專(zhuān)利名稱(chēng)：靜電場(chǎng)模擬儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，尤其涉及一種用于靜電場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)的靜電場(chǎng)模擬儀。
背景技術(shù)：
在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，靜電場(chǎng)中等勢(shì)線(xiàn)描繪的實(shí)驗(yàn)是必不可少的，其可讓學(xué)生熟悉等量異種電荷電場(chǎng)中等勢(shì)線(xiàn)的分布情況，目前大多使用的雙層式儀器其實(shí)驗(yàn)過(guò)程一般是這樣的，先將導(dǎo)電紙有導(dǎo)電物質(zhì)的一面向上，上面墊白紙(或坐標(biāo)紙)，并用壓片固定，要注意在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不要使導(dǎo)電紙移動(dòng)，并將電極與電源的輸出相連。然后將探針接在靈敏電流計(jì)上，使探針固定在電勢(shì)基準(zhǔn)點(diǎn)上，作出標(biāo)記(用探針在導(dǎo)電紙上用力壓一下，通過(guò)復(fù)寫(xiě)紙?jiān)诎准埳狭粝潞圹E)，繼續(xù)在導(dǎo)電紙上輕輕移動(dòng)，繼續(xù)尋找這樣相同電壓的多個(gè)點(diǎn)，這些點(diǎn)均和基準(zhǔn)點(diǎn)有相同的電勢(shì)，最后取去白紙，將白紙上有相同電勢(shì)的點(diǎn)用光滑曲線(xiàn)連接起來(lái)，即可得到等勢(shì)線(xiàn)。采用該種實(shí)驗(yàn)方法一次只能做一種靜電場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)，而通常我們需要同時(shí)做多種電場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)，如果要做多種靜電場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)則需多備不同種的實(shí)驗(yàn)儀，如點(diǎn)電荷與環(huán)形電荷之間的電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、偏心場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、等量正電荷之間的電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、點(diǎn)電荷與點(diǎn)電荷之間電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、點(diǎn)電荷與平板電荷之間電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)及平板電荷與平板電荷之間的電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，故在實(shí)驗(yàn)前需準(zhǔn)備該種不同形狀的電極，且每做一次都需重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟，因此采用上述這種電場(chǎng)中等勢(shì)線(xiàn)描繪的實(shí)驗(yàn)方法，其實(shí)驗(yàn)的效率不高；從而增加了實(shí)驗(yàn)的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種靜電場(chǎng)模擬儀，該儀器可同時(shí)做多種靜電場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)，使用時(shí)無(wú)需用探針在導(dǎo)電紙上用力壓，導(dǎo)電紙不易損壞，因此其具有實(shí)驗(yàn)效率高、使用本低等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種靜電場(chǎng)模擬儀，其包括有框架，其特征在于其還包括有U型支架，該U型支架的兩個(gè)端部各固定有一探針，這兩個(gè)探針在同一垂直高度上；所述的框架包括有底板、及與底板平行的頂板，底板和頂板之間通過(guò)支柱連接在一起；所述的底板中間鋪設(shè)有一層導(dǎo)電層，在導(dǎo)電層上面固定有多塊不同形狀的電極；在底板的側(cè)部設(shè)置有兩個(gè)電源接線(xiàn)柱，另一個(gè)側(cè)部設(shè)置有多個(gè)專(zhuān)用接線(xiàn)柱，該專(zhuān)用接線(xiàn)柱的個(gè)數(shù)和電極的塊數(shù)相應(yīng)，每塊電極各和一個(gè)專(zhuān)用接線(xiàn)柱之間通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接在一起；在頂板上面的周側(cè)設(shè)置有四個(gè)能按壓白紙的彈性壓片。
上述的電場(chǎng)板包括有一塊環(huán)狀電極、四塊柱狀電極及兩塊板狀電極，其中兩塊柱狀電極設(shè)置在環(huán)狀電極內(nèi)，兩塊板狀電極相互平行設(shè)置，采用這些類(lèi)型的電極可同時(shí)做六種不同的電場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)，如點(diǎn)電荷與環(huán)形電荷之間的電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、偏心場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、等量正電荷之間的電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、點(diǎn)電荷與點(diǎn)電荷之間電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、點(diǎn)電荷與平板電荷之間電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)及平板電荷與平板電荷之間的電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然上述電場(chǎng)板的種類(lèi)和個(gè)數(shù)可以根據(jù)需要任意自主組合。
