CN206564080U - 一种探究电磁铁特性的演示实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种探究电磁铁特性的演示实验装置，包括金属套管、升降旋钮、圆柱、支臂、底座、调平螺丝、水平仪、弹簧、玻璃圆筒、平面镜、砝码盘、第一支架、第二支架；金属套管设置在底座上端；升降旋钮设置在金属套管下端；圆柱设置在金属套管上端；支臂设置在圆柱的顶端；底座设置在金属套管下端；调平螺丝设置在底座上；水平仪设置在底座上；弹簧悬挂在支臂下方；玻璃圆筒设置弹簧下端；平面镜设置在玻璃圆筒内部；砝码盘连接在玻璃圆筒下端；电磁铁设置在砝码盘下端；第一支架一端固定有玻璃圆筒；第二支架一端固定有电磁铁。本实用新型具有结构简单，操作直观简便、实验结果更准确、更有助于学生科学探究电磁铁特性的优点。

Description

一种探究电磁铁特性的演示实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种探究电磁铁特性的演示实验装置，属于教学工具技术领域。

背景技术

电磁铁是中学物理的内容，是电磁感应现象的重要组成部分，它是“电生磁”的重要应用，也是学习 “电磁继电器”的重要基础。电磁起重机就是根据电磁铁的特性制造的大型起重机械，目前跑得最快的磁悬浮列车也是根据电磁铁的特性制造的。中学物理是这样定义磁铁磁性的：物质吸引铁、钴、镍的性质叫磁性。传统的教学，都是用电磁铁通电后吸引回形针的个数来表征电磁铁磁性的强弱。这种探究方法，实验仪器制作简单，但是回形针的个数是个数字，不是力，且回形针的个数是分散的，不连续的。

为了使电磁铁的教学更生动、形象、直观、准确、科学，结合参考文献的成果，灵活巧妙地将焦利氏称的测力方法运用到探究电磁铁特性的演示实验仪器制作中，设计了一种探究电磁铁特性的演示实验装置，用电磁铁吸引铁块而使弹簧受到的拉力来表征电磁铁磁性的强弱，使电磁铁磁性的强弱回归到物质磁性的定义（即对铁的吸引力）上来，由于弹簧的伸长是连续的，因此，电磁铁磁性的强弱（即对铁的吸引力）也是连续的，不仅可以激发学生的学习兴趣，还有助于培养学生的科学探究精神。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种探究电磁铁特性的演示实验装置，操作直观简便、更有助于学生科学探究电磁铁特性。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种探究电磁铁特性的演示实验装置，包括金属套管、升降旋钮、圆柱、支臂、底座、调平螺丝、水平仪、弹簧、玻璃圆筒、平面镜、砝码盘、第一支架、第二支架；所述的金属套管设置在所述的底座上端，金属套管下端一侧设有所述的升降旋钮；所述的升降旋钮设置在所述的金属套管下端；所述的圆柱设置在所述的金属套管上端，圆柱伸入所述的金属套管内部；所述的支臂设置在所述的圆柱的顶端，支臂垂直于所述的圆柱；所述的底座设置在所述的金属套管下端，底座呈圆形，底座边沿设置所述的调平螺丝；所述的调平螺丝设置在所述的底座上，调平螺丝数量为3个，调平螺丝连线为等边三角形；所述的水平仪设置在所述的底座上，水平仪为水准气泡；所述的弹簧悬挂在所述的支臂下方，弹簧下面设有弹簧挂钩；所述的玻璃圆筒设置所述的弹簧下端，玻璃圆筒中空并且呈圆柱形；所述的平面镜设置在所述的玻璃圆筒内部，平面镜沿竖直方向设置，平面镜两端设置有平面镜挂钩；所述的砝码盘连接在所述的玻璃圆筒下端，砝码盘经所述的第一支架固定在所述的金属套管上；所述的电磁铁设置在所述的砝码盘下端，电磁铁经所述的第二支架固定在所述的金属套管上；所述的第一支架一端固定有所述的玻璃圆筒，第一支架另一端垂直固定在所述的金属套管上；所述的第二支架一端固定有所述的电磁铁，第二支架另一端垂直固定在所述的金属套管上。

