CN107274765A - 电动机教学模型 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动机教学模型，其包括线圈、两根导线、两个支架、电磁铁、滑动变阻器和电源；两根所述导线命名为第一导线和第二导线，所述第一导线为除去其外表面的全部绝缘漆的漆包铜丝，所述第二导线为除去其外表面半个圆周面上的绝缘漆的漆包铜丝，第一导线和第二导线的第一端分别与所述线圈的两端头连接，第二端分别支挂在两个所述支架上；电磁铁与滑动变阻器串联且均位于所述电源和所述线圈之间。本发明通过对实验室里的电动机教具进行了改装，减掉了底座、螺丝、换向器、电刷等器材，使原理变得更加简单，让制作变得更加简单可行，使得学生能够参与到制作过程中去，满足学生实践动手操作的需求。

Description

电动机教学模型

技术领域

本发明涉及教学演示模型。更具体地说，本发明涉及一种用来演示电动机原理的电动机教学模型。

背景技术

电动机是中学物理中很重要的知识，在初中、高中教材中均有涉及，它是理解“通电导体在磁场中受力偏转”的重要模型。电动机是把电能转换为机械能的设备，是利用通电导体在磁场中受力的作用原理，通电线圈两个端线同时有相反方向的电流，使整个线圈产生绕轴的扭力，使线圈转动。现有的教学课程中提供的电动机教具相对较复杂，只能通过老师演示给学生看，难以带领学生参与制作过程，不能满足学生的实践动手操作的需求，影响教学效果。

因此，需要设计一种制作简单、能够满足学生实践动手操作需求的电动机教学模型。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种电动机教学模型，本发明通过对实验室里的电动机教具进行了改装，减掉了底座、螺丝、换向器、电刷等器材，使原理变得更加简单，让制作变得更加简单可行，使得学生能够参与到制作过程中去，满足学生实践动手操作的需求，自制液体电池作为电源，确保良好的电连接，同时增添实验的乐趣；引入电磁铁和滑动变阻器，通过调节滑动变阻器的划片，改变电磁铁的磁场强度，从而改变线圈的转动速度，对学生进行了磁场强度对通电导体受力的影响的知识点的演示。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种电动机教学模型，其包括线圈、两根导线、两个支架、电磁铁、滑动变阻器和电源，其中，所述线圈位于所述电源的上方；两根所述导线命名为第一导线和第二导线，所述第一导线为除去其外表面的全部绝缘漆的漆包铜丝，所述第二导线为除去其外表面半个圆周面上的绝缘漆的漆包铜丝，使得所述第二导线的圆周面沿轴线方向均分为两个部分，所述第一导线和所述第二导线的第一端分别与所述线圈的两端头连接；所述支架为竖直设置的导电金属杆，两个所述支架的下端分别与所述电源的正负极相连，所述第一导线和所述第二导线的第二端分别支挂在两个所述支架上；所述电磁铁与所述滑动变阻器串联且均位于所述电源和所述线圈之间，所述电磁铁位于所述线圈的正下方，所述电磁铁和所述滑动变阻器的自由端分别与所述电源的正负极相连。

优选的是，所述的电动机教学模型，所述电源为自制的液体电池，所述液体电池的制备方法具体为：取一个广口玻璃瓶，在玻璃瓶底部放置水平设置的铜片，玻璃瓶瓶口设置有橡胶塞，橡胶塞中部开设有圆形的第一通孔，玻璃瓶内部放置一个竖直设置的两头敞开的中空筒体，筒体的轴线与玻璃瓶的轴线重合，筒体内部容纳有硫酸铜的结晶粉末，筒体与玻璃瓶之间的空间容纳有硫酸铅溶液；筒体的内壁为绝缘材质，外壁包裹有一层金属锌片，筒体的上端穿过第一通孔位于玻璃瓶上部，靠近下端的圆周面上设置有多个圆形的第二通孔，多个第二通孔位于筒体的同一横截面上，锌片位于橡胶塞和第二通孔之间；铜片的上表面焊接有第一引线，锌片的外表面焊接有第二引线，第一引线和第二引线的自由端均向上延伸并穿过橡胶塞分别作为电源正极和负极。

