的大小。工作线圈在磁场中部分长1由所选择的线圈匝数决定，实验中接aalGOO匝)时导线在磁场中长度为2001。，接 aa2 (400匝)时导线在磁场中长度为4001。，接aa3 (600匝)时导线在磁场中长度为6001。， Itl为单匝线圈长度。权利要求1. 一种定量探究安培力的实验装置，包括励磁单元、通电单元、测力单元，其特征在于 所述励磁单元包括两个水平设置且相互平行的励磁线圈，以及励磁电路，所述励磁电路由相互串联的稳压电源、开关、电流表、滑动变阻器构成，两个励磁线圈各有一边接入所述励磁电路中构成串联回路；所述通电单元包括竖直设置的工作线圈，通电电路，所述工作线圈套在其中一个励磁线圈外，所述通电电路由相互串联的电源、电流表、开关、滑动变阻器构成，所述工作线圈一边为通电边，所述通电边上依次引出多个抽头，其中第一个抽头依次与其后方其他抽头之间的线圈匝数为等差的，工作线圈第一个抽头接入电流表中，其他抽头由通电单元的滑动变阻器选择连接后，所述工作线圈通电边、通电电路构成串联回路，所述测力单元包括带支点的杠杆、力传感器，所述支点将杠杆按比例分成力臂不同的两段，其中力臂较大的一段杠杆杆端通过连杆与所述工作线圈中通电边相对的另一边连接，力臂较小部分的一段杠杆杆端安装有力传感器。专利摘要本技术公开了一种定量探究安培力的实验装置，包括励磁单元、通电单元、测力单元，其中励磁单元包括两个励磁线圈，以及励磁电路；通电单元包括工作线圈，通电电路；测力单元包括杠杆、力传感器。本技术原理简单，易于实现，能够有效地实现定量分析通电线圈受到的安培力，对于提高学生的科学素养有十分重要的现实意义。文档编号G09B23/18GK202171891SQ20112026280公开日2012年3月21日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年7月22日专利技术者余金龙, 王小敏, 王志斌, 王琳 申请人:安徽省歙县中学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王志斌，余金龙，王琳，王小敏，
申请(专利权)人：安徽省歙县中学，
类型：实用新型
国别省市：