CN202650364U - 一种物理实验教学使用的电阻丝型电位差计装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种物理实验教学使用的电阻丝型电位差计装置，属于教学仪器领域；本装置分为三个部分，第一部分由N-1米长的电阻丝组成，将每米电阻丝绕成线圈形状，形成一个步进为1米的N-1挡位步进盘；第二部分由两个90厘米长的电阻丝组成的代换式线路，每10厘米长电阻丝绕成线圈形状，形成一个步进为10厘米的9挡位步进盘；第三部分为两段10厘米长电阻丝组成的代换式线路；测量时通过改变旋钮挡位和滑线盘触点的位置，实现不同长度电阻丝的选择，从而选取合适的电压；仪器采用透明面板进行封装；本实用新型操作面板透明，内部结构清晰可见，仪器保留了弦线式电位差计的工作原理，又引入了其它类型电位差计中步进的操作方法。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种物理实验教学使用的电阻丝型电位差计装置，属于教学仪器技术领域。
背景技术
在物理教学中，经常需要测量电压，目前，常采用伏特表来测量电压或电动势；但是，由于伏特表自身的内阻在电路中有分流作用，往往容易产生较大的误差；尤其在大学物理或高级中学物理实验中，一般采用11米弦线式电位差计和UJ31型电位差计，11米弦线式电位差计原理简单，结构简单，但接线繁杂和由于体积大而导致操作不便；UJ31型电位差计接线简单，操作简便，但其内部结构比较复杂。因而，怎样将弦线式电位差计和UJ31型电位差计这两种类型电位差计的优点结合起来，在很大程度上减轻教师和学生在实验中的负担，就成为一个物理教学中的现实问题。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型将弦线式电位差计和UJ31型电位差计这两种类型电位差计的优点结合起来，改变传统的11米弦线式电位差计中弦线裸露在外面而容易遭学生破坏和体积大的缺点，同时又让学生在实验中学会UJ31型电位差计的基本操作方法，并且让学生能够学生清楚的观察该装置的内部结构，了解内部结构的工作原理，并对UJ31型电位差计的结构和操作有初步的认识。
本实用新型采用的技术方案：由步进旋钮1、电阻丝盘I2、同轴联动步进旋钮3、电阻丝盘II4、电阻丝代换盘5、常闭滑动金属片6、保护开关7、工作电流调节电阻8、透明箱体9、压触式开关10、工作电源接线柱11、待测电源接线柱12组成，测量装置的测量电阻丝总长为N米，并分为三个部分，第一部分由N-1米长电阻丝组成的电阻丝盘I2，每1米电阻丝绕成线圈形状，形成一个步进为1米的10挡位步进盘，由步进旋钮1进行操作，最右端为步进的起点；第二部分为两个90厘米长的电阻丝盘II4、电阻丝代换盘5组成的代换式线路，并与第一部分的步进盘的起点相连接，每10厘米长电阻丝绕成线圈形状，形成两个步进为10厘米的9挡位步进盘，和同轴联动步进旋钮3连接，最右端为步进的起点；第三段为两段10厘米长电阻丝组成的代换式线路，并与第二部分的步进盘的起点相连接，在两段电阻丝之间连接一个始终与电阻丝相接触的常闭金属滑片6，可以从0～10厘米连续的调节；在待测电源接线柱12之间接有一个检流计保护开关7和一个测量用的压触式开关10，整个装置封装在透明箱体9内，透明箱体9上固定一对工作电源接线柱11。
装置可调电阻丝的总长度N米取值为11米。
所述的步进旋钮1、同轴联动步进旋钮3、常闭滑动金属片6、保护开关7、工作电流调节电阻8、透明箱体9、压触式开关10、工作电源接线柱11、待测电源接线柱12为市售的普通元件。
本实用新型的有益效果是：测量电阻丝总长度为N米，采用了步进调节的方法，改变了电阻线的长度，大大缩小了电位差计的体积，也使得外围接线变得简单；采用了三盘调节来确定电阻的方法，在操作上与UJ31型电位差计的测量操作类似，使学生在学会操作本实用新型后很容易操作UJ31型和其它相类似的电位差计，可以节省实验仪器成本；同时由于采用透明的箱体封装，可以让学生清楚地观测仪器的内部结构及操作所引起的变化，避免传统的“黑箱子”仪器模型，并让学生很容易掌握实验的测量原理，也能够使学生掌握代换式线路的原理。
附图说明：
图1为本装置结构示意图；
