一種電磁感應(yīng)實驗演示教具的制作方法
【專利摘要】一種電磁感應(yīng)實驗演示教具，包括電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)和信息采集系統(tǒng)，信息采集系統(tǒng)包括電壓傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機，電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)包括LED燈、木板、電磁繼電器、有機玻璃管、線圈和光電門傳感器，電磁繼電器設(shè)置在有機玻璃管上方，木板設(shè)置在有機玻璃管下方，光電門傳感器安裝在線圈外圈上，所述LED燈設(shè)置在線圈左側(cè)，所述電壓傳感器與光電門傳感器并聯(lián)，所述電壓傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機依次連接；該裝置可以更加形象直觀地展示出各個要素與感應(yīng)電動勢之間的關(guān)系的電磁感應(yīng)實驗演示教具。
【專利說明】 一種電磁感應(yīng)實驗演示教具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種電磁感應(yīng)實驗演示教具。
【背景技術(shù)】
[0002]在高中教學(xué)中,法拉第電磁感應(yīng)定律一直是教學(xué)的難點。但現(xiàn)有的教具對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的展示不夠全面，對電磁感應(yīng)定律沒有定量的分析，學(xué)生無法直觀深刻地了解其中的關(guān)系。而我們設(shè)計出的儀器具有很好的定量性和直觀性，能夠更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)的知識。
[0003]電磁感應(yīng)實驗演示教具是高中物理(選修3-2)第四章第4節(jié)的法拉第電磁感應(yīng)定律中，關(guān)于磁生電的概念，形象地將感應(yīng)電動勢E與磁感應(yīng)強度B、有效長度L、瞬時速度V之間的關(guān)系展現(xiàn)得一清二楚。并且該教具利用電磁繼電器的知識，保證磁鐵下落的同時性，減少實驗誤差，又利用電壓傳感器、數(shù)據(jù)采集器與計算機的結(jié)合，能夠更加直觀地觀察到電磁感應(yīng)定律中不同變量時，感應(yīng)電動勢的變化情況，幫助學(xué)生更好地理解知識內(nèi)容。
[0004]此教具的設(shè)計能夠作為高中教師上課的引課內(nèi)容，能夠在上課前先將知識以生動的教具展示給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高上課的質(zhì)量。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以更加形象直觀地展示出各個要素與感應(yīng)電動勢之間的關(guān)系的電磁感應(yīng)實驗演示教具。
[0006]本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0007]一種電磁感應(yīng)實驗演示教具，包括電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)和信息采集系統(tǒng)，信息采集系統(tǒng)包括電壓傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機，電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)包括LED燈、木板、電磁繼電器、有機玻璃管、線圈和光電門傳感器，電磁繼電器設(shè)置在有機玻璃管上方，木板設(shè)置在有機玻璃管下方，光電門傳感器安裝在線圈外圈上，所述LED燈設(shè)置在線圈左側(cè)，所述電壓傳感器與光電門傳感器電聯(lián)，所述電壓傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機依次連接。
[0008]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述線圈設(shè)置有至少兩個，所述各個線圈的纏繞寬度相同。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述各個線圈的高度不同。
[0010]本實用新型的有益效果是:本教具將中學(xué)課程中電磁感應(yīng)定律= 和傳感器的書本實例結(jié)合起來，通過改變磁感應(yīng)強度，有效長度，瞬時速度等因
素，通過電壓傳感器，數(shù)據(jù)采集器，定量分析感應(yīng)電動勢的變化。同時，在線圈左邊設(shè)置一個LED燈，形象地將磁場內(nèi)部的感應(yīng)電流大小比較出來；在線圈上安裝光電門，直觀地將速度的大小展現(xiàn)出來。給學(xué)生的課堂帶去樂趣，更加形象直觀地展示出各個要素與感應(yīng)電動勢之間的關(guān)系。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]為了易于說明，本實用新型由下述的具體實施例及附圖作以詳細(xì)描述。[0012]圖1為本實用新型的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1所示的一種電磁感應(yīng)實驗演示教具，包括電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)和信息采集系統(tǒng)，信息采集系統(tǒng)包括電壓傳感器7、數(shù)據(jù)采集器8、計算機9，電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)包括LED燈
