CN209281714U - 一种可循环使用的等势线探究仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可循环使用的等势线探究仪，包括底座、展示板和探测针，所述等势线探究仪还包括导电纸、软磁纸、固定框架、导电金属和带有凹腔的磁粒，所述软磁板和所述导电纸依次层叠在所述展示板上，且所述软磁纸和所述导电纸被夹持在所述固定框架和所述展示板之间，所述导电纸上设有电极安装部，所述电极安装部上安装有所述导电金属，所述底座上设有卡槽，所述展示板卡设于所述卡槽内，所述展示板上安装有显示屏，所述显示屏内安装有控制芯片和电压检测芯片。该探究仪采用软磁板与磁粒的配合代替了传统的复写纸与白纸的组合，通过磁粒在软磁板上直观的体现等势线，软磁纸与磁粒可循环使用，避免了材料浪费，节省实验成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种教学仪器，具体涉及一种可循环使用的等势线探究仪。
背景技术
等势线是由电场中电势相等的点所构成的线，是为了研究方便而假想的线，实际中并不存在。等势线在电场中呈一定规律的排布，根据等势线的定义可知，只需要通过仪器测得电场中电势相等的点，而后将这些点相连即可形成等势线。
传统等势线探究仪的结构为：将导电纸带有导电物质的一面朝上，导电纸的下方依次垫有复写纸和白纸，最后用图钉将导电纸、复写纸和白纸固定在木板上。
传统等势线探究仪的使用方法：用电压表的探针直接在导电纸上移动，找到等试点后，通过探针在挤压复写纸，在白纸上留下压痕，做完试验后，拆下电极，取出白纸，根据多处压痕画出平滑的曲线，即实验所需要描绘的等势线。
传统等势线探究仪主要存在以下问题：探针直接在导电纸上移动，容易刮花导电纸，导致导电物质分布不均匀，作出的等势线不准确；实验完成后要拆下电极，取出白纸，需用笔将电势相等的点连接后，才可以看出等势线的分布情况，实验过程较麻烦，无法直观体现等势线的分布情况；每做完一次实验，都需要更换导电纸和白纸，操作麻烦，且造成材料浪费。
鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种操作简便、可循环使用，且能够直观体现出等势线的等势线探究仪。
为了达到上述目的，本实用新型采用这样的技术方案：一种可循环使用的等势线探究仪，包括底座、展示板和探测针，所述等势线探究仪还包括导电纸、软磁纸、固定框架、导电金属和带有凹腔的磁粒，所述软磁板和所述导电纸依次层叠在所述展示板上，且所述软磁纸和所述导电纸被夹持在所述固定框架和所述展示板之间，所述导电纸上设有电极安装部，所述电极安装部上安装有所述导电金属，所述底座上设有卡槽，所述展示板卡设于所述卡槽内，所述展示板上安装有显示屏，所述显示屏内安装有控制芯片和电压检测芯片，所述电压检测芯片的输入端与所述探测针相连，所述控制芯片的输入端与所述电压检测芯片的输出端相连，所述控制芯片的输出端与所述显示屏的输入端相连。
优选的，所述展示板上安装有警铃、第一按键和第二按键，所述警铃的输入端与所述控制芯片的输出端相连，所述第一按键和所述第二按键的输出端分别与所述控制芯片的输入端相连。
优选的，所述第一探测针和所述第二探测针都包括通过导线相互连接的探测头和连接部，所述第一探测针和所述第二探测针的连接部分别与所述电压检测芯片的输入端相连。
优选的，所述电极安装部为所述固定框架与所述导电纸的接触面。
优选的，所述电极安装部为在所述展示板、导电纸和软磁纸分别开设的一个或两个同轴布置的电极安装孔。
优选的，所述导电金属为金属铜条或者环形铜片。
优选的，所述显示屏和所述警铃分别与外接电源相连。
通过采用前述设计方案，本实用新型的有益效果是：该探究仪采用软磁板与磁粒的配合代替了传统的复写纸与白纸的组合，通过磁粒在软磁板上直观的体现等势线，避免了更换白纸的繁琐操作，使得等势线探究实验操作更加简便，软磁纸与磁粒可循环使用，避免了材料浪费，节省实验成本。
附图说明
图1为本实用新型的实施例1的结构示意图；
图2为本实用新型实施例1的探测针的结构示意图；
图3为本实用新型实施例1的侧视剖面图；
图4为本实用新型的实施例2的结构示意图；
图5为本实用新型的实施例3的结构示意图；
图中：1、展示板，2、软磁纸，3、导电纸，4、第一电极，5、第二电极，6、固定框架，7、底座，8、显示屏，9、警铃，10、第一按键，11、第二按键，12、第一探测针，121、第一探测头，122、第一连接部，13、第二探测针，131、第二探测头，132、第二连接部，14、磁粒。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
通过如下3个实施例，分别说明该等势线探究仪在探究匀强电场、点电荷电场和等量异种电荷电场的等势线实验中的具体应用。
实施例1
如图1-3所示，该等势线探究仪包括底座7、展示板1、探测针、导电纸3、软磁纸2、固定框架6、导电金属和带有凹腔的磁粒。此实施例采用两条金属铜条作为导电金属，且该金属铜条分别作为第一电极4和第二电极5，在展示板1上由下至上依次层叠软磁纸2和导电纸3，该实施例以导电纸3与固定框架6的接触面为电极安装部，第一电极4和第二电极5分别层叠在电极安装部上，而后，采用螺栓与螺母作为紧固件，通过方形的固定框架6与螺栓和螺母的配合，将软磁纸2和导电纸3夹持在固定框架6和展示板1之间，最后，将展示板1卡设在底座7的卡槽71内，以使得展示板1直立于底座7上。
