电磁关系原理演示模型的制作方法

本实用新型涉及一种实验模型，尤其是一种电磁关系原理演示模型。

背景技术：

在学习有关电磁关系的基本原理的内容时，我总感觉教材上的内容比较抽象难懂，而老师在课堂上采用的传统的演示教具也显得有些呆板乏味，而且演示的内容也比较片面。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种富有乐趣的电磁关系原理演示模型。

为了解决上述技术问题，本实用新型包括奥斯特实验模型、滚筒实验模型、秋千实验模型以及风力发电实验模型；

所述奥斯特实验模型包括第一电池、第一开关、导线、磁针以及两个支撑杆，所述电池、开关和导线连接成一个回路，其中部分导线水平放置在两个支撑杆之间，所述磁针放置在两个支撑杆之间且该磁针位于平行导线的下方；

所述滚筒实验模型包括由漆包线绕制成的第一线圈、由透明材料制成的滚筒、第一永磁铁、第二电池、第二开关、导线、第一架体以及第一小人模型，所述第一线圈放置在滚筒内，该第一线圈两端分别引出一段漆包线并能够转动地安装在第一架体上，所述第一永磁铁设置在滚筒的下方，所述第一小人模型吊装在第一架体上且位于滚筒的上方，所述第二电池、第二开关、导线以及第一线圈连接成一个回路；

所述秋千实验模型包括第二线圈、透明板、第二永磁铁、两个金属接线柱、电源、导线、第二架体以及第二小人模型，两个金属接线柱相互对应地水平设置在第二架体中部，所述第二线圈两端分别引出一段去掉绝缘漆的漆包线，且该两个漆包线连接在第二架体上并分别搭接在两个金属接线柱上，所述透明板水平设置在第二线圈上，所述第二永磁铁设置在第二线圈下方，所述第二小人模型放置在透明板上，所述电源、导线、两个金属接线柱以及第二线圈连接成一个回路；

所述风力发电实验模型包括第一电机、第二电机、LED灯和小扬声器，所述第一电机和第二电机的转轴上分别连接有一风力小扇叶，且两个风力小扇叶相对设置，所述LED灯、小扬声器均通过导线与第二电机的两个引线端连接，且LED灯和小扬声器并联设置，接通第一电机的电源且其上的风力小扇叶转动，并带动第二电机的风力小扇叶转动，使得小扬声器发声且LED灯亮起。

本实用新型的有益效果是：本实用新型可演示中学物理教学中的“电与磁的关系”的基本原理(尤其是通俗所讲的“电可生磁，磁可生电”的基本原理)。相对于传统的物理教具而言，本实用新型不但采用了更新颖、更生动、更综合的模拟演示方式，而且还为学生提供了更多亲手操作的机会，所以更易受到学生们的普遍欢迎；尝试应用到学校的物理教学实践中，其教学实效较显著。

附图说明

图1为奥斯特实验模型的示意图；

图2为滚筒实验模型的示意图；

图3为秋千实验模型的示意图；

图4为风力发电实验模型的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

参见图1至图4，本实用新型的电磁关系原理演示模型包括奥斯特实验模型、滚筒实验模型、秋千实验模型以及风力发电实验模型。

所述奥斯特实验模型可示电流确实能够产生磁场，其包括第一电池1、第一开关2、导线、磁针3以及两个支撑杆4，所述电池1、开关2和导线连接成一个回路，其中部分导线水平放置在两个支撑杆4之间，所述磁针3放置在两个支撑杆4之间且该磁针3位于平行导线的下方。中学生认识电与磁的关系，首先可以从该教具提供的一个非常经典而又非常简单的物理实验奥斯特实验开始：把一条导线平行地置于磁针的上方，给导线通电的瞬间，学生就能很直观地观察到磁针发生了偏转。这说明：不仅仅是上中学以前就已知晓的磁铁能产生磁场，而电流竟然也能产生磁场。现象很简单，但又这么神奇，这么一个小小的实验就能激发起学生对物理学、对自然科学的浓厚兴趣。

