CN203616927U

CN203616927U - 一种电流磁效应演示教具

Info

Publication number: CN203616927U
Application number: CN201320804022.4U
Authority: CN
Inventors: 吴雯
Original assignee: YANG PU JUVENILE SCIENCE EDUCATION CENTER
Current assignee: YANG PU JUVENILE SCIENCE EDUCATION CENTER
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2023-12-09

Abstract

本实用新型提供一种电流磁效应演示教具，包括有有机玻璃管、有机玻璃支架和塑料面板，所述有机玻璃管垂直固定在有机玻璃支架上，所述有机玻璃管内装有水，水中有浮子；所述有机玻璃管侧壁上缠绕有漆包线，还包括有接线柱，所述漆包线的抽头与所述接线柱连接，所述接线柱上设有三根连接导线，所述三根连接导线的一端与所述接线柱相连，另一端分别为接点A、接点B、接点C；所述塑料面板上设有电流表和电路，所述电流表和电路连接为一体；所述电流磁效应演示教具运行时，所述电路与三个接点中任意两个接点连接。该教具结构简单，操作方便，成本低廉，实验显示效果直观，显著，便于学生进行观察、学习、理解和掌握相关知识。

Description

一种电流磁效应演示教具

技术领域

本实用新型涉及教学演示工具领域，具体涉及一种电流磁效应演示教具。

背景技术

众所周知地，电流的磁效应是中学学习物理学中电磁现象的重要基础。学生在学习时需要明确两点：1、通电导体周围存在磁场；2、磁场的方向与电流的方向有关。但是仅仅是理论对于学生比较难以理解。为了让学生更好的理解和掌握知识点，演示实验必不可少。形象的演示教具可以给学生更为直观的感受，激发他们的学习兴趣。

然而，目前传统的电流磁效应演示教具的效果不明显，主要原因在于线圈通电后产生的磁场很小导致小磁针的偏转微弱，不易观察和理解。

如用小磁针演示电流磁效应的教具，该教具用导线将电池的正负极直接连接并放在演示磁针的上方，磁针转动但转动幅度不大，远处的同学很难观察到小磁针微小的变化。这样的演示效果蜻蜓点水，没有起到演示实验所需要的直观明了的作用。再者用电池做电源，由于发生短路，用过几次就要更换电池，造成较大的浪费，而且容易产生在物理电路学习中明确指出过的绝对不能发生的短路现象。

还如用加入衔铁增加电流磁效应效果的演示教具，由于通电导线周围存在的磁场很微弱，为了得到稳定较强的磁场，做实验时往往会在线圈中加入衔铁，也就是电磁铁，以增加磁场强度。该教具通过观察线圈吸引大头针的数量来判断磁场强弱。虽然加入衔铁后，实验效果是明显了，但还是存在两个问题：1、物理学中奥斯特的实验认为通电导体周围存在磁场，里面并没有提到铁这个物质。而且铁是容易被磁化的物质，被磁化的铁也是可以吸引大头针，这样学生会误解，到底是磁化的铁钉吸引了大头针还是线圈产生磁场后吸引的大头针。2、这个演示实验无法清楚、明显演示电流的方向和磁场方向之间的关系。

因此，如何清楚、明显演示电流的磁效应，以便于学生观察、理解和掌握，已经成为教授物理学中电磁现象亟待解决的问题，值得本领域的教职人员进行深入的研究和探讨。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种新型的电流磁效应演示教具，以一种更新颖更形象的教具来呈现这个经典的电磁理论，用于解决现有技术中缺乏清楚、明显、直观演示电流的磁效应以便于学生进行观察、学习、理解和掌握的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种电流磁效应演示教具，包括有有机玻璃管、有机玻璃支架和塑料面板，所述有机玻璃管垂直固定在有机玻璃支架上，所述有机玻璃管内装有水，水中有浮子；所述有机玻璃管侧壁上缠绕有漆包线，还包括有接线柱，所述漆包线的抽头与所述接线柱连接，所述接线柱上设有三根连接导线，所述三根连接导线的一端与所述接线柱相连，另一端分别为接点A、接点B、接点C；所述塑料面板上设有电流表和电路，所述电流表和电路连接为一体；所述电流磁效应演示教具运行时，所述电路与三个接点中任意两个接点连接。

优选地，所述有机玻璃管是透明的。

优选地，所述浮子为带铁浮子或磁铁浮子。

优选地，所述漆包线的抽头具体指所述漆包线在有机玻璃管表面缠绕，在达到需要的缠绕线圈匝数时，从漆包线中抽出来的接头。

优选地，所述漆包线在缠绕线圈的起始位置抽头通过所述接线柱与设有接点A的连接导线连接；所述漆包线在缠绕线圈匝数至150匝处抽头通过所述接线柱与设有接点B的连接导线连接；所述漆包线在缠绕线圈匝数至400匝处抽头通过所述接线柱与设有接点C的连接导线连接。

优选地，所述漆包线在有机玻璃管表面缠绕完成后用透明胶带包住。

优选地，所述电流磁效应演示教具外接有电源。

如上所述，本实用新型的一种电流磁效应演示教具，具有以下有益效果：

①本实用新型提供的一种电流磁效应演示教具，借助了水的浮力，通过水中带有铁钉或磁铁的浮子被玻璃管外线圈通电后产生的磁场吸引，而偏移原始位置的程度和方向来体现电流磁场强度的大小及方向，将传统的水平面上的实验演示转化到竖直面上演示，实验效果更直观，更显著，即使坐在后排的学生也可以非常清晰的看到实验现象。

