一种通电导体在磁场中受力的教学演示器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种通电导体在磁场中受力的教学演示器，属于教育设备技术领域，包括电源、显示组件、溶液杯、导体棒和绝缘固定架，溶液杯内设置有导电溶液和磁体，电源一端通过连接导线与显示组件串联，电源的另一端通过连接导线与导体棒串联，且导体棒的顶端与绝缘固定架旋转连接，底端伸入到导电溶液内且设置在磁体的侧面，显示组件通过连接导线与导电溶液连接；显示组件包括两两之间相互并联的第一发光二极管、发光装置和第二发光二极管，且第一发光二极管和第二发光二极管的正负极反接。本实用新型专利技术验现象明显，可见度高，成功率高，有利于在课堂教学中普及。于在课堂教学中普及。于在课堂教学中普及。

【技术实现步骤摘要】
一种通电导体在磁场中受力的教学演示器


[0001]本技术涉及一种通电导体在磁场中受力的教学演示器，属于教育设备


技术介绍

[0002]带电的粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用，从宏观来看，通电的导体要受到安培力，即磁场对通电导体有力的作用，力的大小正比于电流大小、磁感应强度和导体长度。如果导体长度L，通过的电流I，垂直于磁场，磁感应强度为B，安培力的大小为F＝BIL。安培力的方向用左手定则判断：伸出左手，四指指向电流方向，让磁力线穿过手心，大拇指的方向就是安培力的方向。
[0003]同时，通电导体在磁场中要受到力的作用，是中学物理教学的重要内容，但是学生缺乏实际经验，难于理解，对有些概念难于记忆。现有的教材中，为了方便让学生更加直观地感受并理解通电导体在磁场中受到力的作用，使用的实验方法是让通电的导体棒放置在导轨上，然后再让磁场的磁感线穿过导体棒，则导体棒在磁场中则会收到力的作用，从而使得导体棒在导轨上运动，进而让学生真切感受到通电导体在磁场中有受力的作用；同时，可以通过改变电流方向和磁场方向来改变力的方向，让学生充分感受并了解通电导体在磁场中受到力，并了解通电导体在磁场中受到力的方向与哪些物理量有关。
[0004]教材上的这种实验方法虽然简单易行，但是需要较大电流才能让导体棒运动，小电流导体棒运动的实验现象不明显，使用小电流老师在讲台上很容易看到实验现象，但是坐在较远处的学生无法看到实验现象，也就无法深刻的感受导体棒受力的作用；同时整个实验装置的电路按照初中生的认知是短路电路，如果使用大电流可能会让学生觉得短路电流危害不大，对短路电流的警惕性就大大下降了，这显然不是老师想要看到的结果；而且即使改变了电流的方向也无法由该实验中体现出来，学生并不能知道电流的方向有没有改变，甚至到底有无电流通过电路学生都看不到，所以学生根本无法更深刻的感受实验所带来的效果。
[0005]公开号为CN201213046Y的中国技术专利中公开的通电导体在磁场中的受力实验装置，由接线柱、金属导轨、锌管、绝缘支架、磁铁、电源组成，绝缘支架安装在底座上，绝缘支架在底座的四角有向上凸起的支柱，在前部和后部的两个支柱上分别安装有一根金属导轨，前后的两根金属导轨位于同一水平面上且与底座的上部平面平行，在前后两根金属导轨的上部有横跨两导轨的金属管，在底座的上部平面上设置有长方体形的磁铁，在金属导轨的端部有接线柱，前后两根金属导轨通过接线柱和导线与电源串接，在串接电路中有开关。
[0006]上述参考例虽然能够体现通电导体棒在磁场中受力的作用，但是无法看出有无电流通过锌管，也无法看到电流有无改变方向，且需要较大电流才能让实验现象明显。
[0007]综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