图中各标号依次表示：1-步进旋钮、2-电阻丝盘I、3-同轴联动步进旋钮、4-电阻丝盘II、5-电阻丝代换盘、6-常闭滑动金属片、7-保护开关、8-工作电流调节电阻、9-透明箱体、10-压触式开关、11-工作电源接线柱、12-待测电源接线柱。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1所示：由步进旋钮1、电阻丝盘I2、同轴联动步进旋钮3、电阻丝盘II4、电阻丝代换盘5、常闭滑动金属片6、保护开关7、工作电流调节电阻8、透明箱体9、压触式开关10、工作电源接线柱11、待测电源接线柱12组成，测量装置的测量电阻丝总长为N米，并分为三个部分，第一部分由N-1米长电阻丝组成的电阻丝盘I2，每1米电阻丝绕成线圈形状，形成一个步进为1米的10挡位步进盘，由步进旋钮1进行操作，最右端为步进的起点；第二部分为两个90厘米长的电阻丝盘II4、电阻丝代换盘5组成的代换式线路，并与第一部分的步进盘的起点相连接，每10厘米长电阻丝绕成线圈形状，形成两个步进为10厘米的9挡位步进盘，和同轴联动步进旋钮3连接，最右端为步进的起点；第三段为两段10厘米长电阻丝组成的代换式线路，并与第二部分的步进盘的起点相连接，在两段电阻丝之间连接一个始终与电阻丝相接触的常闭金属滑片6，可以从0～10厘米连续的调节；在待测电源接线柱12之间接有一个检流计保护开关7和一个测量用的压触式开关10，整个装置封装在透明箱体9内，透明箱体9上固定一对工作电源接线柱11。
装置可调电阻丝的总长度N米取值为11米。
本实用新型工作原理是利用电阻的分压特性，在通有电流的电阻丝上截取一段电阻丝的电压与待测电源进行比较，当测量支路上电流为零时二者有相等的电压值。
本实用新型具体工作过程：将工作电源接入工作电源接线柱11，选择好合适的工作电流，待测电源Ex和标准电池Es通过双刀双掷开关并联后再串联一个检流计，接入待测电源接线柱12。测量标准电池Es时，断开保护开关7，按下压触式开关10，根据检流计指针偏转，调节步进旋钮1，选择电阻丝长度L1；调节联动步进旋钮3,选择电阻丝长度L2；调节常闭金属滑片6，选择电阻丝长度L3，使得检流计指针指向0位置；合上保护开关7，再次调节常闭金属滑片，选择电阻丝长度L3，使得检流计指针再次指向0位置，则在待测电源接线柱12之间的电阻丝的总长度为L=L1+L2*0.1+L3*0.01m。测量未知电池电动势Ex时，断开保护开关7，按下压触式开关。调节步进旋钮，选择电阻丝长度L1′；调节联动步进旋钮,选择电阻丝长度L2′；调节常闭金属滑片，选择电阻丝长度使得检流计指针指向0位置；合上保护开关7，再次调节常闭金属滑片，选择电阻丝长度L3′，使得检流计指针指向0位置，则在待测电源接线柱之间的电阻丝的总长度为L′=L1′+L2′*0.1+L3′*0.01m，根据测量结果有待测电动势的大小为Ex=Es* L′/ L。
本实用新型是通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对实用新型进行各种变换及等同代替，因此，本实用新型不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本实用新型权利要求范围内的全部实施方案。
Claims (2)
1.一种物理实验教学使用的电阻丝型电位差计装置，其特征在于：由步进旋钮（1）、电阻丝盘I（2）、同轴联动步进旋钮（3）、电阻丝盘II（4）、电阻丝代换盘（5）、常闭滑动金属片（6）、保护开关（7）、工作电流调节电阻（8）、透明箱体（9）、压触式开关（10）、工作电源接线柱（11）、待测电源接线柱（12）组成；测量装置的测量电阻丝总长为N米，并分为三个部分，第一部分由N-1米长电阻丝组成的电阻丝盘I（2），每1米电阻丝绕成线圈形状，形成一个步进为1米的10挡位步进盘，最右端为步进的起点；第二部分为两个90厘米长的电阻丝盘II（4）、电阻丝代换盘（5）组成的代换式线路，并与第一部分的步进盘的起点相连接，每10厘米长电阻丝绕成线圈形状，形成两个步进为10厘米的9挡位步进盘，和同轴联动步进旋钮（3）连接，最右端为步进的起点；第三段为两段10厘米长电阻丝组成的代换式线路，并与第二部分的步进盘的起点相连接，在两段电阻丝之间连接一个始终与电阻丝相接触的常闭金属滑片（6）；在待测电源接线柱（12）之间接有一个检流计保护开关（7）和一个测量用的压触式开关（10），整个装置封装在透明箱体（9）内，透明箱体（9）上固定一对工作电源接线柱（11）。
2.根据权利要求1所述的一种物理实验教学使用的电阻丝型电位差计装置，其特征在于：装置可调电阻丝的总长度N米取值为11米。
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