楞次定律教学演示仪器的制作方法

楞次定律教学演示仪器
1.技术领域：
2.本实用新型涉及教学演示仪器，特别是涉及一种楞次定律教学演示仪器。
3.

背景技术：

4.物理中由于许多电磁定律比较抽象，因此，往往需要用相应的演示设备对定律进行演示，通过演示设备的变化从而直观的把相应定律的特点表现出来，从而促进学生的学习兴趣。
5.楞次定律的定义是感应电流在回路中产生的磁通总是反抗(或阻碍)原磁通量的变化；如果原磁通量是增加的，那么感应电流的磁通要反抗原磁通量的增加，就一定与原磁通量的方向相反；如果原磁通减少，那么感应电流的磁通要反抗原磁通的减少，就一定与原磁通量的方向相同；由于楞次定律的理论性较强，在教学过程中，发现学生对楞次定律的理解难度大，不容易掌握和接受，为了便于学生更容易理解和掌握，目前在教学过程中，对于楞次定律的实验学习，通常利用磁铁插入线圈和拔出线圈的实验方法，通过光电模拟感应电流的方向，通过观察感应电流的方向去判断感应电流的磁场方向；然后根据磁场的同极相斥异极相吸的原理，得出感应电流的磁场总是
ꢀ“
阻碍
”ꢀ
引起感应电流的磁通量的变化，但是这部分，只能依靠抽象思维来理解，导致学生对楞次定律的理解仍然难度很大，难以快速掌握，学习效率低。
6.

