CN210535138U

CN210535138U - 磁力教学仪器

Info

Publication number: CN210535138U
Application number: CN201921270775.5U
Authority: CN
Inventors: 林凯
Original assignee: Nanning Minzu Avenue Middle Primary School
Current assignee: Nanning Minzu Avenue Middle Primary School
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2020-05-15
Anticipated expiration: 2029-08-07

Abstract

本实用新型公开一种磁力教学仪器，包括若干组电磁铁电路、绕满线圈的线圈筒、磁传感器、若干个不同长短粗细的铁芯和能够接收并显示磁传感器测量磁力数据的接收终端；所述每组电磁铁电路为一个开关、电源与所述线圈筒串联形成的回路，所述每组电磁铁电路的电源数量不同且相互串联；所述每一个铁芯能安装在所述线圈筒内；所述磁传感器设于线圈筒附近；所述磁传感器的输出端能够电连接所述接收终端。本实用新型高效简易、节省时间、计算准确、安全可靠。

Description

磁力教学仪器

技术领域

本实用新型涉及教学仪器技术领域，更具体地，涉及一种磁力教学仪器。

背景技术

小学六年级科学课中有节关于电磁铁的实验课，该实验课的目的在于验证电磁铁的磁力大小与哪些因素有关。该实验课一般采用教材中的方法进行：在铁芯上绕导线的方式制作电磁铁，通过对该电磁铁使用不同数量的电池、不同粗细的铁芯及不同长短的铁芯，并以吸引大头针数量的形式反映和比较磁力，来验证电磁铁的磁力大小与电压大小、铁芯的粗细长短的关系。这种方法存在以下问题：

1.制作电磁铁需要反复缠绕线圈耗费时间，影响课程进度：在测量使用不同粗细及长短的铁芯的电磁铁的磁力时，要反复解开导线更换铁芯，再绕回导线。每次都要高度集中注意力数线圈圈数，消耗了大量的课堂时间和学生注意力，导致学生在课堂不能做完全部实验，与高效课堂理念不符。

2.大头针难数且易数错：实验方法以吸引大头针数量的形式反映磁力大小，在测量较大磁力的电磁铁时，学生需要数大量的大头针，而数十枚大头针聚在一堆，不便于数清数量，耗费时间，也易出现粗心数错的情况。

3.大电量电池铁发热快，存在安全隐患：在测量使用大电量的电磁铁的磁力时，接通电源后电磁铁线圈部分发热很快，学生手拿电磁铁吸引大头针的操作稍慢，就极易烫伤手，存在安全隐患。

4.表格式记录实验结果，呈现数据不够直观，不利于发现规律：该实验方法主要以表格的形式呈现实验结果数据，表内数据繁多，呈现形式不够直观，不利于从中寻找关系。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术耗费时间、影响课程进度、容易出错、存在安全隐患、不够直观的技术问题；提供一种高效简易、节省时间、计算准确、安全可靠的磁力教学仪器。

为解决上述问题，提供一种磁力教学仪器，包括若干组电磁铁电路、绕满线圈的线圈筒、磁传感器、若干个不同长短粗细的铁芯和能够接收并显示磁传感器测量磁力数据的接收终端；所述每组电磁铁电路为一个开关、电源与所述线圈筒串联形成的回路，所述每组电磁铁电路的电源数量不同且相互串联；所述每一个铁芯能安装在所述线圈筒内；所述磁传感器设于线圈筒附近；所述磁传感器的输出端能够电连接所述接收终端。

特别的，所述开关为单刀开关；所述单刀开关上设有两个开关接线柱。

特别的，所述电源为一号电池，安装于电池盒内。

特别的，所述线圈筒安装在设有若干个线圈接线柱的安装座上。

特别的，所述电磁铁电路和磁传感器安装于实验板上。

特别的，所述磁传感器的输出端通过导线连接USB接口；所述接收终端上设有与所述USB接口相应的USB端口。

特别的，所述接收终端为笔记本电脑。

特别的，所述磁传感器的型号为HMC1052。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型设置绕满线圈的线圈筒，不需要制作电磁铁，也不需要反复缠绕线圈，闭合不同电磁铁电路的开关即可验证电磁铁的磁力大小与电压大小的关系；直接选用不同长短粗细的铁芯安装于线圈筒内即可验证电磁铁的磁力大小与铁芯的粗细长短的关系，高效简易。

2.本实用新型通过磁传感器感应测量线圈筒的磁力，并通过接收终端能够接收和显示磁传感器测量磁力数据，不用数大头针，且不必在发烫状态下取大头针，计算准确、安全可靠。

3.本实用新型的接收终端采用笔记本电脑，笔记本电脑可安装磁力测量软件，该软件可通过柱状图直观地显示磁力数据，验证电磁铁的磁力大小与电压大小、铁芯的粗细长短的关系。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

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验证电磁铁的磁力大小与电池数量的关系的软件界面；

图3为本实用新型实施例验证电磁铁的磁力大小与铁芯的粗细的关系的软件界面；

图4为本实用新型实施例验证电磁铁的磁力大小与铁芯的长短的关系的软件界面。

图中：1.线圈筒；2.第一组开关；3.第二组开关；4.第三组开关；5.第一组电源；6.第二组电源；7.第三组电源；8.铁芯；9.磁传感器；10.实验板；11.开关接线柱；12.安装座；13.线圈接线柱；14.笔记本电脑。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，本实施例的一种磁力教学仪器，包括三组电磁铁电路、绕满线圈的线圈筒1、磁传感器9、三根不同长短的铁芯8、三根不同粗细的铁芯8和能够接收、显示磁传感器9测量磁力数据的接收终端和实验板10。

