CN106847028B - 一种物理电子实验仪 - Google Patents

Abstract

一种物理电子实验仪,包括第一磁铁和第二磁铁，以及第一磁铁和第二磁铁之间设置有导体棒，其中第一磁铁具有和第二磁铁相反的极性，第一磁铁包括长度依次递增的第一、二、三子磁铁，第二磁铁包括长度依次递增的第四、五、六子磁铁，第一和第四、第二和第五、第三和第六子磁铁的长度对应相等，能够直观展示，高效的展示出实验结果，并且降低了成本，提高了效率。

Description

一种物理电子实验仪

技术领域

本发明涉及物理电子领域，具体涉及一种物理电子实验仪。

背景技术

目前在物理教学中，很多的概念和定律都是通过实验来展示出来的，以满足学生们能够直观的掌握学习的知识。然而，目前各项实验器材功能单一，并且依然是几十年的实验器材，演示方式单一，学生的兴趣不浓。

并且，现有的物理电子实验仪不但结构复杂，实验难度大，携带不便，使得实验不但误差大，并且费时费力，增加了实验的工作强度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够直观展示，高效的展示出实验结果，并且降低了成本，提高了效率的物理电子实验仪。

本发明提供了一种物理电子实验仪，包括第一磁铁和第二磁铁，以及第一磁铁和第二磁铁之间设置有导体棒，其中第一磁铁具有和第二磁铁相反的极性，第一磁铁包括长度依次递增的第一、二、三子磁铁，第二磁铁包括长度依次递增的第四、五、六子磁铁，第一和第四、第二和第五、第三和第六子磁铁的长度对应相等，导体棒的数目为3个，分别为第一、二、三导体棒，并且第一、二、三导体棒分别对应的设置于第一和第四、第二和第五、第三核第六子磁铁之间，且第一、二、三导体棒的有效长度相同，第一、二、三导体棒的两端分别通过导线与电阻R₁、R₂、R₃串联构成回路；

电阻R₁、R₂、R₃的位置处分别对应设置有第一、二、三测温传感器；

还包括驱动电机和温度传感器，其中温度传感器用于实时的检测实验环境中的温度；

第一、二、三测温传感器，以及温度传感器、以及驱动电机分别与中央控制器连接；

还包括与第一、二、三测温传感器对应设置的展示灯，用于根据不同的控制功率发出不同的亮度或者产生不同的颜色

进一步地，驱动电机分别控制第一、二、三导体棒在对应的磁场中做切割磁感线的运动。

进一步地，中央控制器包括测量单元，用于利用第一、二、三测温传感器测量的温度和温度传感器测量的温度分别得到温差。

进一步地，所述控制功率基于将温差值按照一定的比例系数进行放大后的所述数据确定。

本发明还提供了一种利用物理电子实验仪的实验方法，依次包括如下步骤：

A.通过中央控制器控制驱动电机带动第一、二、三导体棒以相同的速率做切割磁感线运动；

B.保持12分钟后，利用第一、二、三测温传感器分别对应测量电阻R₁、R₂、R₃的位置处的温度，记为T1-T3，同时利用温度传感器实时测量实验环境中的温度，记为T；

C.基于温度T1-T3以及T，分别对应的求得变化的温差，将温差按照一定的比例系数进行放大，然后基于放大后的温差数据作用于展示灯，同时将放大后的温差数据进行保存，作为第一数据；

D.通过中央控制器控制驱动电机带动第一、二、三导体棒以不同的速率做切割磁感线运动；

E.保持12分钟后，利用第一、二、三测温传感器分别对应测量电阻R₁、R₂、R₃的位置处的温度，记为T4-T6；利用步骤B中测得的温度T，分别基于温度T4-T6对应的求得变化的温差，将温差按照和步骤C中同样的比例系数进行放大，然后基于放大后的温差数据作用于展示灯，同时将放大后的温差数据进行保存，作为第二数据；

