CN217306020U - 用于电磁学原理理解的物理教学用教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于电磁学原理理解的物理教学用教具，包括底座、升降机构、第一实验装置与第二实验装置；升降机构设置于底座上表面，包括升降杆、电机、椭圆凸轮与支架台；第一实验装置包括第一支架、蹄形磁铁、支撑架与金属棒；第二实验装置包括第二支架、条形磁铁与线圈；底座用于支撑整个实验装置，升降机构用于实现第一实验装置与第二实验装置的升降运动，第一实验装置进行切割磁感线运动的演示，第二实验装置进行条形磁铁与线圈之间相互运动的演示，两种实验装置结合在一起，方便教师携带，并且实现了学生可以同时观察两种磁生电运动，帮助学生对电磁原理的理解，并且增加教学的有趣性，学生也可自己动手操作，激发学生的学习兴趣。

Description

用于电磁学原理理解的物理教学用教具

技术领域

本实用新型涉及一种演示教具，尤其涉及用于电磁学原理理解的物理教学用教具。

背景技术

电磁学是研究电场和磁场的相互作用现象，及其规律和应用的物理学分支学科，电磁感应现象是电磁学原理中的一种，电磁感应现象是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势，此电动势称为感应电动势或感生电动势，若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流，电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一，它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。在中学物理教学中，电磁感应现象是学生难以理解的重点章节，产生此现象有两种运动方式，一是切割磁感线运动；二是条形磁铁***线圈进行相对运动，总的来说只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流，在进行此版块内容的教学时，教师通常会使用两种不同教具对这两种运动方式进行实验演示，因此教具不方便携带，并且难以同步进行两种运动，学生不能客观理解两种运动的关联性，于是需要一种可以同步进行两种运动的教具，方便教师携带与教学，帮助学生理解磁生电现象。

实用新型内容

为了解决以上问题，本实用新型的目的是提供用于电磁学原理理解的物理教学用教具，方便老师携带，并且可以同步演示切割磁感线运动与磁铁与线圈的相对运动，帮助学生更好地观察两种现场，更好地理解电磁学原理。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：

用于电磁学原理理解的物理教学用教具，包括底座、升降机构、第一实验装置与第二实验装置；

所述升降机构设置于所述底座上表面，包括升降杆、电机、椭圆凸轮与支架台；所述升降杆一端固定在所述底座上表面，一端与所述支架台下表面连接；所述电机通过电机支架固定于所述底座的上方，所述电机的输出轴带动所述椭圆凸轮转动；所述椭圆凸轮的弧面作用于所述支架台的下表面；

所述第一实验装置包括第一支架、蹄形磁铁、支撑架与金属棒，所述第一支架呈L型，所述第一支架一端设置在所述支架台上，所述第一支架的另一端连接有蹄形磁铁；所述支撑架设置在所述底座上；所述金属棒设置在所述支撑架上；所述金属棒通过导线依次连接有第一电流表、第一开关与第一发光二极管形成回路；

所述第二实验装置包括第二支架、条形磁铁与线圈；所述第二支架呈L型，所述第二支架一端设置在所述支架台上，所述第二支架的另一端连接有条形磁铁；所述线圈设置在所述底座上；所述线圈通过导线依次连接有第二电流表、第二开关与第二发光二极管形成回路。

进一步的是，还包括开关按钮，所述开关按钮设置在所述底座一侧面上；所述电机通过开关按钮与电源连接。

进一步的是，所述升降杆包括固定部与升降部，所述固定部为中空管状，所述升降部与所述固定部配合；所述固定部下端与所述底座的上表面连接，所述升降部上端与所述支架台下表面连接。

进一步的是，所述第一支架与所述蹄形磁铁连接处设置有第一滑套；所述蹄形磁铁通过弹性垂线与所述第一滑套连接。

进一步的是，所述第二支架与所述条形磁铁连接处设置有第二滑套；所述条形磁铁通过弹性垂线与所述第二滑套连接。

进一步的是，所述底座下表面的四角设置有防滑垫块。

进一步的是，所述支撑架上端呈U型；所述支撑架数量为2，两所述支撑架设置在同一水平线上，且与所述底座的长边平行。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了用于电磁学原理理解的物理教学用教具，包括底座、升降机构、第一实验装置与第二实验装置；底座用于支撑整个实验装置，升降机构用于实现第一实验装置与第二实验装置的运动，第一实验装置进行切割磁感线运动的演示，可通过第一电流表与第一发光二极管的状态进行电流状态的观察；第二实验装置进行条形磁铁与线圈之间相互运动的演示，可通过第二电流表与第二发光二极管的状态进行电流状态的观察；本实用新型将两种实验装置结合在一起，方便教师携带，并且实现了学生可以同时观察两种磁生电运动，帮助学生对电磁原理的理解，并且增加教学的有趣性，学生也可自己动手操作，激发学生的学习兴趣。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的升降机构结构示意图；

