CN210535132U - 一种智能动生电动势探究实验仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能动生电动势探究实验仪，基架；设置在基架上，可往复运动且可产生匀强磁场的磁场部件；设置在基架上，感知磁通量的变化而产生动生电动势的线圈部件；设置在基架上，用于控制磁场部件运动方向和运动速度的控制部件。有益之处在于：本实用新型可直观演示动生电动势的产生，通过配合微电流传感器，可进一步深入演示探究包括动生电动势、愣次定律、右手定则、法拉第电磁感应等在内的中学物理教学内容，帮助学生更好地理解相关物理原理，提升教学效果。

Description

一种智能动生电动势探究实验仪

技术领域

本实用新型涉及一种智能动生电动势探究实验仪，具体涉及一种教学演示设备，属于教学设备技术领域。

背景技术

动生电动势、愣次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律等属于中学物理重要的教学内容，而如何可以直观地看到东升电动势的产生，帮助学生更好地理解相关物理原理，进一步详细展示相关物理现象的规律性，提升教学效果则对教学来说非常重要，而当前市场上尚无此类教学产品。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种智能动生电动势探究实验仪。

为了实现上述目标，本实用新型基于以下基本物理原理：

导体以垂直于磁感线的方向在磁场中运动，在同时垂直于磁场和运动方向的两端产生的电动势称为动生电动势，公式如下式所示：

为在教学活动中详细演示动生电动势与相关变量之间的关系，本实用新型采用如下的技术方案：

一种智能动生电动势探究实验仪，包括：

基架；

设置在基架上，可往复运动且可产生匀强磁场的磁场部件；

设置在基架上，感知磁通量的变化而产生动生电动势的线圈部件；

设置在基架上，用于控制磁场部件运动方向和运动速度的控制部件。

进一步，上述的基架包括相对设立的左侧板和右侧板，左侧板和右侧板之间连接有用于磁场部件往复运动的运动导轨以及具有支撑作用的连接管，所述的运动导轨并排设置有两根，且两根运动导轨上还套接一U型箱式轴承座。

上述的控制部件包括一设置在基架一侧面板外部的控制盒和电机，所述的电机通过电机固定架设置在控制盒侧的基架的侧面板上，电机的输出端连接有同步带轮，而基架的另一侧面板上则对应设置有含轴承同步轮，所述的同步带轮和含轴承同步轮通过一皮带实现同步转动，U型箱式轴承座与皮带同步运动。

且上述的基架的两侧还分别设置有用于对磁场部件进行限位的限位开关，所述的限位开关与控制盒连通。

更进一步，上述的磁场部件包括产生匀强磁场且相对设置的两组磁铁，其中一组磁铁固定设置在U型箱式轴承座内部一侧，另外一组磁铁可调整地设置在U型箱式轴承座内部的另一侧。

而上述的线圈部件则包括第一电路板、第二电路板和第三电路板，第二电路板和第三电路板为圆形电路板，分别相对嵌于基架的两侧面的内孔中，而第一电路板则垂直夹设于第二电路板和第三电路板之间，且第一电路板的侧面上缠绕有铜线圈，且铜线圈的两端分别连接于第二电路板和第三电路板上的接线柱上，同时第一电路板置于磁场部件产生的匀强磁场中。且上述的线圈部件在360度的角度范围内可调。

本实用新型的有益效果为：本实用新型能直观演示动生电动势、愣次定律、右手定则、法拉第电磁感应等中学物理教学重要内容，并能通过精确调整相关物理变量，进一步详细展示相关物理现象的规律性，帮助学生更好地理解相关物理原理，提升教学效果。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图一；

图2为本实用新型一实施例的结构示意图二。

图中主要附图标记含义为：

1、基架 2、控制部件 3、磁场部件 4、线圈部件

11、左侧板 12、右侧板 13、运动导轨 14、连接管

15、U型箱式轴承座 21、控制盒 22、电机

23、电机固定架 24、同步带轮 25、含轴承同步轮 26、皮带

27、限位开关 31、固定磁铁 32、可调整磁铁 41、第一电路板

42、第二电路板 43、第三电路板 44、铜线圈 45、接线柱。

具体实施方式

以下结合本实用新型在具体教学实施例中的实际应用，对本实用新型作具体的介绍。

实施例

图1为本实用新型一实施例的结构示意图一；图2为本实用新型一实施例的结构示意图二。

如图1和图2所示：智能动生电动势探究实验仪，包括：基架1；设置在基架上，可往复运动且可产生匀强磁场的磁场部件3；设置在基架上，感知磁通量的变化而产生动生电动势的线圈部件4；设置在基架上，用于控制磁场部件运动方向和运动速度的控制部件2。

具体为：基架包括相对设立的左侧板11和右侧板12，左侧板11和右侧板12之间连接有用于磁场部件3往复运动的运动导轨13以及具有支撑作用的连接管14，在本实施例中，运动导轨13并排设置有两根，且两根运动导轨13上还套接一U型箱式轴承座15。

