安培力定量研究演示仪的制作方法

本技术涉及安培力研究仪器，具体涉及安培力定量研究演示仪。

背景技术：

1、安培力在生产生活中更有着广泛的应用及应用前景。在现有技术中有许多用于进行安培力研究和实验的设备，例如现有技术中有一种实验装置的方案：弹簧测力计下方悬挂矩形线框，线框下端导线垂直放在u型磁铁中，线圈通电后受到安培力，从而根据次现象进行研究。但该实验装置对安培力的研究可实现性不高，主要体现为：弹簧测力计精度低，线框通电受力后易旋转，安培力的大小测量极不准确，探究线圈长度与安培力的关系时需要更换线圈，同时该装置无法直接用于探究安培力的方向、磁场与导线不垂直时安培力的大小。

2、因此，现在的安培力探究装置存在亟待改进的空间，需要提高装置对磁场中安培力的测量精度，同时能够灵活进行调整，便于研究线圈长度与安培力大小的关系，以及可实现线圈在磁场中不同姿态下进行安培力的研究。故需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中存在的技术问题。

技术实现思路

1、至少为克服其中一种上述内容提到的缺陷，本实用新型提出安培力定量研究演示仪，设置了可调节线圈长度的结构，在保持线圈姿态的情况下提高了研究安培力的灵活性，同时能够用于研究线圈与磁场在不同的相对姿态下的安培力情况。

2、为了实现上述目的，本实用新型公开的演示仪可采用如下技术方案：

3、安培力定量研究演示仪，包括底座，底座上设置有用于固定测力计的倒u形支架，且测力计的下方固定连接有绕线线框；底座上设置有与线框对应的磁场组件，磁场组件用于产生磁场并穿过线框，且磁场组件相对底座转动设置以调整磁场与线框之间的夹角。

4、上述公开的演示仪，通过底座和倒u形支架固定测力计和绕线线框，其中绕线线框与测力计保持相对固定，避免在圆周上发生偏转；当对绕线线框通电后，在磁场组件的磁场环境下，绕线线框上将受到安培力的作用，测力计能够精确检测出安培力的大小和方向；同时通过调整磁场组件的角度以改变磁感线与绕线线框的夹角，从而研究在不同的角度下安培力的变化。本实用新型能够精确的检测出安培力的大小和方向，并且可实现多种实验需求。

5、进一步的，为了实现不同的导线长度对安培力的影响，可改变接入电路的绕线线框的长度，改变方式有多种方案，本实用新型中并不唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：从所述的绕线线框上不同的连接位置引出若干通电导线，当从中选择两条通电导线接通电源后，两条通电导线对应连接位置之间的导线段被接入电路并受到安培力。采用如此方案时，根据需求可选择不同的通电导线接入电路，改变绕线线框接通电路的长度，进而可研究不同长度的通电导线在磁场中收到的安培力变化情况；实现方式灵活简单，方便快捷。

6、进一步的，在本实用新型中，为了便于连接通电导线，将通电导线进行统一规划，具体规划方式并不唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的通电导线延伸至底座上并分别连接对应的接线柱。采用如此方案时，接线柱在底座上进行排布并标记对应的绕线匝数或接入线圈的长度，同时可采用旋钮件进行锁紧以便于连接。

7、进一步的，在本实用新型中，为了保障磁场的强度，以便于配合绕线线框产生足够的安培力，提高检测的准确度，可采用磁场强度更高的磁力件，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的磁场组件包括相对设置的磁场n级件和磁场s级件，磁场n级件与磁场s级件相对设置且在二者之间形成固定磁场。采用如此方案时，磁场n级件和磁场s级件均采用条形强磁铁。

8、进一步的，为了研究绕线线框与磁场在不同的相对位置所受到的安培力情况，本实用新型通过改变磁场组件的方向实现，具体方式可选择多种方案实现，本实用新型并不进行唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的底座上设置有转盘，磁场n级件与磁场s级件均设置在转盘上并随转盘转动；当转盘转动时，固定磁场与绕线线框之间的夹角对应改变。采用如此方案时，转盘与底座之间转动设置，同时设置阻尼结构，便于在调整转动至指定角度后能够自动保持该角度，保障检测过程的稳定可靠。

9、进一步的，为了更为精确的确定磁场与绕线线框的夹角，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的转盘上设置有圆周角度。

10、进一步的，本实用新型中，在设置测力计时可通过多种结构实现，具体不唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的倒u形支架上设置有安装孔，测力计从上往下穿过安装孔并固定设置在倒u形支架上。采用如此方案时，测力计可通过紧固件辅助固定。

