CN211669848U - 一种物理实验用磁场模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于教学设备技术领域，公开了一种物理实验用磁场模拟装置，包括半圆环形腔体，半圆环形腔体包括半圆形外槽和半圆形内槽，半圆形内槽直径小于半圆形外槽的直径，半圆形内槽的长度小于半圆形外槽的长度，半圆形外槽与半圆形内槽的边缘通过矩形框密封形成中空密闭的圆形环形腔体；半圆形外槽、半圆形内槽和矩形框均由透明材质制得，半圆环形腔体内盛装有粘滞液和铁粉，半圆形内槽的内侧设置有电磁感应线圈，电磁感应线圈的轴线与半圆形内槽的轴线位于同一直线上。本实用新型通过电磁感应线圈通电产生磁场，利用半圆环形腔体内的铁粉反应磁感线分布，操作简单，实现了磁感线立体直观的展示，提高了磁场模拟实验的教学质量和效率。
Description
技术领域
本实用新型属于教学设备技术领域，具体涉及一种物理实验用磁场模拟装置。
背景技术
在物理教学中，针对永磁铁周围的磁场分布情况，人们难以形象地描绘磁场分布的一些曲线，仅能从原理上进行定义，因此，人们将磁力线定义为处处与磁感应强度相切的线，磁感应强度的方向与磁力线方向相同，其大小与磁力线的密度成正比。但是，由于磁力线既看不到又摸不着，加上缺乏较为理想易操作的磁力线模拟装置，导致教学效果差，很多学生都无法理解其中原理，影响课堂教学进度。
目前，最常采用的方式是利用永磁铁与铁粉或铁粉进行磁场分布的演示，在两者之间通过玻璃板分隔开来，使得铁粉分布于玻璃板上，对永磁铁的磁场进行二维的模拟，无法实现立体的演示。
实用新型内容
基于以上问题，本实用新型提供一种物理实验用磁场模拟装置，通过电磁感应线圈通电产生磁场，利用半圆环形腔体内的铁粉反应磁感线分布，操作简单，实现了磁感线立体直观的展示，提高了磁场模拟实验的教学质量和效率。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种物理实验用磁场模拟装置，包括半圆环形腔体，半圆环形腔体包括同轴设置的半圆形外槽和半圆形内槽，半圆形内槽直径小于半圆形外槽的直径，半圆形内槽的长度小于半圆形外槽的长度，半圆形外槽与半圆形内槽的边缘通过矩形框密封形成中空密闭的圆形环形腔体；半圆形外槽、半圆形内槽和矩形框均由透明材质制得，半圆环形腔体内盛装有粘滞液和铁粉，半圆形内槽的内侧设置有电磁感应线圈，电磁感应线圈的轴线与半圆形内槽的轴线位于同一直线上。
进一步地，电磁感应线圈内设置有由透明材质制得的筒体，筒体直径小于等于电磁感应线圈的直径，筒体内盛装有粘滞液和铁粉。
进一步地，靠近半圆形槽内侧的筒体侧壁位置贴设有遮光层。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过电磁感应线圈通电产生磁场，利用半圆环形腔体内的铁粉反应磁感线分布，操作简单，实现了磁感线立体直观的展示，提高了磁场模拟实验的教学质量和效率。
附图说明
图1为实施例中一种物理实验用磁场模拟装置的结构示意图；
图2为图1中视角A的观察到的铁屑分布示意图；
图3为实施例中半圆环形腔体与电磁感应线圈的安装示意图；
其中：1、半圆环形腔体；2、半圆形外槽；3、半圆形内槽；4、矩形框；5、电磁感应线圈；6、筒体；7、遮光层。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例：
