[实用新型]一种复合场作用下圆周运动演示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种物理实验演示装置，尤其是一种复合场作用下圆周运动演示装置。

背景技术

圆周运动，作为高中物理学中的初级课程被收录于现行使用的教科书中。但现有的演示教具中并没有可以对竖直平面内的物体进行完整圆周运动的实验演示装置。无法对学生的学习提供直观立体的演示实验，从而造成只能对学生通过课本内的附图或相关知识进行片面的讲解，因此往往会使学生对知识点理解不充分，造成学生的困扰，甚至降低学生对物理学知识的兴趣。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种直观立体，可对竖直平面内物体的圆周运动进行演示的一种复合场作用下圆周运动演示装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种复合场作用下圆周运动演示装置，其特征在于：包括一底座，该底座两侧端部分别制出一电极板，该两电极板连通有直流电源形成闭合电路，所述两电极板之间的底座内固装有一可供金属球滚动的圆形导轨，所述圆形导轨旁侧的底座内制有一电刷架，该电刷架的上端部制有一用于使金属球带电的电刷，所述电刷与圆形导轨的圆心水平位置相平齐，该电刷与所述圆形导轨的一侧内壁相对位。

而且，所述圆形导轨外壁与所述电刷相对位置安装有一用于吸附静置金属球的电磁铁。

而且，所述圆形导轨内制有凹槽，所述凹槽的内径与所述金属球的外径相对应。

而且，所述底座内制有直流电源，该直流电源两极分别与两所述电极板相连通形成闭合电路，该闭合电路内接通有一变阻器。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型中，底座内制出的两电极板可形成一稳定电场，底座内制出的电刷可使金属球带电，所述金属球带电后在圆形导轨内滚落的过程中配合足够大的电场力，可使金属球受到的电场力与其受到的其他外力相等，从而保证金属球可在有初速度的情况下绕圆形导轨进行圆周运动，从而对物体的圆周运动进行演示；所述圆形导轨外壁制出的电磁铁在闭合式可将金属固定在释放金属球的初始位置；圆形导轨内制出的凹槽可使金属球绕圆形导轨做平稳圆周运动，避免飞离圆形导轨；闭合电路中接通的变阻器可使电路中的电压可调，从而定量的研究电场力对金属球的作用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的右视图。

具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型作详细说明，所述实施例是说明性的，而非限制性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种复合场作用下圆周运动演示装置，本实用新型创新在于，包括一底座5，该底座两侧端部分别制出一电极板2，该两电极板连通有直流电源9形成闭合电路，所述两电极板之间的底座内通过支架6固装有一可供金属球3滚动的圆形导轨1，所述圆形导轨旁侧的底座内制有一电刷架8，该电刷架的上端部制有一用于使金属球带电的电刷7，所述电刷与圆形导轨的圆心水平位置相平齐，该电刷与所述圆形导轨的一侧内壁相对位。所述圆形导轨内制有凹槽，所述凹槽的内径与所述金属球的外径相对应。

本实施例中，为了便于金属球在初始位置内的放置与滚落，所述圆形导轨外壁与所述电刷相对位置安装有一用于吸附静置金属球的电磁铁4。

本实施例中，为了便于对物体圆周运动进行定量的研究，所述底座内制有直流电源，该直流电源两极分别与两所述电极板通过导线11相连通形成闭合电路，该闭合电路内接通有一变阻器10。图1中右侧电极板带负电，左侧电极板带正电，金属球经电刷后带负电。

本实用新型的使用过程是：

本实用新型使用时，使用者首先将金属球通过闭合电路的电磁铁固定在圆形导轨内与圆心水平位置平齐的初始位置，在将直流电路闭合后，使用者断开电磁铁的电路，从而使金属球无初速度的滚落。

在金属球放落的瞬间，由于金属球与带电的电刷直接接触，因此此时金属球带负电滚落，在圆形导轨的下半圆处被电场力驱动加速，当金属球运行到圆形导轨的上半圆时，调整变阻器，使两个电极板的电压减小，电场力减小(此时金属球受到电场力的阻力)，金属球继续沿着圆形导轨滚动，进入圆形导轨下半圆后调整变阻器，使两个电极板的电压增大，电场力变大，不断重复，金属球可沿着圆形导轨不断转动，从而完成演示实验。

在实验过程中，使用者还可外接电压表以测量直流电路中的电压，从而对电场力进行定量的分析计算。

本实用新型中，底座内制出的两电极板可形成一稳定电场，底座内制出的电刷可使金属球带电，所述金属球带电后在圆形导轨内滚落的过程中配合足够大的电场力，可使金属球受到的电场力与其受到的其他外力相等，从而保证金属球可在有初速度的情况下绕圆形导轨进行圆周运动，从而对物体的圆周运动进行演示；所述圆形导轨外壁制出的电磁铁在闭合式可将金属固定在释放金属球的初始位置；圆形导轨内制出的凹槽可使金属球绕圆形导轨做平稳圆周运动，避免飞离圆形导轨；闭合电路中接通的变阻器可使电路中的电压可调，从而定量的研究电场力对金属球的作用。