專利名稱：電磁學演示箱的制作方法
技術領域：
本實用新型提供一種電磁學演示箱，是一種有顯著改進的初中物理教學演示組合教具。
在現(xiàn)有技術中，做電磁學演示，由于實驗器材多，在講桌上實驗，器材相互遮擋，可見度小。利用示教板或磁性黑板，較大的元件固定比較困難。個別演示可用投影，而大多數(shù)演示不需要。因此，有了器材，做好演示也不容易?，F(xiàn)在使用的J0401型和J0402型演示電表，量程設置過多，初中利用率不過五分之一，造成體積質量過大，造價高，不便于攜帶和使用，而大多數(shù)農村初中又缺少實驗器材，影響教學質量的提高。
尋找本實用新型的目的，是為初中物理教學提供攜帶方便，操作容易，可見度大，制造成本低，經(jīng)簡單組合，能完成新教材中電磁學演示的系列用具。
本實用新型的主要技術特征是，由6塊厚1.3厘米的木板制成長47厘米，寬19厘米，高31厘米的箱，即AA2DD2，BB2CC2，AA2BB2，D1D2C1C2，ABCD，A2B2C2D2，在DD1CC1處制成長45厘米，高20厘米的插入式箱門，拔出箱門，以便裝取器材，或在箱后操作。在箱上沿A1B1E1EA1線鋸下(使AB＝AE＝8厘米，AA1＝BB1＝11厘米)成為角蓋，與箱體在A1B1一邊用合頁連結。在箱上靠EE1邊中間向里制一長12厘米，寬和高各為4厘米能上下活動的提手K。按下提手與箱上面平，在箱A1B1處向里放一塊長44厘米，寬8厘米，厚0.5厘米的活動臺板，即A1B1FF1，與水平面成30°角，搭在箱兩側壁的方木塊上，在AF和B1F1兩端底面上釘上1厘米寬的鐵片，比AF長2厘米，向下彎成60°角的鉤，掛住方木塊，靠A1B1邊上面釘一高和寬各1厘米的木條，以防器材下滑。制造能裝4節(jié)1號電池的電池槽，即H1H2H3H4。用長28厘米，寬1厘米，高1.5厘米的兩根木條相距3.2厘米，釘在四周各留1厘米的木板上，兩木條一端固定一寬4厘米，高3厘米的金屬片，金屬片中間焊上螺旋彈簧接電池負極，連正極的金屬片可插在兩木條上不同的缺口處。把電池槽用木螺釘固定在角蓋的左端與水平面成30°角。箱配用的演示電表，可用J0402型的表頭和刻度盤改制成高23厘米，寬21.5厘米，厚6厘米的測量范圍為0-10伏的電壓表，測量范圍0-1安和靈敏電流兩檔的電流表?？潭缺P高10厘米，寬19厘米，邊框高出刻度盤1厘米，指針距刻度盤0.3-0.5厘米，電壓表刻度盤固定在表框上，電流表的刻度盤可反正面使用，刻度盤后面不封閉；在電流表左側框上距底13厘米處的中點打孔，用直徑0.4厘米的圓釘，從里向外穿出，從框向左2厘米再下彎90°可掛箱孔5，不用時可推入表內。用長41厘米，寬厚各1.5厘米木桿，一端固定著帶孔的直角鐵片，孔中有一直徑0.6厘米，長3厘米的螺絲，另一端有兩孔，制成長支架，用直徑是0.4厘米，長16厘米的兩頭帶螺絲的鐵棍，裝上螺母和U形金屬片制在短支架如圖3。
本實用新型的優(yōu)點1、利用箱進行演示，各種實驗器材可裝入箱內，或在箱上安裝連接好帶進教室，器材可在不同高度的臺面上放置，條理清楚，下兩臺面向前傾斜，可見度大，操作攜帶方便，是電磁學演示方式的創(chuàng)新。
2、演示電表、量程按需設置，輕便實用，可見范圍大，能從表前、表后讀數(shù)，造價低。
3、箱內配有電磁學演示需要的主要器材和部分電子元件，能演示電磁學20個實驗和部分電子實驗。


