專利名稱：一種地磁場(chǎng)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及演示動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的實(shí)驗(yàn)儀器，屬于物理實(shí)驗(yàn)儀器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)在物理及相關(guān)學(xué)科教學(xué)中是一個(gè)很重要的內(nèi)容，以往演示實(shí)驗(yàn)大多在磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)中導(dǎo)體做切割磁力線運(yùn)動(dòng)來(lái)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，由于導(dǎo)體長(zhǎng)度短運(yùn)動(dòng)空間受限不宜觀察，為使演示效果好，需要足夠強(qiáng)的磁體才能演示，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)快慢不好控制，導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向也需要人為干預(yù)，在教材和有關(guān)問(wèn)題討論中我們常常提到在均勻磁場(chǎng)中的問(wèn)題，沒有相應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)儀器需要重新設(shè)計(jì)，如何實(shí)現(xiàn)在均勻磁場(chǎng)下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向和速度大小自動(dòng)改變，能很好的演示動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的一些內(nèi)容。且成本低、簡(jiǎn)單易行及操作方便的實(shí)驗(yàn)儀器，本專利就要解決這個(gè)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利解決演示動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的實(shí)驗(yàn)儀器，著重解決在均勻磁場(chǎng)中的導(dǎo)體自動(dòng)改變運(yùn)動(dòng)方向和速度大小產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的實(shí)驗(yàn)裝置。本發(fā)明專利技術(shù)方案一種地磁場(chǎng)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)實(shí)驗(yàn)儀，是由導(dǎo)體桿、小磁針、支架和毫伏表等構(gòu)成，其特征是在水平放置的底盤上，將矩形支架的平面過(guò)底盤的中心與底盤豎直固定；小磁針(指南針)的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)細(xì)直桿的中心孔固定在底盤的中心上，細(xì)直桿在底盤的表面可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)讓細(xì)直桿與小磁針指向平行來(lái)代表地磁場(chǎng)方向；小磁針的正上方對(duì)應(yīng)的支架處固定一垂直于支架的水平轉(zhuǎn)軸，將一端打孔的導(dǎo)體桿懸掛在水平轉(zhuǎn)軸上，導(dǎo)體桿可以在平行于支架的豎直平面內(nèi)自由擺動(dòng)，導(dǎo)體桿的打孔端與一柔軟導(dǎo)線連接在毫伏表的電壓輸入接口。實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)底盤調(diào)整支架平面與小磁針指向的夾角，轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)直桿與小磁針指向平行，細(xì)直桿的方向代表磁場(chǎng)方向，支架平面代表導(dǎo)體桿的運(yùn)動(dòng)平面， 拉起導(dǎo)體桿釋放，就可以通過(guò)毫伏表觀測(cè)到隨著導(dǎo)體桿擺動(dòng)的電動(dòng)勢(shì)大小和方向。在普通實(shí)驗(yàn)室條件下很難形成較大的均勻磁場(chǎng)空間，我們發(fā)現(xiàn)生活的地球就是一個(gè)很穩(wěn)定的磁場(chǎng)空間，且在地球表面附近磁場(chǎng)均勻，根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)公式ε = I (ν χ 5) · //如附

圖1，對(duì)于一個(gè)在地球表面附近的豎直平面內(nèi)擺動(dòng)的導(dǎo)體長(zhǎng)度為L(zhǎng)，質(zhì)量為m， 地磁感應(yīng)強(qiáng)度為云,瞬時(shí)導(dǎo)體微元dl運(yùn)動(dòng)速度i；與云夾角釣，擺動(dòng)角速度為ω，則動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)
的方向可由右手法則判斷，大小為M = I^SZ2Sin釣設(shè)導(dǎo)體對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I，最初釋放擺角(導(dǎo)體與豎直線夾角)為θ μ忽略摩擦和空氣阻尼，瞬時(shí)擺角為θ，考慮導(dǎo)體擺動(dòng)平面與云夾角ρ和θ容易測(cè)量，釣用ρ和θ來(lái)表示，由幾何關(guān)系αοι = coi/cos(9 ,ac = cox-tgd ，
(ab)2 = (αο,)2 +(bo])2 - 2ao^bov cosφχ ，
權(quán)利要求
1. 一種地磁場(chǎng)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)實(shí)驗(yàn)儀，是由導(dǎo)體桿(5)、小磁針(3)、支架(2)和毫伏表(7) 等構(gòu)成，其特征是在水平放置的底盤⑴上，將矩形支架⑵的平面過(guò)底盤⑴的中心與底盤(1)豎直固定；小磁針(3)的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)細(xì)直桿(6)的中心孔固定在底盤(1)的中心上； 小磁針(3)的正上方對(duì)應(yīng)的支架(2)處固定一垂直于支架(2)的水平轉(zhuǎn)軸(4)，將一端打孔的導(dǎo)體桿(5)懸掛在水平轉(zhuǎn)軸(4)上，導(dǎo)體桿(5)可以在平行于支架(2)的平面內(nèi)自由擺動(dòng)，導(dǎo)體桿(5)的打孔端與一柔軟導(dǎo)線(8)連接在毫伏表(7)的電壓輸入接口。
全文摘要
一種地磁場(chǎng)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)實(shí)驗(yàn)儀，屬于物理實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域。是由導(dǎo)體桿(5)、小磁針(3)、支架(2)和毫伏表(7)等構(gòu)成，其特征是在水平放置的底盤(1)上，將矩形支架(2)的平面過(guò)底盤(1)的中心與底盤(1)豎直固定；小磁針(3)的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)細(xì)直桿(6)的中心孔固定在底盤(1)的中心上；小磁針(3)的正上方對(duì)應(yīng)的支架(2)處固定一垂直于支架(2)的水平轉(zhuǎn)軸(4)，將一端打孔的導(dǎo)體桿(5)懸掛在水平轉(zhuǎn)軸(4)上，導(dǎo)體桿(5)可以在平行于支架(2)的平面內(nèi)自由擺動(dòng)，導(dǎo)體桿(5)的打孔端與一柔軟導(dǎo)線(8)連接在毫伏表(7)的電壓輸入接口。實(shí)現(xiàn)了在地磁場(chǎng)中，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度的自動(dòng)改變來(lái)演示動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的新方法。
文檔編號(hào)G09B23/18GK102222436SQ20111015708
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者吳子敬, 梁帥, 梁法庫(kù), 艾瑞波 申請(qǐng)人:齊齊哈爾大學(xué)