技术实现思路

[0008]为了克服上述现有技术中的缺点，本技术设计了一种通电导体在磁场中受力的教学演示器，其实验现象明显，可见度，有利于在课堂教学中普及。
[0009]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0010]一种通电导体在磁场中受力的教学演示器，包括电源、显示组件、溶液杯、导体棒和绝缘固定架，溶液杯内设置有导电溶液和磁体，电源一端通过连接导线与显示组件串联，电源的另一端通过连接导线与导体棒串联，且导体棒的顶端与绝缘固定架旋转连接，底端伸入到导电溶液内且位于磁体的旁侧，显示组件通过连接导线与导电溶液连接；显示组件包括任意两者之间相互并联的第一发光二极管、发光装置和第二发光二极管，且第一发光二极管和第二发光二极管的正负极反接。
[0011]进一步地，还包括加固组件，加固组件包括套设在磁体侧面的加固环和设置在同一水平线上且固定在加固环外侧面的两根加固杆，两加固杆的自由端均固定连接有连接球，两连接球均转动嵌设在溶液杯的内壁上。
[0012]进一步地，磁体为圆柱体，且磁体两端均设置有配重块。
[0013]进一步地，显示组件和导电溶液之间串联有电路保护装置。
[0014]进一步地，电源与显示组件之间串联有用于改变电流方向的电流换向装置。
[0015]进一步地，电源和显示组件之间串联有开关。
[0016]进一步地，加固环的内侧设置有防滑层。
[0017]进一步地，所述导电溶液为硝酸钾溶液。
[0018]与现有技术相比本技术有以下特点和有益效果：本技术利用导电溶液代替金属轨道，同时通过转动固定在绝缘固定架上的导体棒，可以使得在通电后导体棒绕着磁体不断转动，实验效果十分明显，更易于学生观察，可见度高，同时导电溶液的摩擦力小，不需要使用大电流即可得到显著的实验现象，故有利于课堂教学中的推广和普及；通过设置第一发光二极管、第二发光二极管和发光装置，可以清楚的观察到线路中有无电流，同时使并联的第一发光二极管和第二发光二极管正负极反接，可以有效观察到电流方向的改变，有利于学生理解导体棒受力的方向和电流方向之间的关系；设置加固组件，并且在磁体两端设置配重块，可以很方便的对磁体进行换向操作，使得N、S极改变，省时省力，也不用用手触碰导电溶液，方便学生操作，且能够让学生更深刻地理解导体棒受力的方向和磁场方向之间的关系；通过设置电路保护装置进一步保护电路，培养学生良好的接线习惯，通过设置电流换向装置可以方便地改变电流的方向，不需要通过改变电源的正负极来改变电流的方向，省时省力。
附图说明
[0019]图1是本技术的线路连接图；
[0020]图2是加固组件的结构示意图；
[0021]图3是图1的A处的局部放大图。
[0022]其中附图标记为：1、电源；2、开关；3、显示组件；31、第一发光二极管；32、发光装置；33、第二发光二极管；4、溶液杯；41、导电溶液；42、磁体；421、配重块；43、加固组件；431、加固环；4311、防滑层；432、加固杆；433、连接球；5、导体棒；6、绝缘固定架；7、电流换向装
置；8、连接导线；9、电路保护装置。
具体实施方式
[0023]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0024]如图1至3所示，本实施例的通电导体在磁场中受力的教学演示器，包括电源1、显示组件3、溶液杯4、导体棒5和绝缘固定架6，溶液杯4内设置有导电溶液41和磁体42，电源1一端通过连接导线8与显示组件3串联，电源1的另一端通过连接导线8与导体棒5串联，且导体棒5的顶端与绝缘固定架6旋转连接，底端伸入到导电溶液41内且位于磁体42的旁侧，显示组件3通过连接导线8与导电溶液41连接；显示组件3包括任意两者之间相互并联的第一发光二极管31、发光装置32和第二发光二极管33，且第一发光二极管31和第二发光二极管33的正负极反接。
[0025]特别的，第一发光二极管31亮红光，第二发光二极管33亮绿光。
[0026]进一步地，还包括加固组件43，加固组件43包括套设在磁体42侧面的加固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通电导体在磁场中受力的教学演示器，其特征在于：包括电源(1)、显示组件(3)、溶液杯(4)、导体棒(5)和绝缘固定架(6)，溶液杯(4)内设置有导电溶液(41)和磁体(42)，电源(1)一端通过连接导线(8)与显示组件(3)串联，电源(1)的另一端通过连接导线(8)与导体棒(5)串联，且导体棒(5)的顶端与绝缘固定架(6)旋转连接，底端伸入到导电溶液(41)内且位于磁体(42)的旁侧，显示组件(3)通过连接导线(8)与导电溶液(41)连接；显示组件(3)包括任意两者之间相互并联的第一发光二极管(31)、发光装置(32)和第二发光二极管(33)，且第一发光二极管(31)和第二发光二极管(33)的正负极反接。2.根据权利要求1所述的一种通电导体在磁场中受力的教学演示器，其特征在于：还包括加固组件(43)，加固组件(43)包括套设在磁体(42)侧面的加固环(431)和设置在同一水平线上且固定在加固环(431)外侧面的两根加固杆(432)，两加固杆(432)的自...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈开福，陈力，
申请(专利权)人：福建省教育装备与基建中心，
类型：新型
国别省市：