参见图1、图2和图3，一种物理实验用磁场模拟装置，包括半圆环形腔体1，半圆环形腔体1包括同轴设置的半圆形外槽2和半圆形内槽3，半圆形内槽3直径小于半圆形外槽2的直径，半圆形内槽3的长度小于半圆形外槽2的长度，半圆形外槽2与半圆形内槽3的边缘通过矩形框4密封形成中空密闭的圆形环形腔体；半圆形外槽2、半圆形内槽3和矩形框4均由透明材质制得，半圆环形腔体1内盛装有粘滞液和铁粉，半圆形内槽3的内侧设置有电磁感应线圈5，电磁感应线圈5的轴线与半圆形内槽3的轴线位于同一直线上。
在本实施例中，预先将半圆环形腔体1内的铁粉摇匀，使其大致均匀分布在粘滞液中；电磁感应线圈5安装在半圆环形腔体1的半圆形内槽3的内侧，与半圆形内槽3同轴设置，当电磁感应线圈5通电后，电磁感应线圈5产生磁场；位于半圆环形腔体1内的铁粉因处于粘滞液中，在磁场磁力与粘滞液的粘滞阻力作用下，铁粉会沿着磁感线的方向分布，因半圆环形腔体1的半圆形内槽3、半圆形外槽2以及矩形框4均由透明材质制得，学生可以直观的观察到铁粉在粘滞液内的分布情况，即可实现电磁感应线圈5外部的磁感线立体直观的展示，本装置操作简单，易于讲解，可提高磁场模拟实验的教学质量和效率。
电磁感应线圈5内设置有由透明材质制得的筒体6，筒体6直径小于等于电磁感应线圈5的直径，筒体6内盛装有粘滞液和铁粉。筒体6内的粘滞液中的铁粉也会在磁场作用下按照磁感线的走向进行分布，因筒体6在电磁感应线圈5内部，理论上电磁感应线圈5内部的磁场呈直线均匀分布，此时学生可以观察到内筒中的铁粉呈多个互相平行的直线分布，便于学生理解电磁感应线圈5内部的磁感线分布情况；再结合半圆环形腔体1内的铁粉的分布，即可了解电磁感应线圈5内外的磁感线分布特征。
靠近半圆形槽内侧的筒体6侧壁位置贴设有遮光层7，本实施例中的遮光层7可采用遮光纸或其他可贴设与内筒外壁的不透光薄层材料，可以使学生在分别观察半圆环形腔体1或筒体6内的铁粉分布时，对筒体6或半圆环形腔体1内的铁粉进行遮挡，观察时两者的重叠部分视线互相干扰，以免影响学生观察电磁感应线圈5的磁感线分布。
需要说明的是：本实施例中的粘滞液为甘油，粘滞液的选选用还可以是与甘油粘度相当的其他粘性液体。
如上即为本实用新型的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种物理实验用磁场模拟装置，其特征在于：包括半圆环形腔体(1)，所述半圆环形腔体(1)包括同轴设置的半圆形外槽(2)和半圆形内槽(3)，所述半圆形内槽(3)直径小于半圆形外槽(2)的直径，所述半圆形内槽(3)的长度小于半圆形外槽(2)的长度，所述半圆形外槽(2)与所述半圆形内槽(3)的边缘通过矩形框(4)密封形成中空密闭的圆形环形腔体；所述半圆形外槽(2)、所述半圆形内槽(3)和所述矩形框(4)均由透明材质制得，所述半圆环形腔体(1)内盛装有粘滞液和铁粉，所述半圆形内槽(3)的内侧设置有电磁感应线圈(5)，所述电磁感应线圈(5)的轴线与所述半圆形内槽(3)的轴线位于同一直线上。
2.根据权利要求1所述的物理实验用磁场模拟装置，其特征在于：所述电磁感应线圈(5)内设置有由透明材质制得的筒体(6)，所述筒体(6)直径小于等于所述电磁感应线圈(5)的直径，所述筒体(6)内盛装有粘滞液和铁粉。
3.根据权利要求1所述的物理实验用磁场模拟装置，其特征在于：靠近所述半圆形槽内侧的筒体(6)侧壁位置贴设有遮光层(7)。
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