[发明专利]偶极磁场验证磁陀螺

说明书

技术领域

本发明涉及一种科学实验器材，尤其涉及一种可验证偶极磁场的磁陀螺。

背景技术

依着科教兴国战略的一步一步实施，对科学技术的研究、对学生可续知识的普及显得越来越重要。实验仪器、设备的重要性不言而喻，没有合适的实验仪器、设备，很难进行科研、教学。

在针对物理的教学实践中，关于“场”的概念比较抽象，对学生而言，较难理解。而“场”却是物理学中很重要的一个概念，例如偶极磁场不仅对于电场研究很重要，在比较前沿的空间物理学上也是基础性的知识。但是一直没有合适的科学实验器材来帮助学生理解偶极磁场，在知识的教授中，有一些缺憾。

发明内容

本发明提供了一种偶极磁场验证磁陀螺，能通俗、明了地演示偶极磁场的作用情况、验证偶极磁场的存在。

本发明为一种偶极磁场验证磁陀螺，包括轴承、外壳、内芯、轴芯、滑轮，具体的，所述外壳为光滑的空心球体；所述内芯为磁粉，密封置于所述外壳内；所述轴芯为一根穿透外壳且长度超过外壳直径的铁针，并与所述外壳位置相对固定；所述滑轮内圈与所述外壳于相切并且固定，并且所述轴芯的尖端穿过滑轮圆心；所述轴承活动地置于所述外壳上与所述滑轮相对的位置。

上述偶极磁场验证磁陀螺，其中，所述轴承的制作材质为不锈钢。

上述偶极磁场验证磁陀螺，其中，所述滑轮的制作材质为不锈钢。

上述偶极磁场验证磁陀螺，其中，所述外壳的制作材质为塑料或不锈钢。

上述偶极磁场验证磁陀螺，其中，所述轴芯、滑轮与所述外壳的固定方式采用粘连固定。

上述偶极磁场验证磁陀螺，其中，所述充当内芯的磁粉为粉末状钕铁硼磁铁。

本发明偶极磁场验证磁陀螺有诸多优点：操作简单，使用方便，能清楚演示偶极磁场的作用情况，简明验证偶极磁场的存在，有助于解释电流方向与磁场方向垂直的原因，有助于理解天体运转的一般规律。

附图说明

图1为本发明偶极磁场验证磁陀螺的结构示意图；

图2为本发明偶极磁场验证磁陀螺的操作效果示意图；

图3为本发明偶极磁场验证磁陀螺的操作效果示意图；

图4为本发明偶极磁场验证磁陀螺的操作效果示意图；

图5为本发明偶极磁场验证磁陀螺的操作效果示意图。

具体实施方式

参照图1、图2、图3、图4及图5，对本发明的具体实施介绍如下：

实施方式（一）：

如图1所示，本发明提供一种偶极磁场验证磁陀螺，包括：轴承1、外壳2、内芯3、轴芯4、滑轮5。所述外壳2为不锈钢材质的光滑球体，将钕铁硼磁铁粉作为内芯3密封在所述外壳2内；将一根长度超过外壳2直径的铁针作为轴芯4穿透外壳2并与外壳2通过粘连方式固定相对位置；所述不锈钢材质的滑轮5的内圈与所述外壳2相切并且通过粘连方式固定相对位置，而且所述轴芯4的尖端穿过滑轮5的圆心；所述不锈钢材质的轴承1活动地置于所述外壳2上与所述滑轮5相对的位置上。

如图2及图3所示，取一根软绳缠绕在滑轮5上，将轴芯4的尖端置于平面，把轴承1活动置于所述外壳2上与滑轮5相对的位置，快速抽拉软绳，所述偶极磁场验证陀螺快速旋转。用磁铁放置在偶极磁场验证磁陀螺上方，S极指向偶极磁场验证磁陀螺，待偶极磁场验证磁陀螺停止旋转后再用指南针放置在偶极磁场验证磁陀螺上方，显示偶极磁场验证磁陀螺的上端为N极。同理，当磁铁N极指向偶极磁场验证磁陀螺，待偶极磁场验证磁陀螺停止旋转后再用指南针放置在偶极磁场验证磁陀螺上方，显示偶极磁场验证磁陀螺的上端为S极。本发明提供的偶极磁场验证磁陀螺，通过上述操作证明在偶极磁场验证磁陀螺旋转时一侧放置磁铁，结果会使转轴上产生偶极磁场，并且在外界磁场改变后，陀螺的磁极也会相应改变。

实施方式（二）

如图4所示，取一根软绳缠绕在滑轮5上，将轴芯4的尖端置于平面，把轴承1活动置于所述外壳2上与滑轮5相对的位置，快速抽拉软绳，所述偶极磁场验证陀螺快速旋转。用磁铁从斜上方靠近垂直旋转的偶极磁场验证陀螺，偶极磁场验证陀螺会沿着轴芯4的方向发生倾斜直至转动轴方向与磁铁的磁极方向在一直线。

同样的，如图5所示，在图4所示的旋转过程为基础，用磁铁从垂直上方靠近斜向旋转的偶极磁场验证陀螺，偶极磁场验证陀螺会沿着轴芯4的方向从斜向旋转直到垂直旋转，使转动轴方向与磁铁的磁极方向在一直线上。

本发明提供的偶极磁场验证磁陀螺，通过上述操作证明在偶极磁场验证磁陀螺旋转时，外磁场会使旋转的磁性球体的磁场方向发生改变，使旋转轴与外磁场磁极在同一直线上。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。