控制部件2包括一设置在基架一侧面板外部的控制盒21和电机22，电机22通过电机固定架23设置在控制盒21侧的基架的侧面板上，即右侧板12的内侧面，电机22的输出端连接有同步带轮24，而基架1的另一侧面板（左侧板11）上则对应设置有含轴承同步轮25，同步带轮24和含轴承同步轮25通过一皮带26实现同步转动，U型箱式轴承座15与皮带26同步运动，即皮带26带动U型箱式轴承座15做整体运动。控制盒21通过适配器连接电源后，用以控制电机22的转速和方向，皮带26带动磁场部件运动，且可通过在磁场部件上设置感知光电开关遮光片来对磁场部件的运动位置进行识别，同时通过设置在基架1的两侧的限位开关27对磁场部件3进行限位，限位开关27与控制盒21连通。

而磁场部件则包括产生匀强磁场且相对设置的两组磁铁，其中一组磁铁固定设置在U型箱式轴承座15内部一侧，即固定磁铁31，另外一组磁铁可调整地设置在U型箱式轴承座15内部的另一侧，即可调整磁铁32本实施例中，可通过调整顶压可调整磁铁32的螺母来调整，进而来调整磁场的强弱。

此外，本实施例中，线圈部件4包括第一电路板41、第二电路板42和第三电路板43，第二电路板42和第三电路板43均为圆形电路板，分别相对嵌于基架1的两侧面的内孔中，在本实施例中，第二电路板42位于左侧板11上，而第三电路板43位于右侧板12上，而第一电路板41则垂直夹设于第二电路板42和第三电路板43之间，且第一电路板41的侧面上缠绕有铜线圈44，且铜线圈44的两端分别连接于第二电路板42和第三电路板43上的接线柱45上，同时第一电路板41还置于磁场部件3产生的匀强磁场中，且本实用新型所述的线圈部件4在360度的角度范围内可调，从而调整磁场切割长度。

本实用新型利用控制盒21来控制电机22的转速和方向，进而通过皮带26来带动U型箱式轴承座15运动，进而带动磁铁运动，从而实现了铜线圈44的磁通量的变化，进而产生动生电动势，可通过外置的微电流传感器来检测电流，进而利用计算机进行数据采集、处理和显示，还可设置采集频率和采集时间，在本实施例中，铜线圈44的角度为0度，当然可以在360度内任意选择，匀强磁场的运行速度为15mm/s，当然也可以选择30/s等速度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种智能动生电动势探究实验仪，其特征在于，包括：

基架；

设置在基架上，可往复运动且可产生匀强磁场的磁场部件；

设置在基架上，感知磁通量的变化而产生动生电动势的线圈部件；

设置在基架上，用于控制磁场部件运动方向和运动速度的控制部件。

2.根据权利要求1所述的一种智能动生电动势探究实验仪，其特征在于，所述的基架包括相对设立的左侧板和右侧板，左侧板和右侧板之间连接有用于磁场部件往复运动的运动导轨以及具有支撑作用的连接管，所述的运动导轨并排设置有两根，且两根运动导轨上还套接一U型箱式轴承座。

3.根据权利要求2所述的一种智能动生电动势探究实验仪，其特征在于，所述的控制部件包括一设置在基架一侧面板外部的控制盒和电机，所述的电机通过电机固定架（23）设置在控制盒侧的基架的侧面板上，电机的输出端连接有同步带轮（24），而基架的另一侧面板上则对应设置有含轴承同步轮，所述的同步带轮和含轴承同步轮通过一皮带实现同步转动，U型箱式轴承座与皮带同步运动。

4.根据权利要求3所述的一种智能动生电动势探究实验仪，其特征在于，所述的基架的两侧还分别设置有用于对磁场部件进行限位的限位开关，所述的限位开关与控制盒连通。

5.根据权利要求2所述的一种智能动生电动势探究实验仪，其特征在于，所述的磁场部件包括产生匀强磁场且相对设置的两组磁铁，其中一组磁铁固定设置在U型箱式轴承座内部一侧，另外一组磁铁可调整地设置在U型箱式轴承座内部的另一侧。

6.根据权利要求2所述的一种智能动生电动势探究实验仪，其特征在于，所述的线圈部件包括第一电路板、第二电路板和第三电路板，第二电路板和第三电路板为圆形电路板，分别相对嵌于基架的两侧面的内孔中，而第一电路板则垂直夹设于第二电路板和第三电路板之间，且第一电路板的侧面上缠绕有铜线圈，且铜线圈的两端分别连接与第二电路板和第三电路板上的接线柱上，同时第一电路板置于磁场部件产生的匀强磁场中。

7.根据权利要求1或6所述的一种智能动生电动势探究实验仪，其特征在于，所述的线圈部件在360度的角度范围内可调。

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