②本实用新型提供的一种电流磁效应演示教具，结构简单，操作方便，成本低廉。

③本实用新型提供的一种电流磁效应演示教具，能够清楚、明显演示电流的磁效应，激发学生的学习兴趣，便于学生进行观察、学习、理解和掌握相关物理知识。

附图说明

图1显示为本实用新型的带铁浮子电流磁效应演示示意图

图2显示为本实用新型的磁铁浮子电流磁效应演示示意图

附图标记

1 有机玻璃管

2 有机玻璃支架

3 塑料面板

4 接线柱

5 水

6 漆包线

7 连接导线

8 接点A

9 接点B

10 接点C

11 电流表

12 电路

13 浮子

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1-2所示，本实用新型提供一种电流磁效应演示教具，包括有有机玻璃管1、有机玻璃支架2和塑料面板3，所述有机玻璃管1垂直固定在有机玻璃支架2上，所述有机玻璃管1内装有水5，水5中有浮子13；所述有机玻璃管1侧壁上缠绕有漆包线6，还包括有接线柱4，所述漆包线6的抽头与所述接线柱4连接，所述接线柱4上设有三根连接导线7，所述三根连接导线7的一端与所述接线柱4相连，另一端分别为接点A8、接点B9、接点C10；所述塑料面板3上设有电流表11和电路12，所述电流表11和电路12连接为一体；所述电流磁效应演示教具运行时，所述电路12与三个接点中任意两个接点连接。

所述有机玻璃管1是透明的。所述浮子13为带铁浮子或磁铁浮子。

所述电流磁效应演示教具外接有电源。

本实用新型的操作步骤如下：

1）用直径为0.5mm的漆包线6，在直径为5CM的有机玻璃管1上绕制线圈，绕制线圈时尽量均匀，在起始位置留一抽头，在150匝时留出一抽头，然后继续绕制，400匝后留一抽头，线圈绕制完成后用透明胶带包好，以防脱落。将所述漆包线6在缠绕线圈的起始位置抽头通过所述接线柱4与设有接点A的连接导线7连接；所述漆包线6在缠绕线圈匝数至150匝处抽头通过所述接线柱4与设有接点B的连接导线7连接；所述漆包线6在缠绕线圈匝数至400匝处抽头通过所述接线柱4与设有接点C的连接导线7连接。

2）将有机玻璃管1固定在有机玻璃支架2上，装水5，如图1放入浮子13为带铁浮子，同时在塑料面板3上安装电流表11和电路12，分别选择两个接点与电路12连接，打开外接电源。

3）借助了水5的浮力，带铁的浮子悬浮在水面上，处于平衡状态。通电后，当缠绕漆包线6产生磁场后，浮子13受到磁场作用，只需要一个很小的力，平衡被打破，浮子13就会被吸引至线圈位置。

4）本教具将磁场的大小转化成距离这一直观的量来展现，磁场强度越强，就可以从更远的位置吸引带铁浮子。本教具通过用控制变量的实验方法来探究通电线圈产生磁场的强弱的相关因素，具体结果见表1。

表1通电线圈的磁场强弱数据表

序号	与电路连接接点	线圈匝数	通电电流（A）	带铁浮子吸附偏转强度
					1	接点A、接点B	150匝	0.5	无
2	接点A、接点B	150匝	1.5	弱
					3	接点B、接点C	250匝	0.5	弱
4	接点B、接点C	250匝	1.5	较强
					5	接点A、接点C	400匝	0.5	较强
6	接点A、接点C	400匝	1.5	强

由表1可知，当缠绕漆包线6的线圈匝数一定时，磁场强度随着电流的增大而增大；当电流大小一定时，磁场强度随着线圈匝数的增加而增加。由此可见，可以得到以下结论：电流产生磁场的强度随着电流的增大和线圈匝数的增大而增大。

5）同理，如图2在水5中放入浮子13为磁铁浮子，按照上述方法连接通电，可以显示磁场方向和电流方向之间的关系。水中浮子的极性是N极朝上，S极朝下，这样线圈通电后，如果浮子被线圈吸引向下运动，可以得知，此时电流产生的磁场方向是N极朝上S极朝下，若浮子受到排斥而向上运动，那么可以得知电流产生的磁场方向是S极朝上N极朝下。

综上所述，本实用新型提供的一种电流磁效应演示教具，借助了水的浮力，通过水中带有带铁或磁铁浮子被有机玻璃管外线圈通电后产生的磁场吸引，而偏移原始位置的程度和方向来体现电流磁场强度的大小及方向。该教具结构简单，操作方便，成本低廉，实验显示效果更直观，更显著，便于学生进行观察、学习、理解和掌握相关物理知识，非常值得推广应用。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种电流磁效应演示教具，其特征在于，包括有有机玻璃管（1）、有机玻璃支架（2）和塑料面板（3），所述有机玻璃管（1）垂直固定在有机玻璃支架（2）上，所述有机玻璃管（1）内装有水（5），水（5）中有浮子（13）；所述有机玻璃管（1）侧壁上缠绕有漆包线（6），还包括有接线柱（4），所述漆包线（6）的抽头与所述接线柱（4）连接，所述接线柱（4）上设有三根连接导线（7），所述三根连接导线（7）的一端与所述接线柱（4）相连，另一端分别为接点A（8）、接点B（9）、接点C（10）；所述塑料面板（3）上设有电流表（11）和电路（12），所述电流表（11）和电路（12）连接为一体；所述电流磁效应演示教具运行时，所述电路（12）与三个接点中任意两个接点连接。

2.根据权利要求1所述的一种电流磁效应演示教具，其特征在于，所述浮子（13）为带铁浮子或磁铁浮子。

3.根据权利要求1所述的一种电流磁效应演示教具，其特征在于，所述电流磁效应演示教具外接有电源。