专利名称：杠杆式平行导线电学演示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对教材给予目视显示的电操作教具，特别涉及一种两载流平行导线间相互作用力演示仪。
电流强度单位“安培”是利用两根平行直导线通过电流时，直导线间产生相互作用力的规律进行定义的。在物理学教学中，演示两平行直导线两者通过同向电流相互吸引、通过反向电流则相互排斥的现象是必要的，现实中这种相互吸或相斥的作用力极其微弱，以至难以克服导线自身重量和具有运动趋势时随之产生的摩擦阻力，因此利用两根直导线通电演示相吸、相斥现象具有一定的难度。
现有方案是采用两根靠得很近的金属箔带充当直导线，观察其通电时的相吸、相斥现象。现有方案的缺陷是(1)金属箔带只能松弛地垂直布置，不能绷得很紧很直，让它们在通电时能变形，才能以显示相互间的作用，变形后的箔带呈弧线状，电流通过方向相同时，弧线凸部相对，电流方向相反时，弧线凸部相背，为此不能反映出两导线通电时相互间作用的真实性；(2)不能定量计量出相互作用力的大小。
本实用新型的目的是提供一种杠杆式平行直导线电学演示仪，直接采用直导线演示，能减少摩擦力，克服导线自重的影响，载流时导线不变形，可对载流导线间作用力大小进行计量。
本演示仪包括直流电源，支架，平行导线，其特征是该演示仪由直流电源、支架1、直导线A、B、杠杆2、刀口3、重心调节装置4、吊线5、平衡锤6、6′、接线柱7、7′8、8′、以及游码F组成，其中支架1上设有两个用于布置直导线A、B的竖向槽1′、和一个搁置刀口3用的平台1″，杠杆2的一端设有与杆身正交的空心管，其另一端分别设有粗螺纹、细螺纹以及判读游码F示重的刻度，其下部设有调整杠杆重心高度的重心调节装置4，与杠杆2固定连接的刀口3置于平台1″上，平衡锤6、6′采用大小螺母，分别布置在杠杆2上的粗细螺纹处，游码F置于刻度上，直导线B水平地固定在竖向槽1′内，直导线A由穿过杠杆2的空心管的吊线5悬挂于直导线B上方，直导线A和直导线B相互平行，其两端分别与直流电源正负极连接。上述的重心调节装置4由弧状体、螺钉和调节锤构成，该弧状体两端与杠杆2固定连接，调节锤通过螺钉固定在弧状体上。调节锤采用螺母，用于调节重心的高度。电源线通过接线柱7、7′8、8′接到直导线A、B的端部，其中接线柱7、7′至直导线A端部的线段采用柔性导线。
本演示仪的调试步骤1.游码F置于杠杆2上刻度零处，粗调平衡锤6，使杠杆2保持水平并平衡，再细调平衡锤6′，使杠杆达到精确平衡；2.调节重心调节装置4，旋转调节锤处于适当的高度，至吹气时杠杆立即摆动为止；3.测定直导线A、B的长度和相互间距离；4.接通电源，记录其电流量值；5.移动游码F，使杠杆2重新达到精确平衡，刻度单位为mg，此时刻度值为平行导线通电时的相互作用力。
同现有方案比较，本演示仪具有以下优点1.可以直接地采用直导线进行演示，能真实地反映出平行导线通电时产生的物理现象；2.可以定量计量出两平行直导线通电时相互间作用力的大小，在通电后移动游码位置，使两平行导线恢复到未通电时的相对位置，此时的刻度值即相互作用力大小；3.设有微调装置，灵敏度高。
图1是本演示仪的结构示意图。
实施例1一种杠杆式平行导线电学演示仪，采用
图1的结构，直导线A、B为直径3mm的空心铜管，长度为600mm，通电前直导线A和直导线B间相互平行，杠杆2长度为300mm，游码F置于刻度零，调节平衡锤6、6′和调节锤，此时杠杆2达到精确平衡，直导线A、B间距离为5mm。直流电源为5V、10A，反方向通电时，直导线A、B相互排斥，直导线A上升，直导线A、B间距变为50mm，向左移动游码F至杠杆2重新平衡，刻度显示直导线A、B相互排斥力为2.4mg。
实施例2采用实施例1的演示仪，游码F置于刻度零，调节吊线5的长度，同时调节平衡锤6、6′和调节锤，使杠杆2水平并精确平衡，平行直导线A、B间的距离为50mm。平行直导线A、B同方向通电后，产生相互吸引，游码F向右移动至杠杆2重新平衡，刻度显示平行直导线A、B相互吸引力为0.24mg。
权利要求1.一种杠杆式平行导线电学演示仪，包括直流电源，支架，平行导线，其特征在于该演示仪由直流电源、支架(1)、直导线A、B、杠杆(2)、刀口(3)、重心调节装置(4)、吊线(5)、平衡锤(6、6′)、接线柱(7、7′)(8、8′)、以及游码F组成，其中支架(1)上设有两个用于布置直导线A、B的竖向槽(1′)和一个搁置刀口(3)用的平台(1″)，杠杆(2)的一端设有与杆身正交的空心管，其另一端分别设有粗螺纹、细螺纹以及判读游码F示重的刻度，其下部设有调整杠杆(2)重心高度的重心调节装置(4)，与杠杆(2)固定连接的刀口(3)置于平台(1″)上，平衡锤(6、6′)采用大小螺母，布置在杠杆(2)上的螺纹处，游码F置于刻度上，直导线B水平地固定在竖向槽(1′)内，直导线A由穿过杠杆(2)的空心管的吊线(5)悬挂于直导线B上方，直导线A和B相互平行，其两端分别与直流电源正负极连接。
2.根据权利要求1的演示仪，其特征在于所述的重心调节装置(4)由弧状体、螺钉和调节锤构成，该弧状体两端与杠杆(2)固定连接，调节锤通过螺钉固定在弧状体上。
3.根据权利要求1的演示仪，其特征在于直导线A的两个端部至接线柱(7、7′)之间的线段采用柔性导线。
专利摘要一种杠杆式平行导线电学演示仪，其特征是平行导线采用直导线A、B，其活动直导线A通过吊线5悬挂在杠杆2端部，杠杆2的另一端设有平衡锤6、6′及示重游码F。本演示仪可作为大学、中学物理学的基本教具之一，用于真实地演示或计量两载流平行直导线间相互作用力。
文档编号G09B23/00GK2187823SQ93226688
公开日1995年1月18日 申请日期1993年12月6日 优先权日1993年12月6日
发明者冷光尧 申请人:浙江大学