洛仑兹力演示器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种洛仑兹力演示器，属于教学仪器设备领域，解决了现有洛仑兹力演示器不能定性演示和定量数据测量的缺点，设计了一种励磁线圈及转盘，加上了角度尺、指示角度的指针、带游标的标尺、及外接电压表和电流表的接线柱，实现了洛仑兹力的定性定量演示实验；整体放入暗木箱保证了整个仪器的稳定性。本实用新型专利技术可以演示磁场对运动电子的洛仑兹力、演示电子束在匀强磁场中的偏转和圆周运动、可观察电子束在三维空间的运动径迹、测定电子的荷质比及演示电子束在电场力作用下的偏转运动，洛仑兹力管内部光束效果明显、可见度大，演示试验效果形象具体，教师可以将洛仑兹力的物理计算公式融入试验，加深学生对洛仑兹力课程内容的印象。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Lorentz force demonstrator

The utility model discloses a Lorentz force demonstrator, which belongs to the field of teaching equipment, to solve the disadvantages of the existing Lorentz force demonstrator not qualitative demonstration and quantitative data measurement, design an excitation coil and the turntable, plus the angle scale, indicating the angle pointer, with vernier scale, and the external voltage meter and ammeter terminal, qualitative and quantitative demonstration experimental realization of the Lorentz force; the whole into the dark box to ensure the stability of the instrument. The utility model can demonstrate the Lorentz force, the magnetic field on the electron motion demonstration of electron beam in a uniform magnetic field deflection and circular motion, the electron beam in the three-dimensional space observation of the track, the charge mass ratio and demonstrate the determination of electron beam by the electrostatic force deflection, Lorentz force effect, beam inside the tube high visibility, image demonstration effect of specific, physics teachers can be Lorentz force formula into the test, to deepen students' curriculum content of the impression of Lorentz force.

【技术实现步骤摘要】
洛仑兹力演示器所属
本技术涉及一种常用的洛仑兹力演示装置，可演示运动电子在磁场中受到洛仑兹力和在电场中的偏转等物理现象的实验仪器，属于教育教学实验装备领域。
技术介绍