优选的是，所述的电动机教学模型，所述支架经过了预处理，具体为：将所述支架置于酒精灯上火烧2～4min，然后用浸有乙醇的纱布擦拭所述支架，重复操作火烧、擦拭2～4次，即得。

优选的是，所述的电动机教学模型，两个所述支架的上端分别连接有一个开口朝上的U性卡槽，所述第一导线和所述第二导线的第二端分别搁置在两个所述卡槽中，以实现所述第一导线与所述第二导线与所述支架的连接。

优选的是，所述的电动机教学模型，所述线圈由长度为1米的漆包铜丝缠绕8～10圈做成的长方形框体，并使得铜丝的两端头分别位于长方形框体的一对相对的短边上，所述第一导线和所述第二导线的第一端分别与所述铜丝的两端头连接。

优选的是，所述的电动机教学模型，所述滑动变阻器的阻值为0～10欧姆。

优选的是，所述的电动机教学模型，所述电磁铁的磁芯为条形。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明通过对实验室里的电动机教具进行了改装，减掉了底座、螺丝、换向器、电刷等器材，使原理和模型结构变得更加简单，让制作变得更加简单可行，使得学生能够参与到制作过程中去，满足学生实践动手操作的需求，自制液体电池作为电源，确保良好的电连接，同时增添实验的乐趣；引入电磁铁和滑动变阻器，通过调节滑动变阻器的划片，改变电磁铁的磁场强度，从而改变线圈的转动速度，对学生进行了磁场强度对通电导体受力的影响的知识点的演示。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的电动机教学模型的结构示意图；

图2为本发明所述的自制液体电池的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，并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发明的限制。

如图1～2所示，本发明提供一种电动机教学模型，其包括线圈1、两根导线、两个支架3、电磁铁4、滑动变阻器和电源6，所述线圈1位于所述电源6的上方；两根所述导线命名为第一导线21和第二导线22，所述第一导线21为除去其外表面的全部绝缘漆的漆包铜丝，所述第二导线22为除去其外表面半个圆周面上的绝缘漆的漆包铜丝，使得所述第二导线22的圆周面沿轴线方向均分为两个部分，所述第一导线21和所述第二导线22的第一端分别与所述线圈1的两端头连接；所述支架3为竖直设置的导电金属杆，两个所述支架3的下端分别与所述电源6的正负极相连，所述第一导线21和所述第二导线22的第二端分别支挂在两个所述支架3上；所述电磁铁4与所述滑动变阻器5串联且均位于所述电源6和所述线圈1之间，所述电磁铁4位于所述线圈1的正下方，所述电磁铁4和所述滑动变阻器的自由端分别与所述电源6的正负极相连。

在上述技术方案中，第一导线21和第二导线22的作用使得电动机使线圈1只在半个周期里通电，另半周期里断电，避免了力矩反向的情形；在断电的半个周期中线圈1由于前半个周期的惯性，在断电的半个周期里仍能继续转动，进一步地通过调节滑动变阻器5的滑片，改变电磁铁4的磁场强度，从而改变线圈1的转动速度。对学生进行了通电导体在磁场中受力偏转的原理和磁场强度对通电导体受力的影响的两大知识点的演示。

在另一种技术方案中，所述的电动机教学模型，所述电源6为自制的液体电池，所述液体电池的制备方法具体为：取一个广口玻璃瓶71，在玻璃瓶71底部放置水平设置的铜片72，玻璃瓶71瓶口设置有橡胶塞73，橡胶塞73中部开设有圆形的第一通孔，玻璃瓶71内部放置一个竖直设置的两头敞开的中空筒体74，筒体74的轴线与玻璃瓶71的轴线重合，筒体74内部容纳有硫酸铜的结晶粉末，筒体74与玻璃瓶71之间的空间容纳有硫酸铅溶液；筒体74的内壁为绝缘材质，外壁包裹有一层金属锌片75，筒体74的上端穿过第一通孔位于玻璃瓶71上部，靠近下端的圆周面上设置有多个圆形的第二通孔，多个第二通孔位于筒体74的同一横截面上，锌片75位于橡胶塞73和第二通孔之间；铜片72的上表面焊接有第一引线76，锌片75的外表面焊接有第二引线77，第一引线76和第二引线77的自由端均向上延伸并穿过橡胶塞73分别作为电源6正极和负极。自制液体电池作为电源6，确保良好的电连接，同时增添实验的乐趣。