技术实现要素：

7.本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，通过支座、金属环和磁铁之间的配合，通过磁铁的转动改变磁通量，当金属环跟随磁铁进行转动时，使通过金属环的磁通量保持一致，从而完成对楞次定律的演示，通过金属环的转动直观的看出阻碍原磁通量的变化，不用依靠抽象思维来理解，直观方便，便于快速掌握，学习效率高的楞次定律教学演示仪器。
8.本实用新型的技术方案是：一种楞次定律教学演示仪器，包括支座、金属环和磁铁，其特征是：所述金属环为一个闭合金属环和一个非闭合金属环，两个金属环通过旋转支撑装置转动设置在所述支座上，所述磁铁在设置在所述支座内传动机构的带动下进行转动，并推动所述金属环进行转动；
9.所述支座包括底座和底盘，底盘盖设在所述底座上，并形成用于放置所述传动机构的腔室，且所述底盘上设置有供传动机构伸出的圆孔；
10.旋转支撑装置包括横梁和横梁支架，所述横梁支架的一端贯穿所述传动机构，伸入并固定在所述底座底部，所述横梁支架的另一端呈圆锥状，并对两端设置有金属环的所述横梁中部进行转动支撑。
11.进一步的，所述传动机构包括伞齿轮换向器和摇柄，所述伞齿轮换向器的从动轴通过所述圆孔伸出所述腔室，所述伞齿轮换向器的主动轴与贯穿所述底座的摇柄连接，并通过摇柄带动所述从动轴转动。
12.进一步的，所述磁铁设置在磁铁支架的一端，所述磁铁支架的另一端套设在所述伞齿轮换向器的从动轴上，并通过螺帽进行固定。
13.进一步的，所述磁铁支架与所述主动轴之间设置有紧固螺钉。
14.进一步的，所述磁铁通过夹体可拆卸夹紧在所述磁铁支架的一端。
15.进一步的，所述横梁中部设置有嵌有轴承的通孔，所述横梁支架的另一端伸入轴承的内圈中。
16.本实用新型的有益效果是：
17.1、本实用新型通过支座、金属环和磁铁之间的配合，通过磁铁的转动改变磁通量，当金属环跟随磁铁进行转动时，使通过金属环的磁通量保持一致，从而完成对楞次定律的演示，通过金属环的转动直观的看出阻碍原磁通量的变化，不用依靠抽象思维来理解，直观方便，便于快速掌握，学习效率高。
18.2、本实用新型闭合金属环和非闭合金属环设置在横梁的两端，且横梁中部通过横梁支架转动设置在支座上，两个金属环实现横梁平衡的同时，通过改变金属环闭合和非闭合结构，通过磁铁靠近两个金属环时，金属环是否转动，实现对楞次定律中产生感应电流的基础进行演示，形象直观。
19.3、本实用新型横梁支架的一端贯穿传动机构，伸入并固定在底座底部，横梁支架的另一端呈圆锥状，并对两端设置有金属环的横梁中部进行转动支撑，横梁支架不随转动机构进行转动，其仅仅是对横梁进行支撑，同时横梁另一端部呈圆锥状，减少其与横梁的接触面积，减少摩擦力，便于横梁进行转动。
20.4、本实用新型底盘盖设在底座上，并形成用于放置传动机构的腔室，且底盘上设置有供传动机构伸出的圆孔，对传动装置进行支撑固定的同时，传动机构伸出腔室带动磁铁支架和磁铁进行转动，完成磁铁靠近金属环或远离金属环操作，形成调整磁通量的变化。
21.5、本实用新型传动机构包括伞齿轮换向器和摇柄，伞齿轮换向器的从动轴通过圆孔伸出腔室，伞齿轮换向器的主动轴与贯穿底座的摇柄连接，并通过摇柄带动从动轴转动，从动轴伸出腔室，便于与磁铁支架进行连接，动过摇动摇柄，实现主动齿轮带动从动齿轮转动，从而实现从动轴的转动，改变转动方向，便于进行转动操作。
22.6、本实用新型磁铁设置在磁铁支架的一端，磁铁支架的另一端套设在伞齿轮换向器的从动轴上，并通过螺帽进行固定，实现磁铁支架与从动轴的固定连接，便于带动磁铁进行转动。
23.7、本实用新型磁铁支架与主动轴之间设置有紧固螺钉，增加磁铁支架与从动轴的连接强度，防止转动过程中螺帽松动，影响演示效果。
24.8、本实用新型磁铁通过夹体可拆卸夹紧在磁铁支架的一端，可拆卸设置，便于更换磁铁，改变磁场的强度，从而在演示中使演示效果更佳直观。
25.9、本实用新型横梁中部设置有嵌有轴承的通孔，横梁支架的另一端伸入轴承的内圈中，通过轴承的设置，进一步减小横梁支架与横梁之间的摩擦力，便于横梁进行转动，增强演示效果。
26.附图说明：
27.图1为楞次定律教学演示仪器的结构示意图。
28.图2为楞次定律教学演示仪器的内部剖视图。
29.图3为横梁支架与横梁的结构示意图。
30.图4为楞次定律教学演示仪器的演示状态图。
31.具体实施方式：
32.实施例：参见图1、图2、图3和图4，图中，1
‑
闭合金属环，2
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非闭合金属环，3
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磁铁，4
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底座，5
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底盘，6
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传动机构，7
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横梁，8
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横梁支架，9
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磁铁支架，10
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磁铁，11