目前，公知的洛仑兹力演示器有两类:第一类是液体式洛仑兹力演示器，演示时需将硫酸铜溶液倒入电解槽并放入塑料小球或纸屑，励磁线圈环绕在电解槽外部，给励磁线圈通电后产生磁场，小球或纸屑和硫酸铜溶液在磁场力作用下运动，根据运动方向判定洛仑兹力的方向，该演示器是以宏观物体的运动展示微观粒子受到的洛仑兹力，不能直接地演示运动电子在磁场中的受力情况，也不能演示电子在电场中的偏转。第二类是电子束演示器，由阴极射线管、加速极、偏转板、电源等部分组成。电源为阴极射线管、加速极及偏转板提供所需电压，通电后，阴极射线管产生的电子束在加速极的作用下运动，经过偏转板时可发生偏转，外加磁铁时可演示电子在磁场中的运动轨迹，但该演示器由于受到外加磁铁磁场分布的限制，电子难以形成有规律的轨迹，并且不能定性地测量。教师在演示实验时，很难将实验结果融入到洛仑兹力计算式上，对学生理解学习洛仑兹力课程内容作用不大。
技术实现思路
为克服上述两类洛仑兹力演示器的缺陷，本技术解决了现有技术中的上述不足，在上述第二类洛仑兹力演示器的基础上进行了有益的改进。本技术为解决上述技术问题采用了以下技术方案:本技术由暗木箱、励磁线圈、洛仑兹力管、带游标的标尺、角度尺、指针、电源机箱主体、电源机箱上盖、转盘组成；电源机箱主体和电源机箱上盖通过螺钉连接在一起，电源机箱主体内部有电源变压器和电源线路板，电源机箱主体正面设置有偏转板电压方向开关、偏转板电压幅值旋钮、加速极电压调节旋钮、加速极电压表、励磁电流表、励磁电流幅值旋钮、仪器电源开关、励磁电流方向开关；电源机箱主体背面设置有?220V电源连接线座、励磁电流外接电流表接线柱、加速极电压外接电压表接线柱，在励磁电流外接电流表的两个接线柱之间跨接一个铜片，使用外接电流表时应取下该铜片；在洛仑兹力管的颈部套入圆环型的角度尺，角度尺上的0°线与洛仑兹力管内部发射出的电子束所在的竖直平面重合；洛仑兹力管的引出管脚对应的插入转盘内，转盘分为上、下两个转轮，上轮上设置有一滚花螺钉，必要时可固定转盘在电源机箱上盖上防止转动；下转轮带有与洛仑兹力管引出管脚相对应的引线孔，洛仑兹力管插入后可将其各引脚通过导线连接到电源线路板；上、下转轮通过螺钉和螺母套入电源机箱上盖的中心开孔内，转盘自由转动时带动洛仑兹力管转动；指针是用来指示当前洛仑兹力管所处的旋转角度，用螺钉固定在电源机箱上盖上，正对着角度尺的刻度线；励磁线圈是由两只相同的线圈串联而成，两线圈相互平行同轴放置，两线圈之间的放置距离等于线圈的半径，当线圈通电后，在两线圈轴线中点附近可得到一个均匀的磁场，励磁线圈通过螺钉固定在电源机箱上盖上，洛仑兹力管处于励磁线圈正中心；在励磁线圈的正面线圈中间水平横向装上一个带游标的标尺，带游标的标尺可在20mm范围内上下调动，用于确定电子束径迹圆的中心线；游标可在标尺上滑动，用于确定电子圆周运动时形成的径迹圆的直径；为增强演示时观察效果及保护洛仑兹力管，以上组装好的仪器装入暗木箱，在暗木箱内部面均涂上无光黑漆，暗木箱正面可以拆卸，暗木箱底部用紧固螺丝将暗木箱底框与电源机箱主体底部进行连接加固。本技术的有益效果是:仪器内部光束效果明显、可见度大，可以演示磁场对运动电子的洛仑兹力、演示电子束在匀强磁场中的偏转和圆周运动、可观察电子束在三维空间的运动径迹、测定电子的荷质比及演示电子束在电场力作用下的偏转运动，教师还可以根据电磁学教学内容灵活的组织试验。同时可以将洛仑兹力的物理计算公式融入试验，力口深学生对洛仑兹力课程内容的印象。能够定实现定性的演示和定量的测量，让学生通俗理解电磁学整章课程实验内容。【附图说明】下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本技术的前视图。图2是本技术的轴测图。图3是本技术的后视图。图4是本技术部分组装轴测图附图中:1.暗木箱，2.励磁线圈，3.洛仑兹力管，4.带游标的标尺，5.角度尺，6.指针，7.电源机箱主体，8.偏转板电压方向开关，9.偏转板电压幅值旋钮，10.加速极电压调节旋钮，11.加速极电压表，12.励磁电流表，13.励磁电流幅值旋钮，14.仪器电源开关，15.励磁电流方向开关，16.电源机箱上盖，17.转盘，18.?220V电源连接线座，19.励磁电流外接电流表接线柱，20.加速极电压外接电压表接线柱。