图3为本实用新型的第一实验装置结构示意图；

图4为本实用新型的第二实验装置结构示意图。

图中：1、底座；2、升降机构；21、升降杆；22、电机；23、椭圆凸轮；24、支架台；25、电机支架；3、第一实验装置；31、第一支架；32、蹄形磁铁；33、支撑架；34、金属棒；35、第一电流表；36、第一开关；37、第一发光二极管；38、第一滑套；4、第二实验装置；41、第二支架；42、条形磁铁；43、线圈；44、第二电流表；45、第二开关；46、第二发光二极管；47、第二滑套；5、开关按钮；6、防滑垫块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1所示，用于电磁学原理理解的物理教学用教具，包括底座1、升降机构2、第一实验装置3与第二实验装置4；

所述升降机构2设置于所述底座1上表面，包括升降杆21、电机22、椭圆凸轮23与支架台24；所述升降杆21一端固定在所述底座1上表面，一端与所述支架台24下表面连接；所述电机22通过电机支架25固定于所述底座1的上方，所述电机22的输出轴带动所述椭圆凸轮23转动；所述椭圆凸轮23的弧面作用于所述支架台24的下表面；

所述第一实验装置3包括第一支架31、蹄形磁铁32、支撑架33与金属棒34，所述第一支架31呈L型，所述第一支架31一端设置在所述支架台24上，所述第一支架31的另一端连接有蹄形磁铁32；所述支撑架33设置在所述底座1上；所述金属棒34设置在所述支撑架33上；所述金属棒34通过导线依次连接有第一电流表35、第一开关36与第一发光二极管37形成回路；

所述第二实验装置4包括第二支架41、条形磁铁42与线圈43；所述第二支架41呈L型，所述第二支架41一端设置在所述支架台24上，所述第二支架41的另一端连接有条形磁铁42；所述线圈43设置在所述底座1上；所述线圈43通过导线依次连接有第二电流表44、第二开关45与第二发光二极管46形成回路。

用于电磁学原理理解的物理教学用教具，升降机构2、第一实验装置3与第二实验装置4均设置在底座1上，升降机构2用于实现第一实验装置3与第二实验装置4的运动，升降机构2中电机22与椭圆凸轮23配合，电机22转动带动椭圆凸轮23转动，椭圆凸轮23的圆弧面变化带动支架台24的升降，升降杆21可根据升降台的升降进行高度的调节，并且对升降台起固定定位作用，避免椭圆凸轮23转动时支架台24位置发生偏移；第一实验装置3进行切割磁感线运动的演示，支架台24的升降带动蹄形磁铁32上下移动，从而形成切割磁感线运动，可通过第一电流表35与第一发光二极管37的状态进行电流状态的观察；第二实验装置4进行条形磁铁42与线圈43之间相互运动的演示，支架台24的升降带动条形磁铁42上下移动进出线圈43，使条形磁铁42与线圈43形成相互运动，可通过第二电流表44与第二发光二极管46的状态进行电流状态的观察。

实施例2

本实施例是在上述实施例的基础上进行展开的，具体的，本实施例提供了一种用于电磁学原理理解的物理教学用教具，教具还包括开关按钮5，所述开关按钮5设置在所述底座1一侧面上；所述电机22通过开关按钮5与电源连接，可通过开关按动实现电机22的开关，方便操作。

进一步的是，所述升降杆21包括固定部与升降部，所述固定部为中空管状，所述升降部与所述固定部配合；所述固定部下端与所述底座1的上表面连接，所述升降部上端与所述支架台24下表面连接，升降部可配合支架台24的升降在固定部中上下移动，升降杆21对支架台24起固定定位的作用，防止支架台24发生运动偏移，影响实验。

进一步的是，所述第一支架31与所述蹄形磁铁32连接处设置有第一滑套38；所述蹄形磁铁32通过弹性垂线与所述滑套连接；所述第二支架41与所述条形磁铁42连接处设置有第二滑套47；所述条形磁铁42通过弹性垂线与所述第二滑套47连接；第一滑套38与第二滑套47可分别在第一支架31与第二支架41上进行水平滑动，在进行切割磁感线运动时，可通过滑动第一滑套38对学生进行教学展示，使学生理解沿着磁感线方向进行切割不会产生电流；并且第一滑套38与第二滑套47的设置，方便实验装置的拆卸，在进行条形磁铁42与线圈43发生相对运动的实验时，可通过更换N、S级方向互换的实验装置给学生演示磁级的改变可实现电流方向的改变；另外，弹性垂线可方便教师为学生手动演示两种实验现象，便于课程的讲解；值得说明的是，本方案中对第一滑套38与第二滑套47没有限定，但第一滑套38与第二滑套47选用的材质应当满足在进行实验时，具有一定的摩擦力，不会因为升降运动发生位置偏移，并且由人工稍加力气可以将第一滑套38与第二滑套47滑动。