在另一种技术方案中，所述的电动机教学模型，所述支架3经过了预处理，具体为：将所述支架3置于酒精灯上火烧2～4min，然后用浸有乙醇的纱布擦拭所述支架3，重复操作火烧、擦拭2～4次，即得。保证支架3良好的导电性。

在另一种技术方案中，所述的电动机教学模型，两个所述支架3的上端分别连接有一个开口朝上的U性卡槽31，所述第一导线21和所述第二导线22的第二端分别搁置在两个所述卡槽31中，以实现所述第一导线21与所述第二导线22与所述支架3的连接。

在另一种技术方案中，所述的电动机教学模型，所述线圈1由长度为1米的漆包铜丝缠绕8～10圈做成的长方形框体，并使得铜丝的两端头分别位于长方形框体的一对相对的短边上，所述第一导线21和所述第二导线22的第一端分别与所述铜丝的两端头连接。

在另一种技术方案中，所述的电动机教学模型，所述滑动变阻器5的阻值为0～10欧姆。

在另一种技术方案中，所述的电动机教学模型，所述电磁铁4的磁芯为条形。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种电动机教学模型，包括线圈、两根导线、两个支架、电磁铁、滑动变阻器和电源，其特征在于，所述线圈位于所述电源的上方；两根所述导线命名为第一导线和第二导线，所述第一导线为除去其外表面的全部绝缘漆的漆包铜丝，所述第二导线为除去其外表面半个圆周面上的绝缘漆的漆包铜丝，使得所述第二导线的圆周面沿轴线方向均分为两个部分，所述第一导线和所述第二导线的第一端分别与所述线圈的两端头连接；所述支架为竖直设置的导电金属杆，两个所述支架的下端分别与所述电源的正负极相连，所述第一导线和所述第二导线的第二端分别支挂在两个所述支架上；所述电磁铁与所述滑动变阻器串联且均位于所述电源和所述线圈之间，所述电磁铁位于所述线圈的正下方，所述电磁铁和所述滑动变阻器的自由端分别与所述电源的正负极相连。

2.如权利要求1所述的电动机教学模型，其特征在于，所述电源为自制的液体电池，所述液体电池的制备方法具体为：取一个广口玻璃瓶，在玻璃瓶底部放置水平设置的铜片，玻璃瓶瓶口设置有橡胶塞，橡胶塞中部开设有圆形的第一通孔，玻璃瓶内部放置一个竖直设置的两头敞开的中空筒体，筒体的轴线与玻璃瓶的轴线重合，筒体内部容纳有硫酸铜的结晶粉末，筒体与玻璃瓶之间的空间容纳有硫酸铅溶液；筒体的内壁为绝缘材质，外壁包裹有一层金属锌片，筒体的上端穿过第一通孔位于玻璃瓶上部，靠近下端的圆周面上设置有多个圆形的第二通孔，多个第二通孔位于筒体的同一横截面上，锌片位于橡胶塞和第二通孔之间；铜片的上表面焊接有第一引线，锌片的外表面焊接有第二引线，第一引线和第二引线的自由端均向上延伸并穿过橡胶塞分别作为电源正极和负极。

3.如权利要求2所述的电动机教学模型，其特征在于，所述支架经过了预处理，具体为：将所述支架置于酒精灯上火烧2～4min，然后用浸有乙醇的纱布擦拭所述支架，重复操作火烧、擦拭2～4次，即得。

4.如权利要求3所述的电动机教学模型，其特征在于，两个所述支架的上端分别连接有一个开口朝上的U性卡槽，所述第一导线和所述第二导线的第二端分别搁置在两个所述卡槽中，以实现所述第一导线与所述第二导线与所述支架的连接。

5.如权利要求4所述的电动机教学模型，其特征在于，所述线圈由长度为1米的漆包铜丝缠绕8～10圈做成的长方形框体，并使得铜丝的两端头分别位于长方形框体的一对相对的短边上，所述第一导线和所述第二导线的第一端分别与所述铜丝的两端头连接。

6.如权利要求5所述的电动机教学模型，其特征在于，所述滑动变阻器的阻值为0～10欧姆。

7.如权利要求6所述的电动机教学模型，其特征在于，所述电磁铁的磁芯为条形。