[实用新型]一种法拉第电磁感应探究演示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及教学用具技术领域，尤其涉及一种法拉第电磁感应探究演示装置。

背景技术

因磁通量变化产生感应电动势的现象，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时、或通过闭合电路的磁通量发生变化时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象，感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定，电动势的方向由楞次定律提供。法拉第电磁感应定律是高中物理的一个重要内容，同时也是一个教学难点，学校通常配备有实验器材进行演示，以便于学生理解。现有实验器材采用线圈与条形磁铁的简单组合，感应电流的方向与磁通量的变化关系缺乏直观性，感应电动势的大小缺乏定量性探究，实验器材零散，没有系列化的实验套具。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种法拉第电磁感应探究演示装置，该演示装置使用起来形象直观、可进行定量探究、操作方便、教学性强，且其结构简单成本低，便于进行相关实验教学的普及和推广。

本实用新型采用的技术方案是，设计一种法拉第电磁感应探究演示装置，包括：演示板、设于演示板上的至少一组演示套具，演示套具包括至少一个磁铁、安装在演示板上的试验管、环绕在试验管上的线圈、及与线圈串联的测量仪表，试验管的内部设有贯通至其两端的通孔，磁铁的尺寸小于通孔的直径。

优选的，演示套具还包括：发光元件和放大器，发光元件串联放大器后并联至测量仪表的两端。

优选的，演示套具还包括：与测量仪表并联连接电压传感器。

优选的，演示套具还包括：设于试验管下方用于承接磁铁的沙桶。

优选的，演示套具还包括：设于试验管顶部的限位挡板，试验管的顶部设有可容纳限位挡板活动插拔的缺口，限位挡板插在该缺口内，磁铁放置在限位挡板上。

优选的，演示板上设有两组左右并列摆放的演示套具，两组演示套具的限位挡板连接成一体。

在一实施例中，两组演示套具内的线圈匝数不同。

在另一实施例中，两组演示套具内的试验管上均排布圆孔，一演示套具内的试验管为非磁性金属管道，另一演示套具内的试验管为非金属管道。

与现有技术相比，本实用新型将试验管、线圈、磁铁及测量仪表等器材组装整合为演示套具安装在演示板上，实际教学时可灵活设置单个演示套具或两个演示套具，进行楞次定律、法拉第电磁感应定律及电磁阻尼效应等验证演示，具有较大的教学优势。

附图说明

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：

图1是本实用新型第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型第二实施例的结构示意图；

图3是本实用新型第三实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1至3所示，本实用新型提出的法拉第电磁感应探究演示装置，包括：演示板1和设于演示板1上的至少一组演示套具。

如图1、2所示，演示套具包括：磁铁2、试验管3、线圈4及测量仪表5，试验管3通过卡销可拆卸安装在演示板1上，试验管3的内部同轴设有通孔，磁铁2的尺寸小于通孔的直径，线圈4环绕在试验管3的外壁上，测量仪表5与线圈4的两端串联连接，可为电压表或电流表。使用时将磁铁2在试验管3的顶端释放，磁铁2沿着试验管3向下滑动，线圈4内产生感应电动势及感应电流，利用测量仪表5检测感应电动势的大小及指示感应电流的方向，试验管3的下方设有沙桶6，磁铁从试验管3中滚落后落入沙桶6中。

如图1所示，为了更直观的显示感应电流的方向，演示套具内还可以设置发光元件7和放大器8，发光元件7串联放大器8后并联至测量仪表5的两端，利用发光元件7的发光状态来指示感应电流的方向及感应电动势的大小。如图2所示，演示套具内也可以设置电压传感器9，电压传感器9与测量仪表5并联，利用电压传感器9检测电压或电流并转换数字信号来指示感应电动势的大小。

较优的，如图1至3所示，为了方便进行定量研究，演示套具内还设有限位挡板10，试验管3的顶部设有可容纳限位挡板10活动插拔的缺口，限位挡板10插在该缺口内。使用时先把磁铁2放置在限位挡板10上，抽掉限位挡板10后磁铁2静止释放，限位挡板10的设置可以确保每次实验磁铁2保持在同一高度。当演示板1上设有两组左右并列摆放的演示套具时，两组演示套具的限位挡板10连接成一体，这样可以保证两组演示套具内的磁铁2位于同一高度，抽出限位挡板10时两组演示套具内的磁铁2同时掉落，对比效果直观准确，大大减少实验误差。

以下是本实用新型进行几个实施例：