[实用新型]一种基于扭秤的安培力演示装置

说明书

本实用新型公开了一种基于扭秤的安培力演示装置，主要应用于安培力现象的物理实验教学演示装置技术领域，含碱性电池组、开关、毫安表、滑动变阻器，支架、横杆、扭秤支架、悬丝、悬臂、半导体激光器、针孔滤波器、光屏，所述支架顶部固定连接横杆，所述横杆设置若干限位孔，所述限位孔内插入受力导线；所述扭秤支架顶部设置悬丝，所述悬丝底部连接悬臂，所述悬臂中心处设置反射镜、水平仪，所述悬臂两端设置平衡螺母，所述悬臂两端底部可拆卸连接磁铁。应用本实用新型一种基于扭秤的安培力演示装置，安全可靠，拆装方便，安装使用便捷，可以让学生在课堂上亲自动手操作，互动性强，整备质量轻，方便教师携带。

技术领域

本实用新型涉及安培力现象的物理实验教学演示装置技术领域，具体涉及一种基于扭秤的安培力演示装置。

背景技术

目前，传统的简易安培力演示装置由一个U型磁铁、两根直导轨、闸刀开关、铜棒和稳压电源构成。通常先将两根直导轨平行放置，再将铜棒放到两导轨上，两导轨中间存在由U型磁铁提供的垂直于平面的磁场。闭合开关后铜棒通电，在安培力的作用下铜棒在磁场中沿直导轨运动。实验中，可以通过改变铜棒长度、磁场大小、电流大小来探究安培力F与电流I、磁场强度B、铜棒长度L的关系。

但传统的安培力演示装置存在如下缺点：一、需要用到体积较大、重量较重的稳压电源，不方便教师携带和进行课堂演示；二、由于铜棒质量较大惯性大，与导轨间的摩擦力也较大，需要很大电流产生的安培力才足以使铜棒移动；三、在实验时稍不注意就容易将稳压电源烧毁，所以在教学中通常由有经验的老师操作，同学们只能观看而不能动手实践，实验的互动性不强；四、在实验过程中只能简单地观察到铜棒运动，铜棒在导轨上的运动位移不能精确记录，导致电能转换为动能的物理过程不能清晰地展示出来；五、传统装置对电流和磁场强度变化的灵敏度不高。

实用新型内容

本实用新型针对现有的安培力演示装置的缺陷，提出一种有关安培力现象的物理实验教学演示装置。

本实用新型的技术方案为：一种基于扭秤的安培力演示装置，包括碱性电池组、开关、毫安表、滑动变阻器，还包括支架、横杆、扭秤支架、悬丝、悬臂、半导体激光器、针孔滤波器、光屏，所述支架顶部固定连接横杆，所述横杆设置若干限位孔，所述限位孔内插入受力导线；所述扭秤支架顶部设置悬丝，所述悬丝底部连接悬臂，所述悬臂中心处设置反射镜、水平仪，所述悬臂两端设置平衡螺母，所述悬臂两端底部可拆卸连接磁铁；所述扭秤支架两侧设置半导体激光器、针孔滤波器和光屏，所述光屏设置刻度；所述碱性电池组、开关、毫安表、滑动变阻器、受力导线之间电气连接。

优选的，所述悬丝采用线径为0.02mm的高纯钨丝制作。

优选的，所述扭秤支架一侧设置制动刷，所述制动刷采用玻璃纤维丝制作。

优选的，所述针孔滤波器孔径为0.1mm。

优选的，所述横杆、悬臂采用质量较轻的木材制作。

优选的，所述磁铁采用表面剩磁强度为5000高斯的钕铁硼磁钢。

优选的，所述滑动变阻器的阻值为1000Ω。

优选的，所述毫安表的量程为15mA。

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于扭秤的安培力演示装置，只需要普通的碱性电池作为电源，安全便捷，方便教师携带和进行课堂演示；只需要极小的电流产生的安培力即可完成安培力现象的演示；克服了传统安培力演示实验中容易烧毁稳压电源的问题，同时解决了传统安培力演示实验中只能由有经验的老师操作，同学们只能观看，不能动手实践，实验的互动性不强的问题；解决了传统实验过程中，只能简单地观察到铜棒运动，铜棒在导轨上的运动位移不能精确记录，导致电能转换为动能的物理过程不能清晰地展示出来的问题；解决了传统实验装置对电流和磁场强度变化的灵敏度不高的问题。