CN107705683A - 一种电磁阻尼现象演示仪 - Google Patents

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electromagnetic damping
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赵法刚
梁文海
周海涛
李保春
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Abstract

一种电磁阻尼现象演示仪,属于电磁感应教学领域。技术方案是:由演示仪主机和操控平台两部分组成;演示仪主机包括两个计时显示,两个复位,两个计时接口;计时显示设在演示仪主机正面左右两侧,复位与计时接口设在计时显示的下方;操控平台包括带底座的支架、四个光电门、支撑件、有机玻璃管、铝管、平台;有机玻璃管与铝管分别通过支撑件与支架的竖杆连接,四个光电门两两上下对应设在支架的两竖杆与有机玻璃管和铝管之间;平台位于有机玻璃管、铝管与支架的横杆上面,在平台上对应于有机玻璃管和铝管顶端开设有磁铁入口;演示仪主机中的两个计时接口通过电线分别与四个光电门连接。本发明能够方便观察电磁阻尼现象,深刻了解电磁感应原理。

Description

一种电磁阻尼现象演示仪
技术领域
本发明属于电磁感应教学领域,具体涉及一种电磁阻尼现象演示仪。
背景技术
电磁阻尼现象源于电磁感应原理。宏观现象即为:当闭合导体与磁极发生相对运动时,两者之间会产生电磁阻力,阻碍相对运动。这一现象可以用楞次定律解释:闭合导体与磁极发生切割磁感线的运动时,由于闭合导体所穿透的磁通量发生变化,闭合导体会产生感应电流,或者叫动生电流。这一电流所产生的磁场会阻碍两者的相对运动。其阻力大小正比于磁体的磁感应强度、相对运动速度等物理量。
为了让学生了解电磁感应原理并观察电磁阻尼现象,需要特定的演示仪进行教学,而现在鲜有一种操作方便、结构简单的演示仪,大大阻碍了教学的演示效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种电磁阻尼现象演示仪,以方便观察电磁阻尼现象,深刻了解电磁感应原理。
为实现上述目的,本发明所采取的技术方案是:
一种电磁阻尼现象演示仪,由演示仪主机和操控平台两部分组成;
所述演示仪主机包括两个计时显示,两个复位,两个计时接口;所述计时显示设在演示仪主机正面的左右两侧,所述复位与计时接口设在计时显示的下方且每一个计时显示下方各对应设置一个复位和一个计时接口;
所述操控平台包括带底座的支架、四个光电门、支撑件、有机玻璃管、铝管、平台;所述有机玻璃管与铝管分别通过支撑件与支架的竖杆连接,所述四个光电门两两上下对应设在支架的两竖杆与有机玻璃管和铝管之间,且位于有机玻璃管与铝管的上端和下端;所述平台位于有机玻璃管、铝管与支架的横杆上面,在所述平台上对应于有机玻璃管和铝管顶端开设有磁铁入口;所述演示仪主机中的两个计时接口通过电线分别与四个光电门连接。
优选地,在所述平台上还放置有抽板,使磁铁同时落入有机玻璃管、铝管中。
优选地,在对应于有机玻璃和铝管的下方各设一个缓冲槽。
优选地,所述有机玻璃管为透明有机玻璃管。
优选地,在所述有机玻璃管与铝管的上端与下端对应于光电门处都开设有观察口。
优选地,在所述支架的竖杆上标有刻度,便于选取所需高度。
优选地,在所述抽板的中间还设有拉环,便于抽拉。
优选地,在所述有机玻璃管与铝管的两端分别设有内螺纹与外螺纹,有机玻璃管与有机玻璃管、铝管与铝管之间通过内外螺纹连接,实现长度的调节。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、演示仪结构简单,方便操作;
2、由于操作平台采用全开放式结构,极大地增加了学生的动手能力及很好地可视性;
3、采用透明有机玻璃管,便于观察实验现象,教学效果良好。
4、本发明可方便观察电磁阻尼现象,深刻了解电磁感应原理。
附图说明
图1是本发明电磁阻尼现象演示仪演示仪主机的结构示意图;
图2是本发明电磁阻尼现象演示仪演示仪的操控平台结构示意图;
图3是操控平台中光电门与有机玻璃管和铝管的局部图;
图4是本发明设有内螺纹与外螺纹的机玻璃管和铝管的示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示,本实施例所述一种电磁阻尼现象演示仪,由演示仪主机和操控平台两部分组成;
所述演示仪主机包括两个计时显示1,两个复位2,两个计时接口3;所述计时显示1设在演示仪主机正面的左右两侧,所述复位2与计时接口3设在计时显示1的下方且每一个计时显示1下方各对应设置一个复位2和一个计时接口3;
所述操控平台包括支架4、四个光电门5、支撑件6、透明有机玻璃管7、铝管8、平台9;所述有机玻璃管7与铝管8分别通过支撑件6与支架4的竖杆连接,且所述的有机玻璃管7位于铝管8的左侧;所述四个光电门5两两上下对应设在支架4的两竖杆与有机玻璃管7和铝管8之间,且位于有机玻璃管7与铝管8的上端和下端;在所述有机玻璃管7与铝管8的上端与下端对应于光电门处都开设有观察口13。所述平台9位于有机玻璃管7、铝管8与支架4的横杆上面,在所述平台9上对应于有机玻璃管7和铝管8的顶端开设有磁铁入口10;所述演示仪主机中的两个计时接口3通过电线分别与四个光电门5连接。
本实施例中在所述平台9上还放置有抽板11,使磁铁同时落入有机玻璃管7和铝管8中。为方便抽拉,在所述抽板的中间还设有拉环17。
本实施例中,在对应于有机玻璃管7和铝管8的下方各放置一个缓冲槽12,对下落磁铁起缓冲作用,同时保证下落停止后,两磁铁不会因异性相吸而粘连。
本实施例在所述支架4的竖杆上标有刻度14,便于选取所需高度。
如图4所示,本实施例在所述有机玻璃管与铝管的两端分别设有内螺纹与外螺纹,有机玻璃管与有机玻璃管、铝管与铝管之间通过内外螺纹连接,实现长度的调节。
本实施例中所述的有机玻璃管位于铝管的左侧。
本发明电磁阻尼现象演示仪,包括演示仪主机和操作平台两部分,演示仪主机主要为了计算及显示磁铁在有机玻璃管7及铝管8的下落时间,同时对计时复位2。计时芯片采用M41T83,精度为毫秒级。操控平台通过光电门5与主机相连,记录磁铁在有机玻璃管7、铝管8中下落时间,量化实验结果。演示仪主机前面板有两段计时显示1,时间单位均为ms,同时都有复位功能。
本发明光电门一侧为发光二极管15,另一侧为接收二极管16,为不影响计时,与光电门相同高度的有机玻璃管、铝管两侧观察口,保证发光二极管、接收二极管能正常工作。位于有机玻璃管上方的光电门为开始计时,位于有机玻璃管下方的光电门为停止计时,它们组成一组连接主机左侧的计时接口,实现对有机玻璃管中磁铁运行时间的计量。同理,位于铝管上的两个光电门组成一组连接到主机右侧的计时接口,实现对铝管中磁铁运行时间的计量。
磁铁入口用抽板遮挡,磁铁放置在抽板11与入口中间,当开始操作时,抽离抽板11,让两边磁铁同时下落。