1、木板2、電磁繼電器3、有機玻璃管4、線圈5和光電門傳感器6,電磁繼電器3設(shè)置在有機玻璃管4上方,木板2設(shè)置在有機玻璃管4下方,光電門傳感器6安裝在線圈5外圈上,所述LED燈I設(shè)置在線圈5左側(cè)，所述電壓傳感器7與光電門傳感器6電聯(lián)，所述電壓傳感器7、數(shù)據(jù)采集器8和計算機9依次連接。
[0014]其中，所述線圈5設(shè)置有至少兩個，所述各個線圈5的纏繞寬度相同。
[0015]所述各個線圈5的高度不同。
[0016]本實用新型的具體實施過程:通過引入傳感器，將光電門傳感器和電壓傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連，再與計算機連接，在計算機上畫出過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢圖像，比較線圈匝數(shù)，線圈高度與其關(guān)系，準(zhǔn)確讀出瞬時速度V的大小。并且引入電磁繼電器，安裝在有機玻璃上方，保證磁鐵下落的同時性，減少誤差。
[0017]教具演示時分三個部分，第一是演示感應(yīng)電動勢與有效長度的關(guān)系，首先保證線圈高度相同，通過改變線圈匝數(shù)，從而改變有效切割長度的大小，運用電磁繼電器將三枚相同的釹磁鐵同時從有機玻璃管的頂端靜止釋放，觀察磁鐵通過線圈時，LED燈的亮暗程度，通過電壓傳感器，得到電動勢與時間的曲線圖，從而得到感應(yīng)電動勢與有效切割長度的關(guān)系，并對實驗現(xiàn)象進(jìn)行解釋和說明。第二是演示感應(yīng)電動勢與瞬時速度的關(guān)系，首先保證線圈匝數(shù)相同，通過改變線圈的高度，從而改變瞬時速度的大小，在玻璃棒不同高度，分別繞上相同匝數(shù)的線圈，運用電磁繼電器將三枚相同的釹磁鐵同時從有機玻璃管的頂端靜止釋放，觀察磁鐵通過線圈時，LED燈的亮`暗程度，通過電壓傳感器，直接觀察到電動勢的變化波形圖，嘗試采用光電門，測得瞬時速度，分析研究感應(yīng)電動勢與瞬時速度的關(guān)系，并對實驗現(xiàn)象進(jìn)行解釋和說明。第三是演示感應(yīng)電動勢與磁感應(yīng)強度的關(guān)系，首先保證線圈匝數(shù)和高度相同，通過改變磁鐵本身，從而改變電磁感應(yīng)強度的大小，在同個玻璃管上，運用電磁繼電器分別將三枚不同的磁鐵從有機玻璃管的頂端靜止釋放，觀察磁鐵通過線圈時，LED燈的亮暗程度，通過電壓傳感器，得到電動勢與時間的曲線圖，從而得到感應(yīng)電動勢與電磁感應(yīng)強度的關(guān)系，并對實驗現(xiàn)象進(jìn)行解釋和說明。
[0018]本實用新型的有益效果是:本教具將中學(xué)課程中電磁感應(yīng)定律￡ = 和傳感器的書本實例結(jié)合起來，通過改變磁感應(yīng)強度，有效長度，瞬時速度等因素，通過電壓傳感器，數(shù)據(jù)采集器，定量分析感應(yīng)電動勢的變化。同時，在線圈左邊設(shè)置一個LED燈，形象地將磁場內(nèi)部的感應(yīng)電流大小比較出來；在線圈上安裝光電門，直觀地將速度的大小展現(xiàn)出來。給學(xué)生的課堂帶去樂趣，更加形象直觀地展示出各個要素與感應(yīng)電動勢之間的關(guān)系。
[0019]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁感應(yīng)實驗演示教具，其特征在于:包括電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)和信息采集系統(tǒng)，信息采集系統(tǒng)包括電壓傳感器(7)、數(shù)據(jù)采集器(8)、計算機(9)，電磁感應(yīng)演示系統(tǒng)包括LED燈(I)、木板(2)、電磁繼電器(3)、有機玻璃管(4)、線圈(5)和光電門傳感器(6)，電磁繼電器(3)設(shè)置在有機玻璃管(4)上方,木板(2)設(shè)置在有機玻璃管(4)下方,光電門傳感器(6)安裝在線圈(5)外圈上，所述LED燈(I)設(shè)置在線圈(5)左側(cè)，所述電壓傳感器(7)與光電門傳感器(6 )并聯(lián)，所述電壓傳感器(7 )、數(shù)據(jù)采集器(8 )和計算機(9 )依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)實驗演示教具，其特征在于:所述線圈(5)設(shè)置有至少兩個，所述各個線圈(5)的纏繞寬度相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁感應(yīng)實驗演示教具，其特征在于:所述各個線圈(5)的高度不同。
【文檔編號】G09B23/18GK203465879SQ201320605969
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】張瀟, 魏如月, 郁涵丹, 周柏彤, 畢勤嵩, 彭保進(jìn), 鄭圓成 申請人:浙江師范大學(xué)