，圖1是本實用新型的箱結構圖，圖2是研究焦耳定律圖，圖3是長短支架圖，圖4是演示導體的電阻跟溫度有關圖，圖5是演示通電直導線在磁場中受力圖，圖6是演示決定電阻大小的因素圖，圖7是研究電流與電壓電阻的關系圖。
本實用新型演示實例結合附圖，詳述如下1、演示研究焦耳定律，需用器材平底燒瓶(250ml)2個，橡皮塞2個，細玻璃管(長20cm，內徑1.5-2mm)2根，電熱絲(阻值2歐，4歐)各1根，粗銅絲4根，電流表1臺，滑動變阻器(J2354型)1個，蓄電池1個，單刀開關(J2352型)1個，蘭橡皮圈2個，刻度尺、秒表、導線。利用箱安裝方法如圖2，在每個橡皮塞上穿過一根玻璃管和兩根粗銅絲，粗銅絲下端連接好電熱絲，然后各放入裝滿柴油的燒瓶中，把塞子塞緊，將塞子輕微的上下移動，調節(jié)兩管中液面直至相平，并在兩玻璃管液面處套上蘭橡皮圈，按圖2接好電路，把兩燒瓶放進箱內，上述工作于課前完成，上課時帶進教室，演示時，取出燒瓶放好，閉合開關，調節(jié)變阻器使電流在0.5安時通電一段時間t，斷開開關，會看到乙瓶中玻璃管液面上升的較高，用刻度尺測出上升的高度，說明在電流相同時，電流產(chǎn)生的熱量與電阻有關，稍冷卻再調兩管中液面，閉合開關，調節(jié)變阻器，使電流為1安時，通電一段時間t，測量后比較兩次每瓶中液面上升的高度，說明電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流有關，同時與通電時間有關。
2、演示導體的電阻與溫度有關，需用器材有鐵絲線圈，酒精燈，小燈泡5.5V1個，小燈座(J2351型)1個，蓄電池1個，單刀開關，短支架，演示電流表1臺，導線、實驗器材在箱上的裝置如圖3，短支架插入箱孔2，鐵絲線圈的一端夾在短支架的鐵夾內。連好電路，閉合開關，燈泡正常發(fā)光，然后，用酒精燈對鐵絲線圈加熱，過一會看到燈泡發(fā)光變暗，電流表示數(shù)減小，說明金屬導體的電阻隨溫度升高而增大。
3、演示通電直導線在磁場中受到力，需用器材有蓄電池1個，滑動變阻器(J2354型)1個，蹄形磁鐵(J2401型)1個，粗銅絲制成的導軌1個，直徑約1厘米的薄壁銅管1根，開關1個，導線。打開箱角蓋，實驗在演示箱上的裝置如圖5，把軌道調成水平，課前可調好變阻器，通以電流時，銅管在軌道上發(fā)生滾動。改變電流方向或磁場方向，銅管的滾動方向也要改變。注意儀器使用前要用細砂紙輕輕打去導軌上面和銅管上的氧化層和污物，銅管兩端分別粘上紅色標記。
4、演示決定導體電阻大小的因素如圖6。把兩塊分別長16厘米，寬6厘米帶有三個接線柱的薄板，通過長支架和長螺絲分別固定在箱上孔3和孔6處，兩板接線柱間距約80厘米，AB為截面積1平方毫米的錳銅線，CD為截面積1平方毫米的鎳鉻線，EF為截面積2平方毫米的鎳鉻線。通過孔6外的螺母，調節(jié)三條電阻線的松緊，把電流表，開關，1節(jié)電池如圖放置連接，演示步驟為①分別測出AB、CD連在電路中的電流IAB、ICD，比較大小說明導體有電阻，不同的導體電阻不同，導體的電阻與材料有關，②把接在CD兩接線柱上的線頭，擰下一個，使線頭在此接線柱處向另一端沿電阻線滑動，會看到電流表示數(shù)由小變大，當電流表示數(shù)為原來2倍時，線頭接觸點距另一端約為總長的二分之一，說明導體的電阻與長度有關，同時也為講滑動變阻器打下基礎。③測出EF連在電路中的電流IEF、比較IEF和ICD的大小，說明導體的電阻與截面積有關。
