專利名稱：楞次定律演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
(1)技術(shù)領(lǐng)域物理學(xué)中驗(yàn)證楞次定律及其推論的演示儀。
(2)背景技術(shù)目前高校使用的楞次定律演示器為在扁形鋁梁的兩端下方各固定一個(gè)鋁制圓環(huán)，其中一個(gè)圓環(huán)閉合，另一個(gè)圓環(huán)開(kāi)口，鋁梁中央處鑲有玻璃軸承，膠木底座上端的頂尖頂在軸承上，鋁梁可以繞頂尖靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，手持條形磁鐵，使其任意一磁極迅速插入閉合鋁環(huán)中，可看到閉合鋁環(huán)隨磁鐵向相同方向運(yùn)動(dòng)。但是，用開(kāi)口圓環(huán)做上述實(shí)驗(yàn)，由于不產(chǎn)生感應(yīng)電流，圓環(huán)不發(fā)生運(yùn)動(dòng)，從而驗(yàn)證楞次定律。因圓環(huán)所圍面積有限，手持磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)，易碰及圓環(huán)，使觀察者產(chǎn)生誤解；又因?qū)嶒?yàn)所用條形磁鐵磁性不強(qiáng)，演示效果不理想。
(3)發(fā)明內(nèi)容目的為了克服現(xiàn)有演示器的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種演示儀，該楞次定律演示儀能更直觀、形象的驗(yàn)證楞次定律及其推論。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案該演示儀由銅材料作為支架，支撐和固定貫穿其中的長(zhǎng)度、內(nèi)徑相同的兩根銅管和一根玻璃管，其中一銅管壁開(kāi)了一道狹縫，用來(lái)與未開(kāi)縫的銅管及玻璃管作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，再管口相同高度位置各鉆有一小孔，用來(lái)上釋放器。釋放器插入時(shí)阻擋了管口，在做兩個(gè)或三個(gè)管的磁鐵下落對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，插入釋放器再向各個(gè)管口放入磁鐵，磁鐵此時(shí)由于釋放器阻擋了管口而不能下落，抽出釋放器就能使多個(gè)磁鐵同時(shí)下落(而不會(huì)因直接用雙手釋放，對(duì)同時(shí)性造成不必要的誤差)。管口下部有一銅制接物盤(pán)，當(dāng)磁鐵落下時(shí)會(huì)發(fā)出響亮的聲響。磁體采用的是新型釹鐵硼磁性材料(表面磁感強(qiáng)度可達(dá)3000高斯)使得磁體在閉合銅管中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生很強(qiáng)的感應(yīng)電流，對(duì)磁體的阻尼作用大大增強(qiáng)，從而使磁體下落時(shí)在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到收尾速度，而且收尾速度很小，與對(duì)照的玻璃管下落情況差別極為明顯，其中一根銅管開(kāi)了一條狹縫，其目的是消除環(huán)行感應(yīng)電流，結(jié)果阻尼作用明顯減弱。當(dāng)磁鐵在閉合銅管中變速下落時(shí)，由于穿過(guò)銅管的磁通量發(fā)生了變化，在管中產(chǎn)生了較強(qiáng)的感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，因而阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，與玻璃管中磁體相比(因玻璃管非導(dǎo)體，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流)下落時(shí)間出現(xiàn)明顯的差異。從而直觀、形象地驗(yàn)證了楞次定律。
本實(shí)用新型的有益效果是與以往的演示實(shí)驗(yàn)相比操作極簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更生動(dòng)、明顯、形象、直觀。解決了長(zhǎng)期困擾楞次定律教學(xué)中理論于實(shí)際相結(jié)合的問(wèn)題。
(4)
1、磁體 2、開(kāi)口銅管 3、全銅支架 4、玻璃管 5、銅管 6、接物盤(pán) 7、釋放器(5)實(shí)驗(yàn)操作舉例實(shí)驗(yàn)時(shí)，可先將與所用小圓柱形磁體(1)大小形狀相同的鐵塊放入銅管(5)中，會(huì)觀察到鐵塊做自由落體運(yùn)動(dòng)；再用磁體(1)做上述實(shí)驗(yàn)，會(huì)觀察到磁體(1)的下落速度明顯減慢。然后將兩塊相同磁體(1)分別放入銅管(5)和玻管(4)中(為保證同時(shí)釋放，可使用釋放器(7))，會(huì)觀察到銅管(5)中磁體(1)落地時(shí)間明顯長(zhǎng)于玻管(4)。最后將兩磁體(1)分別放入銅管(5)和開(kāi)口銅管(2)中再做上述實(shí)驗(yàn)，會(huì)觀察到開(kāi)口銅管(2)中磁體下落速度稍快于銅管(5)中磁體(1)的下落速度。
(6)實(shí)施方式一個(gè)半圓形全銅支架(3)，支架半圓弧面上垂直的鉆有上下對(duì)應(yīng)的3對(duì)圓孔(半徑比管的稍大)，將長(zhǎng)度、內(nèi)徑相同的開(kāi)口銅管(2)、玻璃管(4)、銅管(5)分別插入孔中使高度平齊，并用焊錫和樹(shù)脂膠固定(開(kāi)口銅管(2)所接觸的圓弧面也是對(duì)應(yīng)地開(kāi)了一道狹縫)。在管(2)、(4)、(5)接近管口地相同高度位置各鉆有一小孔，用來(lái)上釋放器(7)(保證磁鐵的同時(shí)釋放)。管口下部有一銅制接物盤(pán)(6)，其右端的旋緊螺絲用來(lái)調(diào)節(jié)接物盤(pán)(6)的高度。
權(quán)利要求1.一種楞次定律演示儀，其特征是采用塊狀磁體，由非磁性材料作為支架，有兩根金屬管和一根非金屬管與其連接，其中一根金屬管開(kāi)了一道縫，以磁體在不同管中做垂直下落來(lái)進(jìn)行對(duì)比演示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楞次定律演示儀，其特征是磁體采用釹鐵硼磁性材料，由銅材料作為支架，支撐長(zhǎng)度、內(nèi)徑相同的兩根銅管和一支玻璃管，其中一銅管開(kāi)了一道縫。
專利摘要楞次定律演示儀是一種能更直觀、形象地驗(yàn)證物理學(xué)中楞次定律及其推論的演示儀。楞次定律演示儀構(gòu)造由銅材料作為支架，支撐長(zhǎng)度、內(nèi)徑相同的兩根銅管和一支玻璃管，其中一銅管壁開(kāi)了一道縫，再管口相同高度位置各鉆有一小孔，用來(lái)上釋放器，管口下部有一銅制接物盤(pán)。其采用新型釹鐵硼磁性材料使得磁體在閉合銅管中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生很強(qiáng)的感應(yīng)電流，對(duì)磁體的阻尼作用大大增強(qiáng)，磁體收尾速度很小，與對(duì)照的玻璃管下落情況差別極為明顯，其中一根銅管開(kāi)了一條狹縫，其目的是消除環(huán)行感應(yīng)電流，結(jié)果阻尼作用明顯減弱。
文檔編號(hào)G09B23/18GK2639974SQ03233148
公開(kāi)日2004年9月8日 申請(qǐng)日期2003年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月12日
發(fā)明者姚毅 申請(qǐng)人:姚毅