[发明专利]法拉第电磁感应定律分析探究演示仪

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种物理实验装置，特别是定量探究和演示法拉第电磁感应定律 所用的实验装置。

背景技术

在中学物理中电学是很重要的一大部分，而法拉第电磁感应定律则是中学物理电学部分中一个很重要的电学定律，法拉第电磁感应的内容是：当回路的磁通量发生变化时，回路中感应电动势的大小和穿过回路的磁通量变化率成正比，如果是多匝线圈则为。以往在教学过程中，由于没有专门的设备，教师们往往只是对照课本的图例来进行讲解，由于没有形象的演示，学生对于法拉第电磁感应定律的印象不深刻，效果较差。即使有实验演示，也往往都是使用条形磁铁、线圈和检流计按照图1所示的方法来完成，只能粗略的进行定性演示，无法证明电动势的大小正比于磁通量变化量和时间的比值并且与电磁感应线圈的匝数成正比。

现有的法拉第电磁感应定律定量分析仪器只能定性，或者是半定量粗略地研究法 拉第电磁感应定律。专利号为200720118739.8的实用新型专利为了改变穿过线圈的磁感应 强度采取的做法是利用一个传动带带动永久磁铁穿过线圈，通过对传动轮速度的控制，来 改变永磁体以不同的速度穿过线圈，产生不同的感应电动势，完成对法拉第电磁感应定律 的定量探究。这样的设计存在的问题是皮带传动的传动轮是圆形的，而永磁体是方形的，永 磁体在带轮上的安装固定存在问题，速度快了皮带和永磁体就会从带轮上脱落，另外该发 明只能改变永磁体切割线圈的速度，无法改变永磁体产生的磁感应强度的大小，仪器存在 明显不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有法拉第电磁感应定律的装置不能很好演示和精确定 量探究分析，只能进行定性或半定量分析的缺点，提供一个法拉第电磁感应定律定量分析 探究和演示装置，所述装置不但能进行更好的演示而且还可完成定量分析和探究。

为实现上述目的，本发明的方案为：一种法拉弟电磁感应定律分析探究演示仪，其 特别之处在于：有一带底座的立板，一调速电机安装在立板的背面，调速电机的轴端穿过立 板上的孔伸出到立板的前面，一长条形木块的中心穿过电机轴端并固定，木块的两端分别 对称的开有多个圆孔，每一圆孔内安装强力纽扣磁铁，有多个抽头的测量用电磁线圈和一 组演示线圈安装在由长形木块沿中心旋转其端部在立板上所形成的环形圈内，一个电压传 感器与测量用电磁线圈的多个抽头相连，电压传感器与一个数据处理装置相连。

采用上述方案的实验装置通过调速电机带动木块旋转，木块的两端安装有强力纽扣磁铁，通过改变电机的转速可改变磁体切割线圈的速度，通过改变木块上磁铁安放数量的多少可改变磁体切割线圈的磁感应强度，通过改变测量线圈的匝数抽头可改变线圈的匝数，通过电压传感器测量不同情况下测量线圈中产生的感应电动势的大小，从而完成法拉第电磁感应定律定量分析探究，通过对测量数据进行处理，可归纳总结得出法拉第电磁感应定律的数学表达式；通过在演示线圈中接入反向并联的两组发光二极管并观察其发光情况可演示线圈切割磁场产生感应电动势的电磁感应现象，形象而可靠地演示了法拉第电磁感应定律，从而实现了本发明的目的。

下面结合图示及实施例对方案作更详细的说明。

附图说明

图1为已有技术的法拉第电磁感应定律演示仪；

图2为法拉第电磁感应定量分析探究演示仪的主视图；

图3为图2中的A-A剖视图；

图4为图2中测量线圈抽头接线图；

图5为图2中测量线圈结构图；

图6为图2中演示线圈与红、绿发光二极管的接线图；

图7为线圈400匝，3块磁铁，改变电机转速使Δt改变时得图；

图8为线圈400匝，电机电压10V，改变磁铁个数使磁场强度B改变得到的图；

图9为3块磁铁，电机电压为10伏，改变测量线圈的匝数使N改变得到图。

具体实施方式