【具体实施方式】在图1、图2、图4所示实施例中，洛仑兹力管3是一个带颈的大玻璃泡，泡内装一个特殊结构的电子枪，管内抽成真空后充入一定压强的惰性气体。当调节加速极电压调节旋钮10加上适当的电压后，便发射出一束电子束。具有一定能量的电子与惰性气体分子碰撞，使惰性气体分子电离发光，因而在电子束所经过的路径上看到光迹。在洛仑兹力管3的颈部套入一圆环型的角度尺5，当只给洛仑兹力管3加上加速极电压时，电子束轨迹为一条直线，指向角度尺5的0°线处。转盘17分为上、下两个转轮，上轮设置有一颗滚花螺钉，必要时可固定转盘在电源机箱上盖16上防止转动；下转轮带有与洛仑兹力管引出管脚相对应的引线孔，洛仑兹力管插入后可将其各引脚通过导线连接到电源线路板；上、下转轮通过螺钉和螺母套入电源机箱上盖16的中心开孔内保证能够360°的旋转，将洛仑兹力管3的引出管脚与转盘17上对应的引脚孔相互配合插入转盘17，转盘17转动时带动洛仑兹力管3转动，转动的角度即为电子运动方向与磁场方向的夹角；同时转盘17的上轮上设置有一滚花螺钉，必要时可固定转盘17在电源机箱上盖16上防止转动；为了让试验者清晰准确的知道电子运动的方向与磁场方向夹角的角度，将指针6螺钉固定在电源机箱上盖16上，正对着角度尺5上的刻度。励磁线圈2是由两只相同的线圈串联而成，两线圈相互平行同轴放置，两线圈之间的放置距离等于线圈的半径，当线圈通电后，在两线圈轴线中点附近可得到一个均匀的磁场，可计算该处的磁感应强度:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种洛仑兹力演示器，由暗木箱、励磁线圈、洛仑兹力管、带游标的标尺、角度尺、指针、电源机箱主体、电源机箱上盖、转盘组成；电源机箱主体和电源机箱上盖通过螺钉连接在一起，电源机箱主体内部有电源变压器和电源线路板，电源机箱主体正面设置有偏转板电压方向开关、偏转板电压幅值旋钮、加速极电压调节旋钮、加速极电压表、励磁电流表、励磁电流幅值旋钮、仪器电源开关、励磁电流方向开关；电源机箱主体背面设置有～220V电源连接线座、励磁电流外接电流表接线柱、加速极电压外接电压表接线柱；在洛仑兹力管的颈部套入圆环型的角度尺，角度尺上的0°线与洛仑兹力管内部发射出的电子束所在的竖直平面重合；洛仑兹力管的引出管脚对应的插入转盘内；转盘自由转动时带动洛仑兹力管转动，指针是用来指示当前洛仑兹力管所处的旋转角度，用螺钉固定在电源机箱上盖上，正对着角度尺的刻度线；励磁线圈通过螺钉固定在电源机箱上盖上，在励磁线圈的正面线圈上加上一个带游标的标尺，以上组装好的仪器装入暗木箱以增强演示时观察效果。

【技术特征摘要】
1.一种洛仑兹力演示器，由暗木箱、励磁线圈、洛仑兹力管、带游标的标尺、角度尺、指针、电源机箱主体、电源机箱上盖、转盘组成；电源机箱主体和电源机箱上盖通过螺钉连接在一起，电源机箱主体内部有电源变压器和电源线路板，电源机箱主体正面设置有偏转板电压方向开关、偏转板电压幅值旋钮、加速极电压调节旋钮、加速极电压表、励磁电流表、励磁电流幅值旋钮、仪器电源开关、励磁电流方向开关；电源机箱主体背面设置有?220V电源连接线座、励磁电流外接电流表接线柱、加速极电压外接电压表接线柱；在洛仑兹力管的颈部套入圆环型的角度尺，角度尺上的0°线与洛仑兹力管内部发射出的电子束所在的竖直平面重合；洛仑兹力管的引出管脚对应的插入转盘内；转盘自由转动时带动洛仑兹力管转动，指针是用来指示当前洛仑兹力管所处的旋转角度，用螺钉固定在电源机箱上盖上，正对着角度尺的刻度线；励磁线圈通过螺钉固定在电源机箱上盖上，在励磁线圈的正面线圈上加上一个带游标的标尺，以上组装好的仪器装入暗木箱以增强演示时观察效果。2.根据权利要求1所述的洛仑兹力演示器，其特征是:励磁线圈是由两只相同的线圈串联而成，两线圈相互平行同轴放置，两线圈之间的放置距离等于线圈的半径，当线圈通电后，在两线圈轴线中点附近可得到一个均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕栋，
申请(专利权)人：杭州久良科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：