5、演示研究電流與電壓電阻的關系，器材有電壓表、電流表各1臺，滑動變阻器(J2354型)1個，干電池4節(jié)，電阻圈(J2358型)1套，單刀開關(J2352型)1個，導線，實驗在演示箱上的裝置如圖7，方法是，用阻值為5歐的電阻加在兩端電壓用滑動變阻器調節(jié)到1.5V，3V，4.5V，分別測出相應的電流I1、I2、I3，對照比較說明電阻一定時，導體中的電流與導體兩端電壓成正比。換用阻值為10歐，15歐的電阻，電壓都調節(jié)到4.5伏，分別測出其電流，可得出電壓一定時，電流與電阻的關系。
6、演示電流做功把砝碼提起來，可用長支架固定于箱孔1，支架上端孔內裝一定滑輪，演示電流表掛箱孔5上端平面上從左向右依次放置開關，電動機模型(J2418型)，演示電壓表?；瑒幼冏杵?J2354型)放在中間活動臺板上，蓄電池放在下端的角蓋內。從蓄電池依次串聯(lián)電流表，電動機模型，開關，變阻器，把電壓表并聯(lián)在電動機兩端，把砝碼(10克)用細繩通過定滑輪拴在電動機一頭的軸上，閉合開關，看到砝碼被提起，調節(jié)變阻器，砝碼被提升的速度發(fā)生變化，說明電流做功與電動機中的電流，兩端電壓通電時間有關。
防照上述方法可做的實驗有7、區(qū)別導體和絕緣體。8、用電流表測電流強度。9、用滑動變阻器改變電流強度。10、樓梯開關。11、電阻的串聯(lián)。12、電阻的并聯(lián)。13、短路是電流過大的原因。14、總功率過大是電流過大的原因。15、奧斯特實驗。16、安培定則。17、電磁繼電器的結構和工作電路。18、電磁感應。19、發(fā)電機電路。20、通電線圈在磁場里轉動。還能演示1、二極管特性實驗。2、發(fā)光二極管實驗。3、發(fā)光二極管與電動機轉向。4、光敏電阻實驗。
權利要求1.一種電磁學演示箱，其特征在于長方體箱上設有箱門，活動提手、鉆孔、電池槽和角蓋，打開角蓋為階梯狀三個臺面，上端是平面，中間是向前傾斜的活動臺面，下端是電池固定臺，輕便演示電表、支架及其他實驗器材與箱結合進行各種演示。
2.根據(jù)權利要求1所說的電磁學演示箱，其特征在于箱用輕便演示電表，高23厘米，寬21.5厘米，厚6厚米，邊框距刻度盤1厘米，指針距刻度盤0.3-0.5厘米，刻盤后面不封閉，電壓表量程為10伏，電流表量程為1安和靈敏電流兩檔，在電流表左側框上有直角活動掛鉤。
3.根據(jù)權利要求1所說明電磁學演示箱，其特征在于箱用電池槽，把長26厘米，寬1厘米，高1.5厘米的木條相距3.2厘米釘在一塊木板上，木條一端固定一帶螺旋彈簧的金屬片，并設負極接線柱，木條上每隔6厘米鋸-深1厘米的缺口，帶有正極接線柱的金屬片可插在不同的缺口內。
專利摘要本實用新型提供一種電磁學演示箱，是一種有顯著改進的初中物理教學演示組合用具，其主要技術特征是有一長方體木箱，箱上設有箱門，活動提手，鉆孔和角蓋，打開角蓋為階梯狀三個臺面，下兩臺面向前傾斜，輕便演示電表及其他實驗器材合理分布于各臺面上，或通過支架、鉆孔與箱連成一體，攜帶操作方便，可見度大，制造成本低，能完成電磁學20個演示實驗和4個電子元件實驗。
文檔編號G09B23/00GK2271008SQ9621627
公開日1997年12月17日 申請日期1996年7月5日 優(yōu)先權日1996年7月5日
發(fā)明者張林廣 申請人:張林廣