CN103258466A - 一种洛伦兹力演示仪 - Google Patents

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Abstract

本发明属于教学仪器，特别涉及一种洛伦兹力演示仪。该洛伦兹力演示器包括支架(1)和设置在支架(1)上的上容器(2)、下容器(3)、电源(4)、铁磁(5)，上容器(2)和下容器(3)内装有导电液体(6)，上容器(2)连通一根竖直设置的导管(7)，上容器(2)的导电液体(6)从导管(7)流出形成水柱落到下容器(3)，电源(4)的两端各接出一根导线(8)，电源(4)其中一端的导线(8)浸在上容器(2)的导电液体(6)内，电源(4)另一端的导线(8)浸在下容器(3)的导电液体(6)内，铁磁(5)位于上容器(2)和下容器(3)之间。本发明能使学生能直观地看到带电粒子所受的洛伦兹力，帮助掌握知识。

Description

一种洛伦兹力演示仪
技术领域
本发明属于教学仪器，特别涉及一种洛伦兹力演示仪。
背景技术
带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用。洛伦兹力的公式是F＝qvB，式中q、v分别是点电荷的电量和速度，B是点电荷所在处的磁感应强度。从阴极发射出来的电子束，在阴极和阳极间的高电压作用下，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以在示波器上显示出电子束运动的径迹。在没有外磁场时，电子束是沿直线前进的，如果把射线管放在蹄形磁铁的两极间，荧光屏上显示的电子束运动的径迹就发生了弯曲。实际的物理教学中，没有专门的仪器来演示洛伦兹力，教师只能借助动画来说明。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种洛伦兹力演示仪。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种洛伦兹力演示仪，包括支架和设置在支架上的上容器、下容器、电源、铁磁，上容器和下容器内装有导电液体，上容器连通一根竖直设置的导管，上容器的导电液体从导管流出形成水柱落到下容器，电源的两端各接出一根导线，电源其中一端的导线浸在上容器的导电液体内，电源另一端的导线浸在下容器的导电液体内，铁磁位于上容器和下容器之间。
本发明的电源、上容器的导电液体、上容器的导电液体从导管流出形成的水柱、下容器的导电液体之间形成电通路，用从导管流出的水柱来模拟带一定运动速度的带电粒子，把铁磁靠近从导管流出的水柱，可观察到水柱的弯曲，弯曲方向与水柱所受的洛伦兹力相符。
作为改进，所述上容器的导电液体、电源、下容器的导电液体之间串联有光源。
光源发亮，说明电源、上容器的导电液体、从导管流出的水柱、下容器的导电液体之间形成电通路，形象说明从导管流出的水柱类似于一段通电导体。
作为改进，所述下容器内有一水泵，水泵的出水口位于上容器内。
下容器的导电液体源源不断地输送至上容器，保证上容器不断地有导电液体往下流，使实验可以持续进行。
作为进一步的改进，所述支架的正面设置有放大镜，放大镜正对着上容器的导电液体形成的水柱。
放大镜使实验现象更容易观察。
作为进一步的改进，所述铁磁固定有一柄部。
实验者手握柄部，可方便地把磁铁置于上容器和下容器之间的任何部位。
综上所述，本发明具有结构简单、制作成本低廉、操作便易、效果明显的优点，丰富了教学手段，使学生能直观地看到带电粒子所受的洛伦兹力，帮助掌握知识。
附图说明
图1为发明的结构示意图。
图中：1、支架；2、上容器；3、下容器；4、电源；5、铁磁；6、导电液体；7、导管；8、导线；9、光源；10、水泵；11、放大镜；12、柄部。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种洛伦兹力演示仪，包括支架1和设置在支架1上的上容器2、下容器3、电源4、铁磁5。下容器3内有一水泵10，水泵10的出水口位于上容器2内。上容器2和下容器3内装有导电液体6，导电液体6可为氯化钠溶液等强电解质溶液，氯化钠溶于水之后产生自由移动的钠离子和氯离子，通电后钠离子与氯离子均作定向的运动。上容器2连通一根竖直设置的导管7，上容器2的导电液体6从导管7流出形成水柱落到下容器3，电源4的两端各接出一根导线8，电源4其中一端的导线8浸在上容器2的导电液体6内，电源4另一端的导线8浸在下容器3的导电液体6内。上容器2的导电液体6、电源4、下容器3的导电液体6之间的电回路中还串联有光源9。铁磁5位于上容器2和下容器3之间，铁磁5固定有一柄部12。支架1的正面设置有放大镜11，放大镜11正对着上容器2的导电液体6形成的水柱。

Claims (5)

1.一种洛伦兹力演示仪，其特征在于：包括支架(1)和设置在支架(1)上的上容器(2)、下容器(3)、电源(4)、铁磁(5)，上容器(2)和下容器(3)内装有导电液体(6)，上容器(2)连通一根竖直设置的导管(7)，上容器(2)的导电液体(6)从导管(7)流出形成水柱落到下容器(3)，电源(4)的两端各接出一根导线(8)，电源(4)其中一端的导线(8)浸在上容器(2)的导电液体(6)内，电源(4)另一端的导线(8)浸在下容器(3)的导电液体(6)内，铁磁(5)位于上容器(2)和下容器(3)之间。
2.如权利要求1所述的一种洛伦兹力演示仪，其特征在于：所述上容器(2)的导电液体(6)、电源(4)、下容器(3)的导电液体(6)之间串联有光源(9)。
3.如权利要求1或2所述的一种洛伦兹力演示仪，其特征在于：所述下容器(3)内有一水泵(10)，水泵(10)的出水口位于上容器(2)内。
4.如权利要求1所述的一种洛伦兹力演示仪，其特征在于：所述支架(1)的正面设置有放大镜(11)，放大镜(11)正对着上容器(2)的导电液体(6)形成的水柱。
5.如权利要求1所述的一种洛伦兹力演示仪，其特征在于：所述铁磁(5)固定有一柄部(12)。
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