一种自由落体运动与电磁感应现象相结合的物理实验装置的制作方法

本实用新型涉及物理实验设备技术领域，具体涉及一种自由落体运动与电磁感应现象相结合的物理实验装置。

背景技术：

不受任何阻力，只在重力作用下而降落的物体，叫“自由落体”。自由落体的加速度是一个不变的常量g，它是初速为零的匀加速直线运动。

电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在导体上就会产生电流的现象，产生的电流叫做感应电流。

现有自由落体运动实验和电磁感应现象的实验过程更注重数据计算，实验结果不够直观，学生难以直接从实验过程中观察到自由落体的匀加速过程和电磁感应的切割磁感线产生感应电流现象。

技术实现要素：

根据现有技术的不足，本实用新型提供了一种自由落体运动与电磁感应现象相结合的物理实验装置，解决了现有技术实验结果不够直观，两实验无法有效结合进行的技术问题。

本实用新型的自由落体运动与电磁感应现象相结合的物理实验装置，包括底座、第一框架、第二框架、吸盘电磁铁、磁线圈、计时器、计时开始开关、计时停止开关、导体棍、柔性导线、减震海绵、压力传感器、电流表，所述第一框架垂直设置在所述底座上，所述第二框架上设置有磁线圈，所述磁线圈的磁芯正对所述第一框架所在的平面，所述第一框架上设置有刻度，所述第一框架的顶部水平设置有吸盘电磁铁，所述计时开始开关分别与所述吸盘电磁铁和所述计时器电连接，所述计时开始开关控制所述吸盘电磁铁的关闭，同时控制所述计时器开始计时，所述吸盘电磁铁上吸附所述导体棍，所述导体棍的两端通过所述柔性导线与所述电流表串联，所述底座上设置有减震海绵和压力传感器，所述压力传感器与所述计时停止开关电连接，所述计时停止开关控制所述计时器停止计时。

作为优选，所述柔性导线的长度大于所述第一框架的高度。

作为优选，所述第一框架分为滑动设置的两段。

作为优选，所述第一框架的下段和上段长度均为50cm。

作为优选，所述计时器还设置有复位开关，所述复位开关控制所述计时器的计时复位。

作为优选，所述吸盘电磁铁为长条状，所述吸盘电磁铁的长度大于所述导体棍。

作为优选，所述吸盘电磁铁上还吸附有不同重量的多个磁珠。

本实用新型的自由落体运动与电磁感应现象相结合的物理实验装置，在使用时，将导体棍吸附在吸盘电磁铁上，按动计时开始开关，吸盘电磁铁关闭，导体棍做自由落体运动，切割磁线圈穿过第一框架平面的磁感线，导体棍回路产生感应电流，可以直接观察到电流表读数的变化，即观察到电磁感应现象；当导体棍做自由落体运动落到底座上的减震海绵上时，压力传感器检测到导体棍落地产生的压力，控制计时停止开关停止计时，即可准确测量导体棍做自由落体运动需要的时间，通过调整第一框架上段的长度，即可调整自由落体运动的高度，进而测得不同高度下落的多组自由落体运动时间。另外，为了避免电磁感应现象对自由落体运动的影响，本实用新型还可以关闭磁线圈，直接通过不同重量的多个小磁珠进行自由落体运动实验。

本实用新型的自由落体运动与电磁感应现象相结合的物理实验装置，将自由落体运动实验和电磁感应现象实验结合，具有观察结果更加直观，测量结果更加准确的优点。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构主视图；

图2为本实用新型的整体结构侧视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，本实施例的自由落体运动与电磁感应现象相结合的物理实验装置，包括底座(1)、第一框架(2)、第二框架(3)、吸盘电磁铁(4)、磁线圈(5)、计时器(6)、计时开始开关(7)、计时停止开关(8)、导体棍(9)、柔性导线(10)、减震海绵(11)、压力传感器(12)、电流表(13)，所述第一框架(2)垂直设置在所述底座(1)上，所述第二框架(3)上设置有磁线圈(5)，所述磁线圈(5)的磁芯正对所述第一框架(2)所在的平面，所述第一框架(2)上设置有刻度，所述第一框架(2)的顶部水平设置有吸盘电磁铁(4)，所述底座(1)上设置有计时器(6)、计时开始开关(7)、计时停止开关(8)，所述计时开始开关(7)分别与所述吸盘电磁铁(4)和所述计时器(6)电连接，所述计时开始开关(7)控制所述吸盘电磁铁(4)的关闭，同时控制所述计时器(6)开始计时，所述吸盘电磁铁(4)上吸附所述导体棍(9)，所述导体棍(9)的两端通过所述柔性导线(10)与所述电流表(13)串联，所述底座(1)上设置有减震海绵(11)和压力传感器(12)，所述压力传感器(12)与所述计时停止开关(8)电连接，所述计时停止开关(8)控制所述计时器(6)停止计时。

本实施例中的柔性导线(10)的长度大于第一框架(2)的高度。可以使导体棍(9)做自由落体运动而不受柔性导线(10)长度的限制。

进一步的，本实施例中的第一框架(2)分为滑动设置的两段，下段和上段长度均为50cm，可以调节自由落体运动的高度，进而测得多组实验数据。

进一步的，本实施例中的计时器(6)还设置有复位开关(14)，所述复位开关(14)控制所述计时器(6)的计时复位。

进一步的，本实施例中的吸盘电磁铁(4)为长条状，所述吸盘电磁铁(4)的长度大于所述导体棍(9)。可以将导体棍(9)整体水平吸附，关闭时使导体棍(9)整体竖直下落，使导体棍(9)整体切割磁线圈(5)在第一框架(2)平面内的磁感线。

进一步的，本实施例中的吸盘电磁铁(4)上还吸附有不同重量的多个磁珠(15)。可以关闭磁线圈(5)，直接通过不同重量的多个小磁珠(15)进行自由落体运动实验。

本实施例的自由落体运动与电磁感应现象相结合的物理实验装置，在使用时，将导体棍(9)吸附在吸盘电磁铁(4)上，按动计时开始开关(7)，吸盘电磁铁(4)关闭，导体棍(9)做自由落体运动，切割磁线圈(5)穿过第一框架(2)平面的磁感线，导体棍(9)回路产生感应电流，可以直接观察到电流表(13)读数的变化，即观察到电磁感应现象；当导体棍(9)做自由落体运动落到底座(1)上的减震海绵(11)上时，压力传感器(12)检测到导体棍(9)落地产生的压力，控制计时停止开关(8)停止计时，即可准确测量导体棍(9)做自由落体运动需要的时间，通过调整第一框架(2)上段的长度，即可调整自由落体运动的高度，进而测得不同高度下落的多组自由落体运动时间。另外，为了避免电磁感应现象对自由落体运动的影响，本实用新型还可以关闭磁线圈(5)，直接通过不同重量的多个小磁珠(15)进行自由落体运动实验。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应视为包含在本实用新型的保护范围之内。