每组电磁铁电路为一个开关、电源与线圈筒1通过导线串联形成的回路。开关为单刀开关。单刀开关上设有两个开关接线柱11。线圈筒1安装在设有若干个线圈接线柱13的安装座12上。每一个铁芯8能安装在所述线圈筒1内。每组电磁铁电路的电源数量不同且相互串联。

本实施例中三组电磁铁电路中，第一组电磁铁电路的开关为第一组开关2，电源为第一组电源5，第一组电源5只有一个电池盒，其中一个开关接线柱11通过导线连接第一组电源5的正极，另一个开关接线柱11连接安装座12的其中一个线圈接线柱13，另一个线圈接线柱13连接第一组电源5的负极；第二组电磁铁电路的开关为第二组开关3，电源为第二组电源6，第二组电源6有两个相互串联的电池盒，其中一个开关接线柱11通过导线连接第二组电源6的正极，另一个开关接线柱11连接安装座12的其中一个线圈接线柱13，另一个线圈接线柱13连接第二组电源6的负极；第三组电磁铁电路的开关为第三组开关4，电源为第三组电源7，第三组电源7有三个相互串联的电池盒，其中一个开关接线柱11通过导线连接第三组电源7的正极，另一个开关接线柱11连接安装座12的其中一个线圈接线柱13，另一个线圈接线柱13连接第三组电源7的负极。上述三组电磁铁电路的电池盒都用于安装一号电池。磁传感器9设于线圈筒1附近；磁传感器9的型号为HMC1052。磁传感器9的输出端能够电连接接收终端。接收终端为笔记本电脑14。磁传感器9的输出端通过导线连接USB接口。接收终端上设有与所述USB接口相应的USB端口。本实施例的第一组开关2、第二组开关3、第三组开关4、第一组电源5、第二组电源6、第三组电源7、安装座12、线圈筒1和磁传感器9都设于实验板10的正面。实验板10上设有若干个孔，使导线能够穿过孔分布在实验板10的背面。

笔记本电脑14内设有安装磁力测试软件，该软件的界面上设有显示区，该显示区可通过柱状图直观地显示磁力数据。该软件的界面上还设有复位按键、校准按键、测量按键和下一轮测量按键，可验证电磁铁的磁力大小与电池数量、铁芯8的粗细、铁芯8的长短的关系。其中，复位按键用于重新测量磁力，测量按键用于测量该条件下的磁力并以柱状图形式显示出来，校准按键用于校准当前磁力数据并进行下一种条件下的磁力测量，下一轮测量按键用于跳转到下一轮磁力测量。测量步骤为：在一种条件下，点击测量按键测量后，点击校准按键进行下一种条件的磁力测量；若需要重新测量该种条件的磁力，则点击复位按键。

本实用新型实施例的使用方法：

将一号电池安装在每个电池盒内，打开笔记本电脑14及内置的磁力实验软件，学生即可做下列实验：

（1）验证电磁铁的磁力大小与电池数量的关系：首先将第一组开关2、第二组开关3、第三组开关4都断开，再将只打开第一组开关2、只打卡第二组开关3和只打开第三组开关4作为三种条件，分别执行上述三种条件的操作并对磁力实验软件进行测量步骤。进行上述操作后，软件界面如图2所示。点击下一轮测量按键跳转到下一轮磁力测量。

（2）验证电磁铁的磁力大小与铁芯8的粗细的关系：将第一组开关2、第二组开关3、第三组开关4都断开，再将插入细铁芯8、插入中铁芯8、插入粗铁芯8作为三种条件，分别执行上述三种条件的操作，打开第三组开关4并对磁力实验软件进行测量步骤。进行上述操作后，软件界面如图3所示。点击下一轮测量按键跳转到下一轮磁力测量。

（3）验证电磁铁的磁力大小与铁芯8的长短的关系：将第一组开关2、第二组开关3、第三组开关4都断开，再将插入1cm的铁芯8、插入2cm的铁芯8、插入3cm的铁芯8作为三种条件，分别执行上述三种条件的操作，打开第三组开关4并对磁力实验软件进行测量步骤。进行上述操作后，软件界面如图3所示。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本实用新型的权利要求所描述的保护范围，都应当在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种磁力教学仪器，其特征在于：包括若干组电磁铁电路、绕满线圈的线圈筒、磁传感器、若干个不同长短粗细的铁芯和能够接收并显示磁传感器测量磁力数据的接收终端；所述每组电磁铁电路为一个开关、电源与所述线圈筒串联形成的回路，所述每组电磁铁电路的电源数量不同且相互串联；所述每一个铁芯能安装在所述线圈筒内；所述磁传感器设于线圈筒附近；所述磁传感器的输出端能够电连接所述接收终端。

2.根据权利要求1所述的一种磁力教学仪器，其特征在于：所述开关为单刀开关；所述单刀开关上设有两个开关接线柱。

3.根据权利要求1所述的一种磁力教学仪器，其特征在于：所述电源为一号电池，安装于电池盒内。

4.根据权利要求1所述的一种磁力教学仪器，其特征在于：所述线圈筒安装在设有若干个线圈接线柱的安装座上。

5.根据权利要求1所述的一种磁力教学仪器，其特征在于：所述电磁铁电路和磁传感器安装于实验板上。

6.根据权利要求1所述的一种磁力教学仪器，其特征在于：所述磁传感器的输出端通过导线连接USB接口；所述接收终端上设有与所述USB接口相应的USB端口。

7.根据权利要求1所述的一种磁力教学仪器，其特征在于：所述接收终端为笔记本电脑。

8.根据权利要求1所述的一种磁力教学仪器，其特征在于：所述磁传感器的型号为HMC1052。