F.分别基于第一数据和第二数据，以固定的周期交替的作用于展示灯，使得展示灯以交变的亮度和颜色进行显示。

本发明的物理电子实验仪，可以实现：

1)更加直接的将实验的结果展示给学生，使得整个过程快速高效，并且更加的智能化。学生的体验感也会增强；

2)实验仪可以同时展示出多种情况，对于实验的验证可体验感更强；

3)降低了成本，提高了效率。

附图说明

图1为物理电子实验仪结构正示图

图2为物理电子实验仪结构侧示图

图3为物理电子实验仪电路结构正示图

具体实施方式

下面详细说明本发明的具体实施，有必要在此指出的是，以下实施只是用于本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种物理电子实验仪，如图1、2所示，包括第一磁铁1和第二磁铁2以及第一磁铁1和第二磁铁2之间设置有导体棒3，其中第一磁铁具有和第二磁铁相反的极性，第一磁铁1包括长度依次递增的第一、二、三子磁铁，第二磁铁2包括长度依次递增的第四、五、六子磁铁，第一和第四、第二和第五、第三和第六子磁铁的长度对应相等，导体棒3的数目为3个，分别为第一、二、三导体棒，并且第一、二、三导体棒分别对应的设置于第一和第四、第二和第五、第三核第六子磁铁之间，且第一、二、三导体棒的有效长度相同。第一、二、三导体棒的两端分别通过导线与电阻R₁、R₂、R₃串联构成回路。

电阻R₁、R₂、R₃的位置处分别对应设置有第一、二、三测温传感器，因为当第一、二、三导体棒做切割磁感线运动的时候，会产生感应电动势，相应的回路中就会产生感应电流，那么电阻R₁、R₂、R₃因为有电流通过则会发热，那么通过测量发热量就可以进行转换，从而可以以一种检测参数的测量来展示实验结果。具体的，利用第一、二、三测温传感器测量在进行切割磁感线实验时，分别在电阻R₁、R₂、R₃产生的温度。因为在实验的过程中，由于产生的感应电流比较小，从而使得多个导体棒的绝对温度近乎相同，因此可以利用另外一温度传感器实时的检测实验环境中的温度，利用第一、二、三测温传感器和温度传感器分别测量的温度，求出变化的温差，通过将温差按照一定的比例系数进行放大后作用于展示灯，从而因为不同的功率使得展示灯发出不同的亮度或者产生不同的颜色，从而更加直接的将实验的结果展示给学生，使得整个过程快速高效，并且更加的智能化。学生的体验感也会增强。

如图3为物理电子实验仪的电路结构，测温传感器a、b、c，以及温度传感器、以及驱动电机分别与中央控制器连接，其中驱动电机分别控制第一、二、三导体棒在对应的磁场中做切割磁感线的运动。

如图1和2所示，由于第一和第四、第二和第五、第三和第六子磁铁之间具有不同的长度，因此每一组磁铁对具有各自的磁场强度，从而使得实验仪可以同时展示出多种情况，对于实验的验证可体验感更强。

本发明还提供了一种利用物理电子实验仪的实验方法，依次包括如下步骤：

A.通过中央控制器控制驱动电机带动第一、二、三导体棒以相同的速率做切割磁感线运动；

B.保持12分钟后，利用第一、二、三测温传感器分别对应测量电阻R₁、R₂、R₃的位置处的温度，记为T1-T3，同时利用温度传感器实时测量实验环境中的温度，记为T；

C.基于温度T1-T3以及T，分别对应的求得变化的温差，将温差按照一定的比例系数进行放大，然后基于放大后的温差数据作用于展示灯，同时将放大后的温差数据进行保存，作为第一数据；

D.通过中央控制器控制驱动电机带动第一、二、三导体棒以不同的速率做切割磁感线运动；

E.保持12分钟后，利用第一、二、三测温传感器分别对应测量电阻R₁、R₂、R₃的位置处的温度，记为T4-T6；利用步骤B中测得的温度T，分别基于温度T4-T6对应的求得变化的温差，将温差按照和步骤C中同样的比例系数进行放大，然后基于放大后的温差数据作用于展示灯，同时将放大后的温差数据进行保存，作为第二数据；

