CN203838928U - 一种楞次定律演示装置 - Google Patents

Abstract

一种楞次定律演示装置，涉及物理教学仪器。螺线管内轴管设于支架上，线圈缠绕在螺线管内轴管外壁上，上下灯管背板设于支架上下部，上下部线圈灯管设于上下灯管背板上，左右护套分别设于支架左右侧端面，磁感线显示板设于左护套内且位于带激光笔的磁棒的前方；磁棒设有壳体、衍射光栅、激光发射头、正负极弹簧、开关、磁体、激光头外套和激光笔外套，激光头外套设于壳体前端，激光笔外套设于壳体内，激光发射头、正负极弹簧设于激光笔外套内，磁体设于壳体前端并围绕激光头外套，衍射光栅设于激光头外套内前端，激光发射头设于激光头外套内且位于衍射光栅后方，负极弹簧设于电路板与干电池负极之间，正极弹簧设于干电池正极与开关之间。

Description

一种楞次定律演示装置

技术领域

本实用新型涉及一种物理教学仪器，尤其是涉及一种楞次定律演示装置。

背景技术

楞次定律是一条电磁学的定律，从电磁感应得出感应电动势的方向，可确定感应电流的方向。为了讲解楞次定律，需要采用演示装置。传统的演示装置中，采用电流表来反映感应电流的方向，采用条形磁铁来产生磁场，通过判断线圈外部电流的方向来让学生识别，这种方式不直观，由于感应电流是一个瞬间的过程，有的同学恰好在电流表指针复位的时候看到指针的偏转方向而导致了感应电流方向的判断失误。

发明内容

本实用新型的目的在于提供结构简单、操作便利、观察直观的一种楞次定律演示装置。

本实用新型包括支架、螺线管内轴管、线圈、上部线圈灯管、上灯管背板、下部线圈灯管、下灯管背板、左护套、右护套、带激光笔的磁棒和磁感线显示板；

所述螺线管内轴管设于支架上，线圈缠绕在螺线管内轴管外壁上，上灯管背板设于支架上部，上部线圈灯管设于上灯管背板上，下灯管背板设于支架下部，下部线圈灯管设于下灯管背板上，带激光笔的磁棒与螺线管内轴管为可滑动配合，左护套和右护套分别设于支架的左侧端面和右侧端面，磁感线显示板设于左护套内部，且位于带激光笔的磁棒的前方；上部线圈灯管和下部线圈灯管均与线圈串联，上部线圈灯管和下部线圈灯管均采用发光二极管；所述带激光笔的磁棒设有壳体、衍射光栅、激光发射头、电路板、负极弹簧、正极弹簧、干电池、开关、磁体、激光头外套和激光笔外套，激光头外套设于壳体前端，激光笔外套设于壳体内，开关设于激光笔外套后端，激光发射头、电路板、负极弹簧、正极弹簧和干电池设于激光笔外套内，磁体设于壳体前端，并围绕住所述激光头外套，衍射光栅设于激光头外套内前端，激光发射头设于激光头外套内且位于衍射光栅后方，电路板设于壳体内腔，干电池设于壳体内腔，负极弹簧设于电路板与干电池负极之间，正极弹簧设于干电池正极与开关之间。

所述支架上可设有左侧圆形护板，左侧圆形护板端面最好设有接线柱以及顺时针电流方向显示箭头和逆时针电流方向显示箭头。

所述上灯管背板和下灯管背板均设有红和绿各一盏发光二极管（LED灯），LED灯用于显示螺线管中的电流方向，绿灯亮表示电流流出，红灯亮表示电流流入。

与传统的楞次定律演示装置比较，本实用新型具有如下突出优点：

1.将楞次定律实验螺线管中的适当位置切断，然后在切断处将发光二极管（LED）直接接入线圈，用以直接显示螺线管线圈中电流的方向。实验中，线圈本身就是一个产生电动势的电源，此时LED显示的就是电源内部电流的方向，克服了原有实验中电流表只显示电源外部电流的问题，易于被学生理解，在提高学生认知水平和能力上，有较大改进。

2.用激光衍射后形成的点阵，模拟磁极附近的磁场，直观形象，克服了实验过程中磁通量变化无法直接“看到”的问题。在实验方法上有较大突破。

3.用发光二极管显示电流及方向，能取代电流表，它克服了电流表指针的机械惯性，（指针摆动滞后于通电电流）。LED的亮暗与通电电流是瞬时一致的，不存在滞后问题。LED灯体积小、重量轻、寿命长、价格便宜、易于普及。且更美观、清晰、新颖，对学生视觉冲击较大，在远处也能清晰观察发光的暗或亮，红或绿，比电流表指针摆动实验效果好得多。

4.左侧护板用带箭头的LED显示线圈电流绕向，更清晰，且即使有色盲的学生也能观察电流方向。它从两个方位上满足了实验中对该实验的要求及表达：正面，线圈中电流是流出或流入；侧面：线圈中电流是顺时针方向还是逆时针方向。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的带激光笔的磁棒的结构示意图。

图3为图1中的左侧圆形护板和左护套的结构示意图。

具体实施方式

参见图1～3，本实施例设有左侧圆形护板1、上部线圈灯管2（数量5个）、前段线圈3、中段线圈4、后段线圈5、上灯管背板6、右侧圆形护板7、右护套8、滑管9、右支架10、下部线圈灯管11（数量5个）、下灯管背板12、左支架13、左护套14、螺线管内轴管15、接线柱16、磁感线显示板17、线圈圆隔板18和带激光笔的磁棒20。

