一种教学用电场线演示教具的制作方法

本发明涉及演示教具，尤其涉及一种教学用电场线演示教具。

背景技术：

1、电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质，电场这种物质与通常的实物不同，它不是由分子原子所组成，但它是客观存在的，电场具有通常物质所具有的力和能量等客观属性。

2、但是现有技术中，电场看不见摸不着，理论显得过于抽象，怎样向中学生解释演示，一直都是教学上的难点，不能实际模拟电场线，让学生看到电场的分布特点，使抽象的电场变得更形象化，具体化，学生学起来也最困难，是一大教学难题，且目前网上能查询到的模拟电场线的材质都是头发，又黑又细，在蓖麻油里看不清楚，影响了实验的观察效果，降低教学质量。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在不能实际模拟电场线，让学生看到电场的分布特点，使抽象的电场变得更形象化，具体化，学生学起来也最困难，是一大教学难题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种教学用电场线演示教具，包括：天气模拟装置、一号电体模拟装置、二号电体模拟装置、三号电体模拟装置、一号静电平衡装置和二号静电平衡装置；

3、天气模拟装置包括观察外壳，所述观察外壳的外表面设置有磁铁，所述观察外壳的底部固定连接有四个模拟建筑，其中三个所述模拟建筑的顶部外表面分别固定连接有一号避雷针、二号避雷针和三号避雷针，所述观察外壳的内表面活动安装有带电体，所述带电体的外表面固定连接有直流电线。

4、作为一种优选的实施方式，所述带电体设置在模拟建筑的上方，所述磁铁的外表面在观察外壳的外表面滑动连接。

5、采用上述进一步方案的技术效果是：通过在观察外壳外上下移动磁铁，使和磁铁磁性引导的带电体在观察外壳内上下移动从而观察出模拟建筑上不同形状的避雷针的放电效果。

6、作为一种优选的实施方式，所述一号电体模拟装置包括一号球形壳，所述一号球形壳的内表面固定连接有一号正极柱，所述一号正极柱的底部外表面固定连接有一号引电球，所述一号球形壳的内表面固定连接有一号负极柱，所述一号负极柱的外表面固定连接有一号引电罩。

7、采用上述进一步方案的技术效果是：通过一号引电球和一号引电罩之间流动，通过一号球形壳内蓖麻油内的松针走向，模拟等量异种电荷周围空间电场线的分布。

8、作为一种优选的实施方式，所述二号电体模拟装置包括二号球形壳，所述二号球形壳的内表面固定连接有二号正极柱，所述二号正极柱底部的两端外表面均固定连接有二号引电球，所述二号球形壳的内表面固定连接有二号负极柱，所述二号负极柱的外表面固定连接有导电球。

9、采用上述进一步方案的技术效果是：电在两个二号引电球和导电球3之间流动，通过二号球形壳内蓖麻油内的松针走向，模拟电荷周围空间的电场线分布，可以看到松针以二号引电球为中心的发散状空间分布情况。

10、作为一种优选的实施方式，所述三号电体模拟装置包括三号球形壳，所述三号球形壳的内表面上下两端固定连接有三号正极柱，所述三号正极柱的外表面固定连接有三号引电球，所述三号球形壳的内表面固定连接有三号负极柱，所述三号负极柱的外表面固定连接有二号引电罩。

11、采用上述进一步方案的技术效果是：通过三号引电球和三号引电罩之间流动，通过三号球形壳内蓖麻油内的松针走向，模拟等量异种电荷周围空间电场线的分布。

12、作为一种优选的实施方式，所述一号静电平衡装置包括一号平面外壳，所述一号平面外壳的外表面两端转动连接有一号引电块，所述一号引电块的底部外表面固定连接有一号导电体，所述二号静电平衡装置包括二号平面外壳，所述二号平面外壳的外表面两端转动连接有二号引电块，所述二号引电块的底部外表面固定连接有二号导电体，所述二号平面外壳的内表面固定连接有吸电块。

13、采用上述进一步方案的技术效果是：观察两个一号导电体之间松针的走向和观察两个二号导电体和吸电块之间松针的走向，从而探究静电平衡状态下的电场线分布情况。

14、作为一种优选的实施方式，所述观察外壳、一号球形壳、二号球形壳、三号球形壳、一号平面外壳和二号平面外壳的材质为亚克力板。

15、采用上述进一步方案的技术效果是：亚克力板绝缘，便于观察，便于让学生看到了各种不同带电体的电场分布。

16、作为一种优选的实施方式，所述观察外壳、一号球形壳、二号球形壳、三号球形壳、一号平面外壳和二号平面外壳的内部设置有松针。

17、采用上述进一步方案的技术效果是：在观察外壳、一号球形壳、二号球形壳、三号球形壳、一号平面外壳和二号平面外壳内装满蓖麻油，松针漂浮在里面，且松针代替头发，不仅实验现象明显，还可以在松针上喷涂各种亮丽颜色，实现了多彩电场线。

18、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

19、1.本发明，通过天气模拟装置、一号电体模拟装置、二号电体模拟装置、三号电体模拟装置、一号静电平衡装置和二号静电平衡装置通过模拟电场线，让学生看到了各种不同带电体的电场分布特点，彩色电场线使抽象的电场变得形象具体。

