[实用新型]一种涡流演示仪

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及一种物理实验设备，特别涉及一种高中物理涡流演示仪。

二、背景技术

高中物理人教版、鲁科版等版本中在涡流这一节并没有实验演示模型，仅仅讲述了冶炼炉的构成，由于冶炼炉无法在课堂中实际演示，所以学生无法从实验中直观感受这个物理现象，影响学习的效果。

三、实用新型内容

鉴于以上问题，本实用新型专利申请提供一种高中物理涡流演示仪，借助于简单的实验仪器，很容易感受涡流的产生以及影响，实验方便，操作简单。

本实用新型专利申请的涡流演示仪，可以实现对涡流的直观演示，其包括两个磁性小球、一个水平面板和直径相同的三根直管，所述三根直管竖直且并排固定放置在水平面板上，每根直管的下端底部为水平面板的上表面；

所述三根直管包括第一、第二、第三根直管，其中，所述第一根直管为两端开口的中空塑料直管，所述第二根直管为两端开口的中空金属直管，所述第三根直管为两端开口的中空且管壁自上而下具有一开缝的金属直管，三根直管的长度相同；

所述三根直管的内径和外径直径均相同，所述两个磁性小球的直径相同，且所述两个磁性小球的直径小于所述三根直管的内径直径；

所述第二根直管和第三根直管是材质相同的铝管或铜管；

所述三根直管的长度可以为40-80cm；所述三根直管的长度具体为50cm；

所述水平面板的材质为木质。

这个涡流演示仪，通过听小球下落的声音的不同，可以感受到涡流对小球下落的影响，操作简单，实验方便，非常适合高中物理的演示实验教学。

四、附图说明

图1：是本实用新型专利申请的涡流演示仪的结构示意图；

五、具体实施方式

以下将参照附图描述本实用新型的具体实施方式，以解释本实用新型。

本申请所涉及的涡流演示仪如图1所示，所述涡流演示仪包括两个磁性小球1、一个水平面板2和三根直管3、4、5，所述三根直管3、4、5竖直且并排固定放置在水平面板上，即三根直管3、4、5的径向方向与水平面板2的水平平面方向垂直，所述三根直管3、4、5的内径直径相同，所述三根直管3、4、5包括第一、第二、第三根直管，其中，所述第一根直管为两端开口的中空塑料直管，所述第二根直管为两端开口的中空金属管，所述第三根直管3、4、5为两端开口的中空且管壁自上而下具有一开缝的金属管，即在管壁的一侧从上到下打开一条缝，三根直管的长度相同，长度均为40-80cm，优选为50cm，所述第二根直管和第三根直管3、4、5的材质相同，都为铝管或铜管，其材质不能是铁，因为磁性小球1会与铁吸引而使演示无法成功。三根直管3、4、5均固定在水平面板2上，直管的下端底部为水平面板2的上表面。

所述磁性小球1的直径小于所述三个直管3、4、5的内径直径。

所述水平面板2的材质为木质。

本申请使用所述涡流演示仪进行涡流演示的具体方法包括以下各步骤：

第一步，取两个磁性小球，一个磁性小球从所述第一根直管即中空塑料直管的上端口下落到水平面板的上表面，另外一个磁性小球从与所述第一根直管的所述上端口高度相同的管外侧空中下落到水平面板的上表面，通过听所述磁性小球降落到水平面板的声音，会发现两个小球同时落地，可以得出在所述第一根直管中下落的磁性小球没有能量损失，不会形成阻碍磁性小球下落的力，不会形成涡流。

第二步，取两个磁性小球，从所述第一根直管的上端口和所述第二根直管的上端口同时下落，会听到所述第一根直管中的磁性小球先落地，而所述第二根直管中的磁性小球延迟一段时间再落地。延迟时间大概达到0.4秒。这里可以把所述第二根直管想象成一圈圈的环形圈形成的，磁性小球在下落的过程中，由于第二根直管中类似于环形的金属圈的磁通量发生了改变，会在第二根直管中产生一圈一圈的环形电流，即涡流。根据能量守恒定律，由于涡流的形成，产生了电流，消耗了电能，磁性小球在下落中能量损失，速度减小，所以下落时间延长。通过力的角度分析，所述第二根直管中的环形电流产生了磁场，阻碍了磁性小球的下落，使得磁性小球的下落时间延长。