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摇柄，12
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螺帽，13
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紧固螺钉，14
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夹体，15
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轴承；61
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伞齿轮换向器、62
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摇柄、a
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主动齿轮、b
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从动齿轮。
33.楞次定律教学演示仪器，包括支座、金属环和磁铁，金属环为一个闭合金属环和一个非闭合金属环，两个金属环通过旋转支撑装置转动设置在支座上，磁铁在设置在支座内传动机构的带动下进行转动，并推动金属环进行转动；通过支座、金属环和磁铁之间的配合，通过磁铁的转动改变磁通量，当金属环跟随磁铁进行转动时，使通过金属环的磁通量保持一致，从而完成对楞次定律的演示，通过金属环的转动直观的看出阻碍原磁通量的变化，不用依靠抽象思维来理解，直观方便，便于快速掌握，学习效率高。
34.下面结合附图和实施例对本技术进行详细描述。
35.实施例一：
36.金属环为一个闭合金属环1和一个非闭合金属环2，两个金属环通过旋转支撑装置转动设置在支座上，磁铁3在设置在支座内传动机构6的带动下进行转动，并推动金属环进行转动；支座包括底座4和底盘5，底盘5盖设在底座4上，并形成用于放置传动机构6的腔室，且底盘5上设置有供传动机构6伸出的圆孔；旋转支撑装置包括横梁7和横梁支架8，横梁支架8的一端贯穿传动机构6，伸入并固定在底座4底部，横梁支架8的另一端呈圆锥状，并对两端设置有金属环的横梁7中部进行转动支撑。
37.底盘5盖设在底座4上，并形成用于放置传动机构6的腔室，且底盘5上设置有供传动机构6伸出的圆孔，对传动装置6进行支撑固定的同时，传动机构6伸出腔室带动磁铁支架9和磁铁10进行转动，完成磁铁10靠近金属环或远离金属环操作，形成调整磁通量的变化。
38.闭合金属环1和非闭合金属2环设置在横梁7的两端，且横梁7中部通过横梁支架8转动设置在支座上，两个金属环实现横梁7平衡的同时，通过改变金属环闭合和非闭合结构，通过磁铁10靠近两个金属环时，金属环是否转动，实现对楞次定律中产生感应电流的基础进行演示，形象直观。
39.横梁支架8不随转动机构6进行转动，其仅仅是对横梁7进行支撑，同时横梁7另一端部呈圆锥状，减少其与横梁7的接触面积，减少摩擦力，便于横梁7进行转动。
40.传动机构6包括伞齿轮换向器61和摇柄62，伞齿轮换向器61的从动轴通过圆孔伸出腔室，伞齿轮换向器61的主动轴与贯穿底座4的摇柄11连接，并通过摇柄11带动从动轴转动；从动轴伸出腔室，便于与磁铁支架9进行连接，动过摇动摇柄11，实现伞齿轮换向器61中主动齿轮a带动从动齿轮b转动，从而实现从动轴的转动，改变转动方向，便于进行转动操作。
41.磁铁10设置在磁铁支架9的一端，磁铁支架9的另一端套设在伞齿轮换向器61的从动轴上，并通过螺帽12进行固定；实现磁铁支架9与从动轴的固定连接，便于带动磁铁10进行转动。
42.磁铁支架9与主动轴之间设置有紧固螺钉13；增加磁铁支架9与从动轴的连接强度，防止转动过程中螺帽12松动，影响演示效果。
43.实施例二：
44.本实施例是在实施例一的基础上增加夹体14等技术特征获得的，其余技术特征与
实施例一相同，相同之处在此不做赘述，其中增加的技术特征的详细描述为：磁铁10通过夹体14可拆卸夹紧在磁铁支架9的一端。
45.磁铁10通过夹体14可拆卸夹紧在磁铁支架9的一端，可拆卸设置，便于更换磁铁10，改变磁场的强度，从而在演示中使演示效果更佳直观。
46.实施例三：
47.本实施例是在实施例二的基础上轴承15等技术特征获得的，其余技术特征与实施例二相同，相同之处在此不做赘述，其中增加的技术特征的详细描述为：横梁7中部设置有嵌有轴承15的通孔，横梁支架8的另一端伸入轴承15的内圈中。
48.通过轴承15的设置，进一步减小横梁支架8与横梁7之间的摩擦力，便于横梁7进行转动，增强演示效果。
49.使用时，顺时针摇动摇柄62，让磁铁10靠近闭合金属环1，由楞次定律可知，当磁体(磁铁10)和闭合导体（闭合金属环1）靠近时，在闭合导体（闭合金属环1）中将产生感应电流，感应电流的磁场与外加磁体（磁铁10）的磁场发生相互作用，闭合导体（闭合金属环1）就随着外加磁体（磁铁10）的运动而运动起来。
50.逆时针摇动摇柄62，让磁铁10靠近非闭合金属环2，由于在非闭合金属环2中没有产生感应电流，所以非闭合金属环2就不会随磁铁10的转动而转动。
51.其中，磁铁10转动的过程为：摇柄62转动带动主动轴和主动齿轮a转动，主动齿轮a与从动齿轮b啮合，主动齿轮a带动从动齿轮b和从动轴进行转动，从而实现连接在从动轴上的磁铁10进行转动。
52.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。