上灯管背板6和下灯管背板12设于左支架13与右支架10之间，左支架13与右支架10之间设有螺线管内轴管15，螺线管内轴管15的外壁缠绕线圈3～5，上部线圈灯管2设于上灯管背板6上，下部线圈灯管11设于下灯管背板12上，左侧圆形护板1设于左支架13外端面，右侧圆形护板7设于右支架10外端面，左护套14设于左侧圆形护板1外端面，右护套8设于右侧圆形护板7外端面，接线柱16设于左侧圆形护板1外端面，磁感线显示板17设于左护套14内部，滑管9设于螺线管内轴管15内。上部线圈灯管2和下部线圈灯管11分别与线圈3～5的导线串联。前段线圈3、中段线圈4和后段线圈5通过上部线圈灯管2和下部线圈灯管11构成串联，上部线圈灯管2和下部线圈灯管11的电流方向即为线圈3～5的即时电流方向。上部线圈灯管2和下部线圈灯管11均采用发光二极管，每个灯管内均设红色和绿色各一盏LED灯，LED灯用于显示线圈的电流方向，绿灯亮表示电流流出，红灯亮表示电流流入。使用时，带激光笔的磁棒20沿滑管9内部滑动。带激光笔的磁棒20设有壳体201、衍射光栅202、激光发射头203、电路板204、负极弹簧205、正极弹簧206、干电池207、开关208、磁体209、激光头外套210和激光笔外套211，激光头外套210设于壳体201前端，激光笔外套211设于壳体201内，开关208设于激光笔外套211后端，激光发射头203、电路板204、负极弹簧205、正极弹簧206和干电池207设于激光笔外套211内，磁体209设于壳体201前端，并围绕住所述激光头外套210，衍射光栅202设于激光头外套210内前端，激光发射头203设于激光头外套210内且位于衍射光栅202后方，电路板204设于壳体201内腔，干电池207设于壳体201内腔，负极弹簧205设于电路板204与干电池207负极之间，正极弹簧206设于干电池207正极与开关208之间。

所述左侧圆形护板1外端面还设有顺时针电流方向显示箭头111和逆时针电流方向显示箭头112。

图1中带激光笔的磁棒20前的许多放射线表示激光线，激光线的数量是由磁通量决定（此处应改为：激光线的数量可模拟磁通量的大小）。图1和图2中标记“N”和“S”表示带激光笔的磁棒20的磁极。

图3中的小圆圈阵列表示激光显示的磁力线点阵列，由磁力线点阵列可看出磁通量的大小。

下面给出本实施例的演示步骤简要说明：

1.首先，用指南针验明带激光笔的磁棒的N、S极。

2.用叠层电池插入接线柱，验明电流方向与装置中各部分LED灯的发光关系（本实验装置中，当电池的正、负极接触接线柱+、-极时，顺时针绿色箭头亮，表示电流沿顺时针方向流。螺线管上方显示板5个绿色LED灯亮，表示螺线管线圈上部电流向外流，螺线管下方显示板上5个绿色LED灯亮，表示螺线管线圈下方电流向里（内）流（无论通电电池或感应电流均一样）。

3.接通带激光笔的磁棒的开关，带有激光笔的磁棒N极从右侧导轨插入磁线圈里面（此句改为：带有激光笔的磁棒N极从右侧导轨快速插入线圈里面时），可以观察到：左侧护板显示屏上激光束点阵数由少变多。说明线圈中磁通量增加，且左侧护板上顺时针绿色箭头亮。说明线圈中感应电流沿顺时针方向流（线圈上方绿灯亮，线圈下方红灯亮）。

Claims (3)

1.一种楞次定律演示装置，其特征在于，包括支架、螺线管内轴管、线圈、上部线圈灯管、上灯管背板、下部线圈灯管、下灯管背板、左护套、右护套、带激光笔的磁棒和磁感线显示板；

螺线管内轴管设于支架上，线圈缠绕在螺线管内轴管外壁上，上灯管背板设于支架上部，上部线圈灯管设于上灯管背板上，下灯管背板设于支架下部，下部线圈灯管设于下灯管背板上，带激光笔的磁棒与螺线管内轴管为可滑动配合，左护套和右护套分别设于支架的左侧端面和右侧端面，磁感线显示板设于左护套内部，且位于带激光笔的磁棒的前方；上部线圈灯管和下部线圈灯管均与线圈串联，上部线圈灯管和下部线圈灯管均采用发光二极管；所述带激光笔的磁棒设有壳体、衍射光栅、激光发射头、电路板、负极弹簧、正极弹簧、干电池、开关、磁体、激光头外套和激光笔外套，激光头外套设于壳体前端，激光笔外套设于壳体内，开关设于激光笔外套后端，激光发射头、电路板、负极弹簧、正极弹簧和干电池设于激光笔外套内，磁体设于壳体前端，并围绕住所述激光头外套，衍射光栅设于激光头外套内前端，激光发射头设于激光头外套内且位于衍射光栅后方，电路板设于壳体内腔，干电池设于壳体内腔，负极弹簧设于电路板与干电池负极之间，正极弹簧设于干电池正极与开关之间。

2.如权利要求1所述一种楞次定律演示装置，其特征在于，所述支架上设有左侧圆形护板，左侧圆形护板端面设有接线柱以及顺时针电流方向显示箭头和逆时针电流方向显示箭头。

3.如权利要求1所述一种楞次定律演示装置，其特征在于，所述上部线圈灯管和下部线圈灯管的数量各为5个，每个灯管内均设有红和绿各一盏发光二极管。