所述滚筒实验模型可模拟演示电动机的基本原理，其包括由漆包线绕制成的第一线圈5、由透明材料制成的滚筒6、第一永磁铁7、第二电池8、第二开关9、导线、第一架体10以及第一小人模型11，所述第一线圈5放置在滚筒6内，该第一线圈5两端分别引出一段漆包线并能够转动地安装在第一架体10上，所述第一永磁铁7设置在滚筒6的下方，所述第一小人模型11吊装在第一架体10上且位于滚筒6的上方，所述第二电池8、第二开关9、导线以及第一线圈5连接成一个回路。接通电源后滚筒中的线圈会产生磁场并在滚筒下边的永久磁铁作用下旋转起来，从而演示“电可生磁”的电动机原理。其中，由滚筒两端延伸出来的漆包线线头的绝缘漆一端要全刮去，另一端只需刮去一侧以便模拟电刷；再在滚筒上方安装一个小人模型以便更“逼真”地模拟出现实生活中猛蹬滚筒的运动。在教学实践中，学生们对该部分那“憨态可掬”的模型小人猛蹬滚筒的演示方式特别感兴趣。这比传统的通电线圈在磁场作用下机械单调的转动方式有意思得多。

所述秋千实验模型可演示“电可生磁”的基本原理，其包括第二线圈12、透明板13、第二永磁铁14、两个金属接线柱15、电源、导线、第二架体16以及第二小人模型17，两个金属接线柱15相互对应地水平设置在第二架体16中部，所述第二线圈12两端分别引出一段去掉绝缘漆的漆包线，且该两个漆包线连接在第二架体16上并分别搭接在两个金属接线柱15上，所述透明板13水平设置在第二线圈12上，所述第二永磁铁14设置在第二线圈12下方，所述第二小人模型17放置在透明板13上，所述电源、导线、两个金属接线柱15以及第二线圈12连接成一个回路。将线圈和透明板改装成秋千踏板；调节电源正负极，使得通电后线圈产生的磁场与踏板下的永磁铁相互排斥；排斥力会带动秋千离开平衡位置(即秋千被荡高)，从而牵引秋千上端的导线(去掉绝缘漆的漆包线)离开之前靠接触而联通的金属接线柱，引起电路暂时断路，线圈磁场也便会随即消失。但被荡起的秋千又会因重力被“拉回”到秋千最低处的平衡位置，牵引导线又回到金属接线柱使电路重新接通再次产生磁场。如此反复，线路被接通又断开，线圈磁场产生又消失，秋千就被荡高又回落，从而模拟忽高忽低、忽快忽慢的荡秋千运动。为了更“逼真”地模拟现实生活中的荡秋千运动，本教具在秋千踏板上方也安装小人模型模拟正奋力地荡秋千。结合日常现实生活中荡秋千的基本要领，结合当时秋千被荡起的节奏与频率，我们可以采用“点击法”接通电源，即接通又随即断开，再接通又随即断开……采用这样的方式，秋千会比采用一直接通电源的方式要荡得高很多。

所述风力发电实验模型可兼顾演示“磁可生电”和“电可生磁”的基本原理，其包括第一电机18、第二电机19、LED灯20和小扬声器21，所述第一电机18和第二电机19的转轴上分别连接有一风力小扇叶22，且两个风力小扇叶22相对设置，所述LED灯20、小扬声器21均通过导线与第二电机19的两个引线端连接，且LED灯20和小扬声器21并联设置。接通第一电机18的电源且其上的风力小扇叶转动，激发其扇叶产生风力(模拟自然风)，然后由这“自然风”去驱动逐渐被移近的第二电机19上的风力小扇叶转动，第二电机19会产生电并激发与其连接的小扬声器发声以及LED灯也会被激发亮起。以此综合显示出真的实现了“磁可生电”。在对照展示中，学生能轻易地发现：两个原本一模一样的小电机却分别充当了“发电机”和“电动机”的不同角色。这样的设计能让学生对发电机和电动机在基本原理和基本结构上的区别和联系认识得更深刻。

本实用新型在设计时力求具有以下创新点：1、可综合演示而非单一演示“电与磁的关系”的基本原理；2、尽量采用了电磁秋千运动、电磁滚筒运动、风力发电等能让科学初学者更喜闻乐见的、更加生动直观的演示方式；3、尽量将科技和日常生活(本项目中为体育运动)相结合，设计几个细节尽量把前边提到3个部分组合起来营造一个真正的“体育运动活动区”的氛围；4、其核心部分均采用透明材料设计，以便于学生能直观地看清其内部细微结构，更清晰地了解各部件间的彼此联系；5、提供了太阳能电池板供电以及电池盒供电的2种供电方式以供选择；所提供的太阳能发电和风力发电两种发电模式也有助于在学生中倡导和普及“低碳”、“节能减排”等新型能源理念。

综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本实用新型的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本实用新型的范围之内。