如上所述的一种探究电磁铁特性的演示实验装置，所述的玻璃圆筒设有刻线，玻璃圆筒内部固定所述的平面镜。

如上所述的一种探究电磁铁特性的演示实验装置，所述的平面镜的镜面上有刻线。

如上所述的一种探究电磁铁特性的演示实验装置，所述的升降旋钮设置在所述的金属套管距离所述的底座5至20厘米的位置。

如上所述的一种探究电磁铁特性的演示实验装置，所述的圆柱上设有毫米标尺，毫米标尺的零刻度对应于电路断开时且砝码盘上无砝码时弹簧的底端。

如上所述的一种探究电磁铁特性的演示实验装置，所述的电磁铁经导线连接开关，电源，电磁铁、导线、开关组成闭合回路。

如上所述的一种探究电磁铁特性的演示实验装置，所述的砝码盘内设有砝码或铁块，铁块为圆柱形铁块。

本实用新型是这样实现的，电磁铁、直流稳压电源和开关组成闭合电路；上端固定有游标的金属套管垂直竖立在带有调平螺丝和水平仪的底座上，金属套管上装有升降旋钮，带有毫米标尺的圆柱套在金属套管内，金属套管顶端伸出悬挂弹簧的支臂；弹簧挂在支臂上，弹簧下面挂上两头带钩且镜面上有一刻线的平面镜，平面镜穿过一侧刻有刻线的玻璃圆筒并挂上圆柱形铁块；玻璃圆筒固定在第一支架上，电磁铁固定在第二支架上。

调节直流稳压电源的电压，从而改变通过电磁铁线圈中的电流强度和改变线圈的匝数（电磁铁上的线圈绕有不同匝数的里、中、外三层）就可以改变电磁铁的磁性强弱；电磁铁通电后吸引在圆柱形铁块上，转动升降旋钮，在电磁铁吸引力的作用下，弹簧受拉力后会伸长，以圆柱形铁块刚好与电磁铁分离时弹簧所受的拉力表示电磁铁磁性的强弱；弹簧的弹力用胡克定律计算；弹簧的伸长可以通过金属套管上的游标和圆柱毫米标尺读出。

本实用新型的有益效果是：本实用新型具有结构简单，操作直观简便、实验结果更准确、更有助于学生科学探究电磁铁特性的优点。

附图说明

图1为探究电磁铁特性的演示实验装置结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

如图1所示，一种探究电磁铁特性的演示实验装置，包括金属套管7、升降旋钮11、圆柱8、支臂9、底座4、调平螺丝5、水平仪6、弹簧10、玻璃圆筒12、平面镜13、砝码盘17、第一支架15、第二支架16；所述的金属套管7设置在所述的底座4上端，金属套管7下端一侧设有所述的升降旋钮11；所述的升降旋钮11设置在所述的金属套管7下端；所述的圆柱8设置在所述的金属套管7上端，圆柱8伸入所述的金属套管7内部；所述的支臂9设置在所述的圆柱8的顶端，支臂9垂直于所述的圆柱8；所述的底座4设置在所述的金属套管7下端，底座4呈圆形，底座4边沿设置所述的调平螺丝5；所述的调平螺丝5设置在所述的底座4上，调平螺丝5数量为3个，调平螺丝5连线为等边三角形；所述的水平仪6设置在所述的底座4上，水平仪6为水准气泡；所述的弹簧10悬挂在所述的支臂9下方，弹簧10下面设有弹簧10挂钩；所述的玻璃圆筒12设置所述的弹簧10下端，玻璃圆筒12中空并且呈圆柱形；所述的平面镜13设置在所述的玻璃圆筒12内部，平面镜13沿竖直方向设置，平面镜13两端设置有平面镜挂钩；所述的砝码盘17连接在所述的玻璃圆筒12下端，砝码盘17经所述的第一支架15固定在所述的金属套管7上；所述的电磁铁1设置在所述的砝码盘17下端，电磁铁1经所述的第二支架16固定在所述的金属套管7上；所述的第一支架15一端固定有所述的玻璃圆筒12，第一支架15另一端垂直固定在所述的金属套管7上；所述的第二支架16一端固定有所述的电磁铁1，第二支架16另一端垂直固定在所述的金属套管7上。

探究电磁铁特性的演示实验装置的一个实施例中，所述的玻璃圆筒12设有刻线，玻璃圆筒12内部固定所述的平面镜13, 平面镜13的镜面上有刻线。平面镜13用于指示玻璃圆筒12上的刻线、平面镜13的刻线及玻璃圆筒12上的刻线在镜子中的像的位置是否对齐。

探究电磁铁特性的演示实验装置的一个实施例中，所述的升降旋钮11设置在所述的金属套管7距离所述的底座45至20厘米的位置。升降旋钮11设置在金属套管7下端一侧，便于调节。

探究电磁铁特性的演示实验装置的一个实施例中，所述的圆柱8上设有毫米标尺，毫米标尺的零刻度对应于电路断开时且砝码盘17上无砝码18时弹簧10的底端。所述的砝码盘17内设有砝码18或铁块14，铁块14为圆柱形铁块14。砝码18或铁块14用于实验过程中对质量的控制。

