[实用新型]一种直线与圆位置关系演示教具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直线与圆位置关系演示教具，属于几何演示教具。

背景技术

直线与圆的位置关系有三种：相切、相离和相交。当直线与圆相切时，直线与圆有一个交点，同时，直线到圆心的距离等于圆的半径；当直线与圆相离时，直线与圆没有交点，同时，直线到圆心的距离大于圆的半径；当直线与圆相交时，直线与圆有两个交点，同时，直线到圆心的距离小于圆的半径。在中学数学课上，老师需要将直线与圆的三种位置关系及判断方法教给学生，然而，由于缺乏专门的演示教具，老师只能在黑板上画出圆形，然后通过平移直尺的方法将直线与圆的三种位置关系展示给学生，不但操作麻烦，而且缺乏趣味性。     

实用新型内容

本实用新型针对背景技术中的问题，提出一种直线与圆位置关系演示教具。

本实用新型为解决以上问题，采用如下技术方案：      

一种直线与圆位置关系演示教具，包括基板、横杆、相切指示灯、相离指示灯以及相交指示灯；所述基板正面设有圆环，基板顶部设有顶板；所述横杆通过至少一根伸缩杆与顶板连接；所述圆环上设有光电开关；在基板上位于圆环圆心处设有磁性开关；所述横杆上设有一个磁铁；所述磁性开关、光电开关和磁铁位于同一竖直线上；所述磁性开关的检测距离与圆环半径相等；所述相切指示灯通过光电开关的常开触点与电源连接；所述相离指示灯依次通过光电开关的常闭触点和磁性开关的常闭触点与电源连接；所述相交指示灯依次通过光电开关的常闭触点和磁性开关的常开触点与电源连接。

进一步地，所述伸缩杆包括外空心管和内空心管，所述内空心管外径小于外空心管内径，内空心管一端与横杆连接，内空心管另一端伸入外空心管一端，所述外空心管另一端与顶板连接。

作为方案优化，所述横杆和顶板之间还连有弹簧。

技术效果：

1、本实用新型能自动判断出横杆与圆环的位置关系，并通过不同的指示灯表示出来，演示十分方便。

2、本实用新型具有一定的趣味性，能提高学生的学习兴趣。

3、通过伸缩杆对横杆的移动进行导向，横杆在上下运动时不会发生水平位移，保证了演示效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是横杆与圆环相切时的状态图。

图3是横杆与圆环相离时的状态图。

图4是横杆与圆环相交时的状态图

图1~图4中标号名称：1、基板；2、圆环；3、顶板；4、横杆；5、弹簧；6、光电开关；7、磁性开关；8、磁铁；9、相切指示灯；10、相离指示灯；11、相交指示灯；12、外空心管；13、内空心管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案做进一步详细地介绍：

本实用新型的结构如图1所示，包括基板1、横杆4、相切指示灯9、相离指示灯10以及相交指示灯11；所述基板1正面设有圆环2，基板1顶部设有顶板3；所述横杆4通过至少一根伸缩杆与顶板3连接；所述圆环2上设有光电开关6；在基板1上位于圆环2圆心处设有磁性开关7；所述横杆4上设有一个磁铁8；所述磁性开关7、光电开关6和磁铁8位于同一竖直线上；所述磁性开关7的检测距离与圆环2半径相等；所述相切指示灯9通过光电开关6的常开触点与电源连接；所述相离指示灯10依次通过光电开关6的常闭触点和磁性开关7的常闭触点与电源连接；所述相交指示灯11依次通过光电开关6的常闭触点和磁性开关7的常开触点与电源连接。

所述伸缩杆包括外空心管12和内空心管13，所述内空心管13外径小于外空心管12内径，内空心管13一端与横杆4连接，内空心管13另一端伸入外空心管12一端，所述外空心管12另一端与顶板3连接。伸缩杆用于对横杆4起导向作用，避免横杆4在上下运动时发生水平位移。

所述横杆4和顶板3之间还连有弹簧5，用于对横杆4提供复位力。

所述相切指示灯9、相离指示灯10和相交指示灯11可采用不同颜色的LED指示灯。

所述光电开关6采用南京曼吉思电气有限公司型号为MJS-FS50-JK的漫反射光电开关。当横杆4到达光电开关6所在的位置时，光电开关6发出的光束会被横杆4反射回去，光电开关6的常开触点闭合，常闭触点断开；当横杆4离开光电开关6所在的位置时，光电开关6发出的光束不会被反射回去，光电开关6的常开触点断开，常闭触点闭合。