11、进一步的，在本实用新型中，倒u形支架可与底座固定连接，也可设置成便于拆卸的结构，具体并不唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的倒u形支架底部设置有连接部，底座上设置与连接部对应的连接槽，连接部卡入连接槽内并配合固定。采用如此方案时，连接部与倒u形支架一体成型，且可被构造为纵向或水平的卡板结构，与连接槽直接卡合固定，或在卡合后通过紧固件固定。

12、进一步的，为了提高绕线线框与测力计配合的稳定程度，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：绕线线框上设置有固定件，固定件的上端与测力计连接固定，当绕线线框受到向上或向下的安培力时，固定件对应将力的作用传递给测力计以进行检测。采用如此方案时，固定件可与测力计焊接固定，或通过紧固件配合固定。

13、进一步的，为了便于进行通电实验，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的底座中设置有可拆卸的电源。在一些方案中，也可将电源设置为分体式，或直接采用外部电源供电。

14、与现有技术相比，本实用新型公开技术方案的部分有益效果包括：

15、本实用新型调整绕线线框接入电路的长度，便于研究安培力的变化情况；同时能够调整绕线线框与磁场的相对位置角度，便于研究更多情况下的安培力变化，使用方便，操作便捷。

技术特征：

1.安培力定量研究演示仪，其特征在于：包括底座(1)，底座(1)上设置有用于固定测力计(4)的倒u形支架(2)，且测力计(4)的下方固定连接有绕线线框(6)；底座(1)上设置有与线框对应的磁场组件(3)，磁场组件(3)用于产生磁场并穿过线框，且磁场组件(3)相对底座(1)转动设置以调整磁场与线框之间的夹角。

2.根据权利要求1所述的安培力定量研究演示仪，其特征在于：从所述的绕线线框(6)上不同的连接位置引出若干通电导线，当从中选择两条通电导线接通电源后，两条通电导线对应连接位置之间的导线段被接入电路并受到安培力。

3.根据权利要求2所述的安培力定量研究演示仪，其特征在于：所述的通电导线延伸至底座(1)上并分别连接对应的接线柱(8)。

4.根据权利要求1所述的安培力定量研究演示仪，其特征在于：所述的磁场组件(3)包括相对设置的磁场n级件和磁场s级件，磁场n级件与磁场s级件相对设置且在二者之间形成固定磁场。

5.根据权利要求4所述的安培力定量研究演示仪，其特征在于：所述的底座(1)上设置有转盘(7)，磁场n级件与磁场s级件均设置在转盘(7)上并随转盘(7)转动；当转盘(7)转动时，固定磁场与绕线线框(6)之间的夹角对应改变。

6.根据权利要求5所述的安培力定量研究演示仪，其特征在于：所述的转盘(7)上设置有圆周角度。

7.根据权利要求1所述的安培力定量研究演示仪，其特征在于：所述的倒u形支架(2)上设置有安装孔，测力计(4)从上往下穿过安装孔并固定设置在倒u形支架(2)上。

8.根据权利要求1或7所述的安培力定量研究演示仪，其特征在于：所述的倒u形支架(2)底部设置有连接部(201)，底座(1)上设置与连接部(201)对应的连接槽，连接部(201)卡入连接槽内并配合固定。

9.根据权利要求1所述的安培力定量研究演示仪，其特征在于：绕线线框(6)上设置有固定件(5)，固定件(5)的上端与测力计(4)连接固定，当绕线线框(6)受到向上或向下的安培力时，固定件(5)对应将力的作用传递给测力计(4)以进行检测。

10.根据权利要求1所述的安培力定量研究演示仪，其特征在于：所述的底座(1)中设置有可拆卸的电源。

技术总结
本技术涉及安培力研究仪器技术领域，具体涉及安培力定量研究演示仪，安培力定量研究演示仪，包括底座，底座上设置有用于固定测力计的倒U形支架，且测力计的下方固定连接有绕线线框；底座上设置有与线框对应的磁场组件，磁场组件用于产生磁场并穿过线框，且磁场组件相对底座转动设置以调整磁场与线框之间的夹角。本技术调整绕线线框接入电路的长度，便于研究安培力的变化情况；同时能够调整绕线线框与磁场的相对位置角度，便于研究更多情况下的安培力变化，使用方便，操作便捷。

技术研发人员：曾晴,付涛,唐虹
受保护的技术使用者：四川省简阳中学
技术研发日：20230130
技术公布日：2024/1/13