[实用新型]一种新型法拉第电磁感应定律验证实验仪

说明书

本实用新型公开一种新型法拉第电磁感应定律验证实验仪，属于物理实验教学仪器领域。现阶段高中物理法拉第电磁感应定律的验证实验停留在定性研究。本仪器主要由可调高度和宽度的绝缘支架，测量导体棒速度的光电门，提供磁场的磁铁构成。实验仪利用导体棒在金属线框中切割磁感线的运动来探究感应电动势的相关因素，验证感应电动势分别与磁感应强度大小，切割磁感线的棒长和导体棒速度成正比，即定量验证E＝BLV的正确性。解决了高中物理法拉第电磁感应定律定量实验验证的困难，使学生能直观理解公式E＝BLV中，感应电动势E与磁场强度B，导体棒长度L，导体棒速度V之间的定量关系。

技术领域

本实用新型涉及一种新型法拉第电磁感应定律验证实验仪，属于物理实验教学仪器领域。

背景技术

目前，高中物理教学中，讲解法拉第电磁感应定律一般都利用实验对此进行定性研究。现有探究感应电动势大小的实验模型主要有两种，一种是向线圈中插入条形磁铁的实验，另一种是用导体在金属线框中切割磁感线运动的实验。上述的两种定量验证实验均是在向线圈中插入条形磁铁的实验基础上进行改进的。以上两种方法只能定性探究法拉第电磁感应定律，而若要定量验证法拉第电磁感应定律，主要的难点有磁感应强度的大小改变及测量，导体棒的长度变化准确，以及导体棒速度的控制和测量等。基于以上问题的思考，我认为有必要设计出可定量验证法拉第电磁感应定律的实验仪器。

发明内容

为了解决高中物理教学中法拉第电磁感应定律无法定量验证的问题，本实用新型提供一种可调高度和宽度的绝缘支架和一个小型电动机配合光电门测速的仪器解决，实验仪器利用导体棒在金属线框中切割磁感线的运动来探究感应电动势的相关因素，验证感应电动势分别与磁感应强度大小，切割磁感线的棒长和导体棒速度成正比，即定量验证E＝BLV的正确性。

上述的新型法拉第电磁感应定律验证实验仪，底座由一块方形的绝缘木板构成，利用螺帽螺母结构在木板表面四个顶点处固定4根绝缘棒固定支架件2，13，15，17。

在绝缘棒固定支架件2，13，15，17上利用双顶丝十字固定夹3，12，14，18垂直水平固定的的绝缘杆6，16，两根绝缘杆6，16位置为非邻边，处于相对位置。

利用双顶丝十字固定夹3，12，14，18可以在绝缘棒固定支架件2，13，15，17上下移动，即可以调节两根水平绝缘杆6，16的高度。

上述的新型法拉第电磁感应定律验证实验仪，在水平放置的绝缘杆6，16上用十字通空固定夹4，11，21，22固定两根较粗的光滑铜棒10，19构成导轨。由于铜的导电率很高，而且长度不长可以几乎不计电阻，对电路的影响很小。可以滑动导体棒8在光滑铜棒上滑动，导轨两端是可以移动的十字通空固定夹4，11，21，22，可以自行根据实验需要调节改变导轨宽度，也就是改变了可以滑动导体棒8的长度，即法拉第电磁感应定律中的L。

双顶丝十字固定夹3，12，14，18可以调节光滑铜棒10，19与磁铁9的高度差，实现导轨处磁场强度变化的功能，越靠近磁铁9，磁场B就越大。其中法拉第电磁感应定律中磁场的大小B用特斯拉计测量即可得到。其中，绝缘杆6，16比光滑铜棒10，19低一些。

上述的新型法拉第电磁感应定律验证实验仪，在底座装有一个可以调速的小型电动机5，通过细绳7牵引滑动导棒8在光滑铜棒10，19构成导轨上运动，调速的小型电动机5可以分别安装在绝缘杆6，16下边。细绳7可以通过绝缘杆6，16滑动，也就是细绳7拉动滑动导棒8可以保持稳定。通过对小型电动机5转速的调节达到对导体棒运动速度V的调节效果。

上述的新型法拉第电磁感应定律验证实验仪，在导轨旁底座上装有两个光电门1，20，光电门1，20通过计时器可以准确得测出导体棒通过对应磁场强度区域的运动速度V。