[实用新型]洛仑兹力演示器

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种常用的洛仑兹力演示装置，可演示运动电子在磁场中受到洛仑兹力和在电场中的偏转等物理现象的实验仪器，属于教育教学实验装备领域。

背景技术

目前，公知的洛仑兹力演示器有两类：第一类是液体式洛仑兹力演示器，演示时需将硫酸铜溶液倒入电解槽并放入塑料小球或纸屑，励磁线圈环绕在电解槽外部，给励磁线圈通电后产生磁场，小球或纸屑和硫酸铜溶液在磁场力作用下运动，根据运动方向判定洛仑兹力的方向，该演示器是以宏观物体的运动展示微观粒子受到的洛仑兹力，不能直接地演示运动电子在磁场中的受力情况，也不能演示电子在电场中的偏转。第二类是电子束演示器，由阴极射线管、加速极、偏转板、电源等部分组成。电源为阴极射线管、加速极及偏转板提供所需电压，通电后，阴极射线管产生的电子束在加速极的作用下运动，经过偏转板时可发生偏转，外加磁铁时可演示电子在磁场中的运动轨迹，但该演示器由于受到外加磁铁磁场分布的限制，电子难以形成有规律的轨迹，并且不能定性地测量。教师在演示实验时，很难将实验结果融入到洛仑兹力计算式上，对学生理解学习洛仑兹力课程内容作用不大。

实用新型内容

为克服上述两类洛仑兹力演示器的缺陷，本实用新型解决了现有技术中的上述不足，在上述第二类洛仑兹力演示器的基础上进行了有益的改进。

本实用新型为解决上述技术问题采用了以下技术方案：

本实用新型由暗木箱、励磁线圈、洛仑兹力管、带游标的标尺、角度尺、指针、电源机箱主体、电源机箱上盖、转盘组成；电源机箱主体和电源机箱上盖通过螺钉连接在一起，电源机箱主体内部有电源变压器和电源线路板，电源机箱主体正面设置有偏转板电压方向开关、偏转板电压幅值旋钮、加速极电压调节旋钮、加速极电压表、励磁电流表、励磁电流幅值旋钮、仪器电源开关、励磁电流方向开关；电源机箱主体背面设置有～220V电源连接线座、励磁电流外接电流表接线柱、加速极电压外接电压表接线柱，在励磁电流外接电流表的两个接线柱之间跨接一个铜片，使用外接电流表时应取下该铜片；在洛仑兹力管的颈部套入圆环型的角度尺，角度尺上的0°线与洛仑兹力管内部发射出的电子束所在的竖直平面重合；洛仑兹力管的引出管脚对应的插入转盘内，转盘分为上、下两个转轮，上轮上设置有一滚花螺钉，必要时可固定转盘在电源机箱上盖上防止转动；下转轮带有与洛仑兹力管引出管脚相对应的引线孔，洛仑兹力管插入后可将其各引脚通过导线连接到电源线路板；上、下转轮通过螺钉和螺母套入电源机箱上盖的中心开孔内，转盘自由转动时带动洛仑兹力管转动；指针是用来指示当前洛仑兹力管所处的旋转角度，用螺钉固定在电源机箱上盖上，正对着角度尺的刻度线；励磁线圈是由两只相同的线圈串联而成，两线圈相互平行同轴放置，两线圈之间的放置距离等于线圈的半径，当线圈通电后，在两线圈轴线中点附近可得到一个均匀的磁场，励磁线圈通过螺钉固定在电源机箱上盖上，洛仑兹力管处于励磁线圈正中心；在励磁线圈的正面线圈中间水平横向装上一个带游标的标尺，带游标的标尺可在20mm范围内上下调动，用于确定电子束径迹圆的中心线；游标可在标尺上滑动，用于确定电子圆周运动时形成的径迹圆的直径；为增强演示时观察效果及保护洛仑兹力管，以上组装好的仪器装入暗木箱，在暗木箱内部面均涂上无光黑漆，暗木箱正面可以拆卸，暗木箱底部用紧固螺丝将暗木箱底框与电源机箱主体底部进行连接加固。

本实用新型的有益效果是：仪器内部光束效果明显、可见度大，可以演示磁场对运动电子的洛仑兹力、演示电子束在匀强磁场中的偏转和圆周运动、可观察电子束在三维空间的运动径迹、测定电子的荷质比及演示电子束在电场力作用下的偏转运动，教师还可以根据电磁学教学内容灵活的组织试验。同时可以将洛仑兹力的物理计算公式融入试验，加深学生对洛仑兹力课程内容的印象。能够定实现定性的演示和定量的测量，让学生通俗理解电磁学整章课程实验内容。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的前视图。

图2是本实用新型的轴测图。

图3是本实用新型的后视图。

图4是本实用新型部分组装轴测图