在位于固定框架6下方的展示板1上装有显示屏8、警铃9、第一按键10和第二按键11，所述显示屏8内安装有控制芯片和电压检测芯片，电压检测芯片的输出端与控制芯片的输入端相连，显示屏8和警铃9的输入端分别与控制芯片的输出端相连，第一按键10和第二按键11的输出端分别与控制芯片的输入端相连，通过第一按键10和第二按键11输入实验所需测量的电压值，假设控制芯片预设的电压值为1V，其中通过按压第一按键10减小测量电压值，通过按压第二按键11增大测量的电压值，输入的电压值显示在显示屏8上。
该探究仪还包括第一探测针12和第二探测针13，第一探测针12包括通过导线相互连接的第一探测头121和第一连接部122，，第二探测针13包括通过导线相互连接的第二探测头131和第二连接部132，第一连接部122和第二连接部132分别与电压检测芯片的输入端相连，第一探测头121和第二探测头131测得电压值传输到电压检测芯片，并通过控制芯片传输到显示屏8上。
该探究仪还包括具有凹腔的磁粒14，磁粒14的凹腔分别与第一探测针12的第一探测头121和第二探测针13的第二探测头131相匹配。
该探究仪探究匀强电场的等势线使用方法：第一电极4和第二电极5通过导线分别与9V的实验电源的正负极相连，用恒定电流的电场模拟静电场的分布，则该实验电场为匀强电场。例如通过第一按键10和第二按键11输入实验所需测得的电压为3V。
显示屏8上显示电压为3V，用第一探针11的探测头111接触第一电极4，用第二探针12的探测头121接触磁粒14的凹腔吸附一颗磁粒14，并带动磁粒14接触导电纸3，第一探针11和第二探针12测得第一电极4与磁粒14所在位置的电压值并通过电压检测芯片传输到控制芯片，控制芯片将该电压值显示在显示屏8上，当第一探针11和第二探针12在某一位置测得第一电极4与磁粒14所在位置的电压值为3V时，警铃9发出警示声，通过外力将磁粒14按压在该位置上，而后，取下第二探针12，在导电纸3的不同位置上重复上述操作，找到多个与第一电极4的电压为3V的位置点，并放置磁粒14标记，即通过磁粒14的摆放规律可直观的观测到匀强电场的等势线分布。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：如图4所示，本实施例应用于探究点电荷电场的等势线，该实施例以在展示板1、软磁纸2和导电纸3分别开设两个同轴布置的电极安装孔作为电极安装部，其中一个电极安装孔位于固定框架6的中心位置，另一个电极安装孔位于固定框架6的下边沿处，本实施例采用两条金属铜条和一个环形铜片作为导电金属，两条金属铜条分别作为第一电极4和第二电极5，该环形铜片上开设有与电极安装孔对应的通孔，且该通孔并非环形铜片围城的内孔，第一电极4安装在位于固定框架6的中心位置的电极安装孔中，环形铜片安装在导电纸与固定框架6的接触面上，第二电极5穿设于此环形铜片的通孔上。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：如图5所示，本实施例应用于探究等量异种电荷电场中的等势线，该实施例以在展示板1、软磁纸2和导电纸3的横向方向的两边分别开设两个同轴布置的电极安装孔作为电极安装部，并在电极安装孔中分别安装金属铜条分别作为第一电极4和第二电极5.
本实用新型利用磁粒14与软磁纸2的吸引作用，直观的在展示板1上体现出了等势线，且可循环使用，避免了材料浪费，节省实验成本。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种可循环使用的等势线探究仪，包括底座、展示板和探测针，其特征在于：所述等势线探究仪还包括导电纸、软磁纸、固定框架、导电金属和带有凹腔的磁粒，所述软磁板和所述导电纸依次层叠在所述展示板上，且所述软磁纸和所述导电纸被夹持在所述固定框架和所述展示板之间，所述导电纸上设有电极安装部，所述电极安装部上安装有所述导电金属，所述底座上设有卡槽，所述展示板卡设于所述卡槽内，所述展示板上安装有显示屏，所述显示屏内安装有控制芯片和电压检测芯片，所述电压检测芯片的输入端与所述探测针相连，所述控制芯片的输入端与所述电压检测芯片的输出端相连，所述控制芯片的输出端与所述显示屏的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种可循环使用的等势线探究仪，其特征在于：所述展示板上安装有警铃、第一按键和第二按键，所述警铃的输入端与所述控制芯片的输出端相连，所述第一按键和所述第二按键的输出端分别与所述控制芯片的输入端相连。
3.根据权利要求1所述的一种可循环使用的等势线探究仪，其特征在于：所述第一探测针和所述第二探测针都包括通过导线相互连接的探测头和连接部，所述第一探测针和所述第二探测针的连接部分别与所述电压检测芯片的输入端相连。
4.根据权利要求1所述的一种可循环使用的等势线探究仪，其特征在于：所述电极安装部为所述固定框架与所述导电纸的接触面。
5.根据权利要求1所述的一种可循环使用的等势线探究仪，其特征在于：所述电极安装部为在所述展示板、导电纸和软磁纸分别开设的一个或两个同轴布置的电极安装孔。
6.根据权利要求1所述的一种可循环使用的等势线探究仪，其特征在于：所述导电金属为金属铜条或者环形铜片。
7.根据权利要求2所述的一种可循环使用的等势线探究仪，其特征在于：所述显示屏和所述警铃分别与外接电源相连。
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