F.分别基于第一数据和第二数据，以固定的周期交替的作用于展示灯，使得展示灯以交变的亮度和颜色进行显示。

尽管为了说明的目的，已描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，不脱离所附权利要求中公开的发明的范围和精神的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改、添加和替换等的改变，而所有这些改变都应属于本发明所附权利要求的保护范围，并且本发明要求保护的产品各个部门和方法中的各个步骤，可以以任意组合的形式组合在一起。因此，对本发明中所公开的实施方式的描述并非为了限制本发明的范围，而是用于描述本发明。相应地，本发明的范围不受以上实施方式的限制，而是由权利要求或其等同物进行限定。

Claims (5)

1.一种物理电子实验仪，其特征在于：包括第一磁铁和第二磁铁，以及第一磁铁和第二磁铁之间设置有导体棒，其中第一磁铁具有和第二磁铁相反的极性，第一磁铁包括长度依次递增的第一、二、三子磁铁，第二磁铁包括长度依次递增的第四、五、六子磁铁，第一和第四、第二和第五、第三和第六子磁铁的长度对应相等，导体棒的数目为3个，分别为第一、二、三导体棒，并且第一、二、三导体棒分别对应的设置于第一和第四、第二和第五、第三和第六子磁铁之间，且第一、二、三导体棒的有效长度相同，第一、二、三导体棒的两端分别通过导线与电阻R1、R2、R3串联构成回路；

电阻R1、R2、R3的位置处分别对应设置有第一、二、三测温传感器；

还包括驱动电机和温度传感器，其中温度传感器用于实时的检测实验环境中的温度；

第一、二、三测温传感器，以及温度传感器、以及驱动电机分别与中央控制器连接；

还包括与第一、二、三测温传感器对应设置的展示灯，用于根据不同的控制功率发出不同的亮度或者产生不同的颜色；

其中用于根据不同的控制功率发出不同的亮度或者产生不同的颜色，具体为利用另外一温度传感器实时的检测实验环境中的温度，利用第一、二、三测温传感器和温度传感器分别测量的温度，求出变化的温差，通过将温差按照一定的比例系数进行放大后作用于展示灯，从而因为不同的功率使得展示灯发出不同的亮度或者产生不同的颜色。

2.如权利要求1所述的物理电子实验仪，其特征在于：驱动电机分别控制第一、二、三导体棒在对应的磁场中做切割磁感线的运动。

3.如权利要求1所述的物理电子实验仪，其特征在于：中央控制器包括测量单元，用于利用第一、二、三测温传感器测量的温度和温度传感器测量的温度分别得到温差。

4.如权利要求3所述的物理电子实验仪，其特征在于：所述控制功率基于将温差值按照一定的比例系数进行放大后的所述数据确定。

5.一种利用如上述权利要求1-4任一项所述物理电子实验仪的实验方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

A.通过中央控制器控制驱动电机带动第一、二、三导体棒以相同的速率做切割磁感线运动；

B.保持12分钟后，利用第一、二、三测温传感器分别对应测量电阻R1、R2、R3的位置处的温度，记为T1-T3，同时利用温度传感器实时测量实验环境中的温度，记为T；

C.基于温度T1-T3以及T，分别对应的求得变化的温差，将温差按照一定的比例

系数进行放大，然后基于放大后的温差数据作用于展示灯，同时将放大后的温差数据进行保存，作为第一数据；

D.通过中央控制器控制驱动电机带动第一、二、三导体棒以不同的速率做切割磁感线运动；

E.保持12分钟后，利用第一、二、三测温传感器分别对应测量电阻R1、R2、R3的位置处的温度，记为T4-T6；利用步骤B中测得的温度T，分别基于温度T4-T6对应的求得变化的温差，将温差按照和步骤C中同样的比例系数进行放大，然后基于放大后的温差数据作用于展示灯，同时将放大后的温差数据进行保存，作为第二数据；

F.分别基于第一数据和第二数据，以固定的周期交替的作用于展示灯，使得展示灯以交变的亮度和颜色进行显示。