进一步的是，所述底座1下表面的四角设置有防滑垫块6，避免装置实验过程中因为电机22运行产生的震动导致整个装置的滑移。

进一步的是，所述支撑架33上端呈U型；所述支撑架33数量为2，两所述支撑架33设置在同一水平线上，且与所述底座1的长边平行，支撑架33用于支撑金属棒34，U型支撑架33方便实验装置的安装与拆卸，方便教师使用。

实施例3

本实施例是在上述实施例的基础上进行展开的，具体的，本实施例提供了一种用于电磁学原理理解的物理教学用教具的具体使用方法，如下：

在实验前，由老师对教具进行安装，安装完毕，在进行展示时，关闭第一开关36与第二开关45，按下开关按钮5，电机22启动，带动椭圆凸轮23进行转动，椭圆凸轮23的长轴与短轴进行转变时，由于重力作用，支架台24会进行上下移动，与支架台24连接的升降部在固定部中上下移动；支架台24的上下移动带动第一支架31与第二支架41上下移动，进而电动蹄形磁铁32与条形磁铁42上下移动，形成磁生电现场，电流通过时，第一发光二极管37与第二发光二极管46亮起，第一电流表35与第二电流变指针转动，同学们可以同时观察到两种现象，便于同学们对电磁感应现象的理解，并且，可断开电机22，由同学或者老师手动操作进行实验，增加同学与老师之间的互动，激发同学们的学习热情。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.用于电磁学原理理解的物理教学用教具，其特征在于：包括底座(1)、升降机构(2)、第一实验装置(3)与第二实验装置(4)；

所述升降机构(2)设置于所述底座(1)上表面，包括升降杆(21)、电机(22)、椭圆凸轮(23)与支架台(24)；所述升降杆(21)一端固定在所述底座(1)上表面，一端与所述支架台(24)下表面连接；所述电机(22)通过电机支架(25)固定于所述底座(1)的上方，所述电机(22)的输出轴带动所述椭圆凸轮(23)转动；所述椭圆凸轮(23)的弧面作用于所述支架台(24)的下表面；

所述第一实验装置(3)包括第一支架(31)、蹄形磁铁(32)、支撑架(33)与金属棒(34)，所述第一支架(31)呈L型，所述第一支架(31)一端设置在所述支架台(24)上，所述第一支架(31)的另一端连接有蹄形磁铁(32)；所述支撑架(33)设置在所述底座(1)上；所述金属棒(34)设置在所述支撑架(33)上；所述金属棒(34)通过导线依次连接有第一电流表(35)、第一开关(36)与第一发光二极管(37)形成回路；

所述第二实验装置(4)包括第二支架(41)、条形磁铁(42)与线圈(43)；所述第二支架(41)呈L型，所述第二支架(41)一端设置在所述支架台(24)上，所述第二支架(41)的另一端连接有条形磁铁(42)；所述线圈(43)设置在所述底座(1)上；所述线圈(43)通过导线依次连接有第二电流表(44)、第二开关(45)与第二发光二极管(46)形成回路。

2.根据权利要求1所述的用于电磁学原理理解的物理教学用教具，其特征在于：还包括开关按钮(5)，所述开关按钮(5)设置在所述底座(1)一侧面上；所述电机(22)通过开关按钮(5)与电源连接。

3.根据权利要求1所述的用于电磁学原理理解的物理教学用教具，其特征在于：所述升降杆(21)包括固定部与升降部，所述固定部为中空管状，所述升降部与所述固定部配合；所述固定部下端与所述底座(1)的上表面连接，所述升降部上端与所述支架台(24)下表面连接。

4.根据权利要求1所述的用于电磁学原理理解的物理教学用教具，其特征在于：所述第一支架(31)与所述蹄形磁铁(32)连接处设置有第一滑套(38)；所述蹄形磁铁(32)通过弹性垂线与所述滑套连接。

5.根据权利要求1所述的用于电磁学原理理解的物理教学用教具，其特征在于：所述第二支架(41)与所述条形磁铁(42)连接处设置有第二滑套(47)；所述条形磁铁(42)通过弹性垂线与所述第二滑套(47)连接。

6.根据权利要求1所述的用于电磁学原理理解的物理教学用教具，其特征在于：所述底座(1)下表面的四角设置有防滑垫块(6)。

7.根据权利要求1所述的用于电磁学原理理解的物理教学用教具，其特征在于：所述支撑架(33)上端呈U型；所述支撑架(33)数量为2，两所述支撑架(33)设置在同一水平线上，且与所述底座(1)的长边平行。

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