20、2.本发明，通过在观察外壳外上下移动磁铁，使和磁铁磁性引导的带电体在观察外壳内上下移动，通过松针在蓖麻油内的流动，从而观察出模拟建筑上不同形状的避雷针的放电效果，带电体的可动化设计，更便于学生动手做实验探究，电场线的动态变化，极大地提高了学生的学习兴趣，激发了对电场的探究欲望。

21、3.本发明，模拟电场线的材质都是头发，又黑又细，在蓖麻油里看不清楚，影响了实验的观察效果，通过使用松针代替头发，不仅实验现象明显，还可以在松针上喷涂各种亮丽颜色，实现了多彩电场线，取材容易，结构简单，外形美观，易于操作和推广。

22、4.本发明，不仅可以看到书本上的平面电场线，还可以看到生活中的立体电场线；不仅可以看到常见的固定电场线，还可以体验出变化的动态的电场线自制教具应用新材料，新工艺，设计新颖，有利于提升学生的观察能力、动手实践能力、创造性思维能力和团队合作能力。

技术特征：

1.一种教学用电场线演示教具，其特征在于，包括：天气模拟装置(1)、一号电体模拟装置(2)、二号电体模拟装置(3)、三号电体模拟装置(4)、一号静电平衡装置(5)和二号静电平衡装置(6)；

2.根据权利要求1所述的一种教学用电场线演示教具，其特征在于：所述带电体(106)设置在模拟建筑(102)的上方，所述磁铁(7)的外表面在观察外壳(101)的外表面滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种教学用电场线演示教具，其特征在于：所述一号电体模拟装置(2)包括一号球形壳(201)，所述一号球形壳(201)的内表面固定连接有一号正极柱(202)，所述一号正极柱(202)的底部外表面固定连接有一号引电球(203)，所述一号球形壳(201)的内表面固定连接有一号负极柱(204)，所述一号负极柱(204)的外表面固定连接有一号引电罩(205)。

4.根据权利要求1所述的一种教学用电场线演示教具，其特征在于：所述二号电体模拟装置(3)包括二号球形壳(301)，所述二号球形壳(301)的内表面固定连接有二号正极柱(302)，所述二号正极柱(302)底部的两端外表面均固定连接有二号引电球(303)，所述二号球形壳(301)的内表面固定连接有二号负极柱(304)，所述二号负极柱(304)的外表面固定连接有导电球(305)。

5.根据权利要求1所述的一种教学用电场线演示教具，其特征在于：所述三号电体模拟装置(4)包括三号球形壳(401)，所述三号球形壳(401)的内表面上下两端固定连接有三号正极柱(402)，所述三号正极柱(402)的外表面固定连接有三号引电球(403)，所述三号球形壳(401)的内表面固定连接有三号负极柱(404)，所述三号负极柱(404)的外表面固定连接有二号引电罩(405)。

6.根据权利要求1所述的一种教学用电场线演示教具，其特征在于：所述一号静电平衡装置(5)包括一号平面外壳(501)，所述一号平面外壳(501)的外表面两端转动连接有一号引电块(502)，所述一号引电块(502)的底部外表面固定连接有一号导电体(503)。

7.根据权利要求1所述的一种教学用电场线演示教具，其特征在于：所述二号静电平衡装置(6)包括二号平面外壳(601)，所述二号平面外壳(601)的外表面两端转动连接有二号引电块(602)，所述二号引电块(602)的底部外表面固定连接有二号导电体(603)，所述二号平面外壳(601)的内表面固定连接有吸电块(604)。

8.根据权利要求1所述的一种教学用电场线演示教具，其特征在于：所述观察外壳(101)、一号球形壳(201)、二号球形壳(301)、三号球形壳(401)、一号平面外壳(501)和二号平面外壳(601)的材质为亚克力板。

9.根据权利要求1所述的一种教学用电场线演示教具，其特征在于：所述观察外壳(101)、一号球形壳(201)、二号球形壳(301)、三号球形壳(401)、一号平面外壳(501)和二号平面外壳(601)的内部设置有松针(8)。

技术总结
本发明提供一种教学用电场线演示教具，包括：天气模拟装置、一号电体模拟装置、二号电体模拟装置、三号电体模拟装置、一号静电平衡装置和二号静电平衡装置，天气模拟装置包括观察外壳，所述观察外壳的外表面设置有磁铁，所述观察外壳的底部固定连接有四个模拟建筑，涉及演示教具技术领域，本发明，通过天气模拟装置、一号电体模拟装置、二号电体模拟装置、三号电体模拟装置、一号静电平衡装置和二号静电平衡装置通过模拟电场线，让学生看到了各种不同带电体的电场分布特点，彩色电场线使抽象的电场变得形象具体，通过松针在蓖麻油内的流动，从而观察出模拟建筑上不同形状的避雷针的放电效果，带电体的可动化设计，更便于学生动手做实验探究。

技术研发人员：朱利涛,孟建华,孟利花,樊荣花
受保护的技术使用者：朱利涛
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15