Claims (8)

1.一种电磁阻尼现象演示仪,其特征是,由演示仪主机和操控平台两部分组成;
所述演示仪主机包括两个计时显示,两个复位,两个计时接口;所述计时显示设在演示仪主机正面的左右两侧,所述复位与计时接口设在计时显示的下方且每一个计时显示下方各对应设置一个复位和一个计时接口;
所述操控平台包括带底座的支架、四个光电门、支撑件、有机玻璃管、铝管、平台;所述有机玻璃管与铝管分别通过支撑件与支架的竖杆连接,所述四个光电门两两上下对应设在支架的两竖杆与有机玻璃和铝管之间,且位于有机玻璃管与铝管的上端和下端;所述平台位于有机玻璃管、铝管与支架的横杆上面,在所述平台上对应于有机玻璃管和铝管顶端开设有磁铁入口;所述演示仪主机中的两个计时接口通过电线分别与四个光电门连接。
2.根据权利要求1所述的一种电磁阻尼现象演示仪,其特征是,在所述平台上还放置有抽板,使磁铁同时落入有机玻璃管、铝管中。
3.根据权利要求1所述的一种电磁阻尼现象演示仪,其特征是,在对应于有机玻璃管和铝管的下方各放置一个缓冲槽。
4.根据权利要求1所述的一种电磁阻尼现象演示仪,其特征是,所述有机玻璃管为透明有机玻璃管。
5.根据权利要求1所述的一种电磁阻尼现象演示仪,其特征是,在所述有机玻璃管与铝管的上端与下端对应于光电门处都开设有观察口。
6.根据权利要求1所述的一种电磁阻尼现象演示仪,其特征是,在所述支架的竖杆上标有刻度,便于选取所需高度。
7.根据权利要求2所述的一种电磁阻尼现象演示仪,其特征是,在所述抽板的中间还设有拉环。
8.根据权利要求1所述的一种电磁阻尼现象演示仪,其特征是,在所述有机玻璃管与铝管的两端分别设有内螺纹与外螺纹,有机玻璃管与有机玻璃管、铝管与铝管之间通过内外螺纹连接,实现长度的调节。
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