探究电磁铁特性的演示实验装置的一个实施例中，所述的电磁铁1经导线连接开关3，电源2，电磁铁1、导线、开关3组成闭合回路。电源选用直流稳压电源，电源2、电磁铁1、导线、开关3组成闭合回路用于探究电磁铁1的特性使用。

本实用新型的原理是，电磁铁1、直流稳压电源2和开关3组成闭合电路；上端固定有游标的金属套管7垂直竖立在带有调平螺丝5和水平仪6的底座4上，金属套管7上装有升降旋钮11，带有毫米标尺的圆柱8套在金属套管7内，金属套管7顶端伸出悬挂弹簧10的支臂9；弹簧10挂在支臂9上，弹簧10下面挂上两头带钩且镜面上有一刻线的平面镜13，平面镜13穿过一侧刻有刻线的玻璃圆筒12并挂上圆柱形铁块14；玻璃圆筒12和电磁铁1固定在支架上。

调节直流稳压电源2的电压,从而改变通过电磁铁1线圈中的电流强度和改变线圈的匝数，需要进一步说明的是，电磁铁1上的线圈绕有不同匝数的里、中、外三层，因此可以改变电磁铁1的磁性强弱；电磁铁1通电后吸引在圆柱形铁块14上，转动升降旋钮11，在电磁铁1吸引力的作用下，弹簧10受拉力后会伸长，以圆柱形铁块14刚好与电磁铁1分离时弹簧10所受的拉力表示电磁铁1磁性的强弱；弹簧10的弹力用胡克定律计算；弹簧10的伸长可以通过金属套管7上的游标和圆柱8的毫米标尺读出。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种探究电磁铁特性的演示实验装置，其特征在于：包括金属套管、升降旋钮、圆柱、支臂、底座、调平螺丝、水平仪、弹簧、玻璃圆筒、平面镜、砝码盘、第一支架、第二支架；所述的金属套管设置在所述的底座上端，金属套管下端一侧设有所述的升降旋钮；所述的升降旋钮设置在所述的金属套管下端；所述的圆柱设置在所述的金属套管上端，圆柱伸入所述的金属套管内部；所述的支臂设置在所述的圆柱的顶端，支臂垂直于所述的圆柱；所述的底座设置在所述的金属套管下端，底座呈圆形，底座边沿设置所述的调平螺丝；所述的调平螺丝设置在所述的底座上，调平螺丝数量为3个，调平螺丝连线为等边三角形；所述的水平仪设置在所述的底座上，水平仪为水准气泡； 所述的弹簧悬挂在所述的支臂下方，弹簧下面设有弹簧挂钩；所述的玻璃圆筒设置所述的弹簧下端，玻璃圆筒中空并且呈圆柱形；所述的平面镜设置在所述的玻璃圆筒内部，平面镜沿竖直方向设置，平面镜两端设置有平面镜挂钩；所述的砝码盘连接在所述的玻璃圆筒下端，砝码盘经所述的第一支架固定在所述的金属套管上；所述的电磁铁设置在所述的砝码盘下端，电磁铁经所述的第二支架固定在所述的金属套管上；所述的第一支架一端固定有所述的玻璃圆筒，第一支架另一端垂直固定在所述的金属套管上；所述的第二支架一端固定有所述的电磁铁，第二支架另一端垂直固定在所述的金属套管上。

2.根据权利要求1所述的一种探究电磁铁特性的演示实验装置，其特征在于：所述的玻璃圆筒设有刻线，玻璃圆筒内部固定所述的平面镜。

3.根据权利要求2所述的一种探究电磁铁特性的演示实验装置，其特征在于：所述的平面镜的镜面上有刻线。

4.根据权利要求1所述的一种探究电磁铁特性的演示实验装置，其特征在于：所述的升降旋钮设置在所述的金属套管距离所述的底座5至20厘米的位置。

5.根据权利要求1所述的一种探究电磁铁特性的演示实验装置，其特征在于：所述的圆柱上设有毫米标尺，毫米标尺的零刻度对应于电路断开时且砝码盘上无砝码时弹簧的底端。

6.根据权利要求1所述的一种探究电磁铁特性的演示实验装置，其特征在于：所述的电磁铁经导线连接开关，电源，电磁铁、导线、开关组成闭合回路。

7.根据权利要求1所述的一种探究电磁铁特性的演示实验装置，其特征在于：所述的砝码盘内设有砝码或铁块，铁块为圆柱形铁块。