CN108281073A - 一种物理教学用温差电磁铁演示仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种物理教学用温差电磁铁演示仪，包括支撑装置和演示装置，支撑装置包括底板、对称设置于底板表面的立板以及设置于底板一侧的立板侧表面的支撑板，演示装置包括铜板机构、导电板、铁芯以及设置于支撑板上由下至上依次设置的热水槽、导热片、半导体片和冷水槽，热水槽内设置有加热器，导热片下端设置于热水槽内，其上部穿过热水槽的槽口与半导体片相连接，半导体片上表面扣设在冷水槽的下表面，导电板底部与半导体片相连接，铜板机构一端与导电板侧表面相连接，另一端与底边另一侧的立板侧表面相连接，铁芯设置于铜板机构上，本发明使用方便、结构新颖和现象明显。

Description

一种物理教学用温差电磁铁演示仪
技术领域
本发明涉及物理教具技术领域，具体涉及一种物理教学用温差电磁铁演示仪。
背景技术
在大学物理温差电磁铁部分，普通教学使用不同温度的两个热源接触金属，根据汤姆逊效应，温度不均匀时，金属内部高温端的自由电子会向低温处扩散，在温度低端积累起来，从而导体内产生一个电势差，在电势差的作用下会生成电流，从而使铁芯变成一个电磁铁进而演示温差磁效应。而现有的设备存在使用不便、受环境影响较大、效果不明显等问题，且热源使用酒精灯也存在安全问题，酒精灯产生的水蒸气还可能会对金属降温。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，使用方便，现象明显且能够帮助学生更好地学习和理解的一种物理教学用温差电磁铁演示仪。
为实现上述目标，本发明的技术方案为：一种物理教学用温差电磁铁演示仪，包括支撑装置和演示装置，其特征在于：支撑装置包括底板、对称设置于底板表面的立板以及设置于底板一侧的立板侧表面的支撑板，演示装置包括铜板机构、导电板、铁芯以及设置于支撑板上由下至上依次设置的热水槽、导热片、半导体片和冷水槽，热水槽内设置有加热器，导热片下端设置于热水槽内，其上部穿过热水槽的槽口与半导体片相连接，半导体片上表面扣设在冷水槽的下表面，导电板底部与半导体片相连接，铜板机构一端与导电板侧表面相连接，另一端与底边另一侧的立板侧表面相连接，铁芯设置于铜板机构上。
进一步的，铜板机构包括连接铜板和空心铜块，连接铜板分别设置于空心铜块的两端以及空心铜块内部，设置于空心铜块的两端的连接铜板其中一块与导电板侧表面相连接，另一块与立板侧表面相连接，铁芯横截面为倒“凹”字形的铁芯，其芯口扣设在空心铜块内部的连接板上。
进一步的，热水槽内设置的加热器为加热电阻。
进一步的，从热水槽内设置有温度计。
本发明使用方便、结构新颖和现象明显，使用加热电阻对热水槽中的水加热，维持两个热源之间的温度差，可以产生较好的演绎效果，温度计的设置可以记录不同温度下吸起砝码的重量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是铜板机构的主视图；
图3是铜板机构的俯视图；
图4是铁芯的结构示意图。
图面说明：1、底板，2、立板，3、空心铜块，4、冷水槽，5、热水槽，6、支撑板，7、铜板机构，8、铁芯，9、加热器，10、砝码，11、连接铜板，12、温度计，13、导电板，14、芯口。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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，而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。
结合附图详细描述本发明的技术方案，一种物理教学用温差电磁铁演示仪，包括支撑装置和演示装置，支撑装置包括底板1、对称设置于底板表面的立板2以及设置于底板一侧的立板侧表面的支撑板6，演示装置包括铜板机构7、导电板13、铁芯8以及设置于支撑板上由下至上依次设置的热水槽5、导热片、半导体片和冷水槽4，热水槽内设置有加热器9，导热片下端设置于热水槽内，其上部穿过热水槽的槽口与半导体片相连接，半导体片上表面扣设在冷水槽的下表面，导电板底部与半导体片相连接，铜板机构一端与导电板侧表面相连接，另一端与底边另一侧的立板侧表面相连接，铁芯设置于铜板机构上。
本发明的具体应用过程为：首先准备好铁芯能够吸起来的砝码10，然后将相同温度的冷水分别添加于冷水槽和热水槽中，此时砝码未被铁芯吸引，由于此时冷热水槽无温度差，故不产生温差电动势和电流，铁芯此时不显示磁性，加热器加热热水槽中的水，使水温度上升，此时产生温差电动势形成电流，使铁芯带有磁性，从而能够渐渐吸起砝码，继续加热，则能吸起更大质量的砝码，从而方便的演示了由温差而产生的磁现象，使得抽象的实验原理变得能明显的观察出来，提升了学生对该实验的兴趣。
热水槽内设置的加热器为加热电阻，使用加热电阻加热提高水温，能更精确的控制两个热源之间的温度差，减小了实验的误差，增加了实验的成功率，热水槽内设置有温度计12，可以记录不同温度下的吸起砝码重量，让学生对该实验能有更深的理解，铜板机构包括连接铜板11和空心铜块3，连接铜板分别设置于空心铜块的两端以及空心铜块内部，设置于空心铜块的两端的连接铜板其中一块与导电板侧表面相连接，另一块与立板侧表面相连接，铁芯横截面为倒“凹”字形的铁芯，其芯口14扣设在空心铜块内部的连接板上，能够方便的安装铁芯以及使铁芯与铜板机构分离。
以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。

Claims (4)

1.一种物理教学用温差电磁铁演示仪，包括支撑装置和演示装置，其特征在于：支撑装置包括底板、对称设置于底板表面的立板以及设置于底板一侧的立板侧表面的支撑板，演示装置包括铜板机构、导电板、铁芯以及设置于支撑板上由下至上依次设置的热水槽、导热片、半导体片和冷水槽，热水槽内设置有加热器，导热片下端设置于热水槽内，其上部穿过热水槽的槽口与半导体片相连接，半导体片上表面扣设在冷水槽的下表面，导电板底部与半导体片相连接，铜板机构一端与导电板侧表面相连接，另一端与底边另一侧的立板侧表面相连接，铁芯设置于铜板机构上。
2.根据权利要求1所述的一种物理教学用温差电磁铁演示仪，其特征在于：铜板机构包括连接铜板和空心铜块，连接铜板分别设置于空心铜块的两端以及空心铜块内部，设置于空心铜块的两端的连接铜板其中一块与导电板侧表面相连接，另一块与立板侧表面相连接，铁芯横截面为倒“凹”字形的铁芯，其芯口扣设在空心铜块内部的连接板上。
3.根据权利要求1所述的一种物理教学用温差电磁铁演示仪，其特征在于：热水槽内设置的加热器为加热电阻。
4.根据权利要求1所述的一种物理教学用温差电磁铁演示仪，其特征在于：从热水槽内设置有温度计。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2172507Y (zh) * 1993-05-26 1994-07-20 刘燕杰 温差电磁铁
CN2814557Y (zh) * 2005-06-20 2006-09-06 天津大学 半导体热电效应教学演示仪
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