上述的導(dǎo)電層可用導(dǎo)電紙，也可以是其它導(dǎo)電材料制成的層狀物，如導(dǎo)電玻璃。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于由于該靜電場(chǎng)模擬儀在在導(dǎo)電紙上固定有多塊不同形狀的專(zhuān)用電極，故其在使用時(shí)選擇兩個(gè)與相應(yīng)電極相連的專(zhuān)用接線(xiàn)柱，將其中一個(gè)專(zhuān)用接線(xiàn)柱通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與正極電源接線(xiàn)柱相連，另一個(gè)專(zhuān)用接線(xiàn)柱通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與負(fù)極電源接線(xiàn)柱相連，即可做一種電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，要做不同類(lèi)型的電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)只需選擇不同的專(zhuān)用接頭即可，達(dá)到了一物多用的功效，大大提高了做電場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)的效率；還有采用該儀器做實(shí)驗(yàn)，由于U型支架上的兩個(gè)探針位于同一垂直高度上，上下兩個(gè)探針的位置是同步的，因此當(dāng)在導(dǎo)電層上移動(dòng)的探針找到具有相同電勢(shì)的點(diǎn)時(shí)，其在導(dǎo)電層上移動(dòng)的探針無(wú)需用力下壓，只需用力下壓的是位于頂板上面的那個(gè)探針，并在頂板上的白紙上留下印痕即可，最后取出白紙，將白紙上有相同電勢(shì)的點(diǎn)用光滑曲線(xiàn)連接起來(lái)，即可得到等勢(shì)線(xiàn)。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A向視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖1～2所示的一種靜電場(chǎng)模擬儀，其包括有框架1和U型支架2，所述的框架1包括有底板11、及與底板11平行的頂板12，底板11和底板12呈長(zhǎng)方形，底板11和頂板12之間通過(guò)支柱13連接在一起；所述的U型支架2是用金屬制成的，U型支架2的兩個(gè)端部各固定有一探針21、22，這兩個(gè)探針21、22在同一垂直高度上，且這兩個(gè)探針21、22是通過(guò)U型金屬支架2導(dǎo)通，因此在使用時(shí)，如位于U型支架2上端的探針22與伏特表7通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)電連接在一起，則同時(shí)位于U型支架2下端的探針21與探針22和伏特表串聯(lián)在一起，探針21與探針22之間的高度差比頂板12上表面和底板11上表面之間高度差略大；在所述的底板11中間鋪設(shè)有一層導(dǎo)電層3，該導(dǎo)電層3為導(dǎo)電紙或?qū)щ姴Ａ?，底?1的周緣沒(méi)有被導(dǎo)電層3覆蓋，在導(dǎo)電層3上面固定有七塊不同形狀的電極41、42、43、44、45、46、47，所述的電極包括有一塊環(huán)狀電極41、四塊柱狀電極42、43、44、45及兩塊板狀電極46、47，其中兩塊柱狀電極42、43設(shè)置在環(huán)狀電極41內(nèi)，兩塊板狀電極46、47相互平行設(shè)置，每塊電極41、42、43、44、45、46、47的接頭透過(guò)底板11并位于底板11的底面，在底板11的右部設(shè)置有兩個(gè)電源接線(xiàn)柱51、52，底板的前側(cè)設(shè)置有七個(gè)專(zhuān)用接線(xiàn)柱6，專(zhuān)用接線(xiàn)柱6的連接部透過(guò)底板11并位于底板11的底面，七塊電極41、42、43、44、45、46、47的連接部各和其中一個(gè)專(zhuān)用接線(xiàn)柱6的連接部通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接在一起；在頂板12上面的周側(cè)設(shè)置有四個(gè)能按壓白紙8的彈性壓片9，該彈性壓片9通過(guò)螺釘10固定在底板上面。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程是這樣的先在底板上面鋪設(shè)一張白紙8，白紙8用彈性壓片9固定，然后將電源的正負(fù)極通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與正、負(fù)電源接線(xiàn)柱51、52電連接在一起，該電源采用直流電源，再將U型支架上端的探針22通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與伏特表7的正極相連，此時(shí)U型支架下端的探針21與上端的探針22及伏特表是串聯(lián)導(dǎo)通的，這樣方便我們做實(shí)驗(yàn)，而伏特表7的負(fù)極則通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與負(fù)極電源接線(xiàn)柱52相連；接下來(lái)再根據(jù)需要選擇兩個(gè)專(zhuān)用接線(xiàn)柱6，其中一個(gè)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)和正極電源接線(xiàn)柱51相連，另一個(gè)則通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)和負(fù)極電源接線(xiàn)柱52相連，接著接通電源，移動(dòng)U型支架2下端的探針21，探針21與導(dǎo)電層3接觸，并同時(shí)注意觀察伏特表7，并記住伏特表7上電壓讀數(shù)，按壓U型支架2上端的探針22，探針22在白紙8上留下一個(gè)印痕，由于探針21、22在同一垂直高度上，故上端探針22的位置與探針21的位置始終是在同一垂直高度位置上，故該位置即為一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，再繼續(xù)移動(dòng)U型支架2下端的探針21，移動(dòng)到伏特表7上電壓讀數(shù)和剛才讀數(shù)相同的位置時(shí)，再按壓U型支架2上端的探針22，探針22在白紙上又留下一個(gè)印痕，如此多次循環(huán)，記錄下多個(gè)電壓相同的點(diǎn)，將白紙8上有相同電勢(shì)的點(diǎn)用光滑曲線(xiàn)連接起來(lái)，即得到一條等勢(shì)線(xiàn)，如需要得到多條等勢(shì)線(xiàn)則另外找其它基準(zhǔn)點(diǎn)即可，其過(guò)程和上述過(guò)程一樣。
如要做點(diǎn)電荷與點(diǎn)電荷之間電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，則選擇與柱狀電極44、45相連的兩個(gè)專(zhuān)用接線(xiàn)柱6與正、負(fù)電源接線(xiàn)柱51、52相連；如要做點(diǎn)電荷與環(huán)形電荷之間的電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，則選擇與環(huán)狀電極41相連的專(zhuān)用接線(xiàn)柱6，及與環(huán)狀電極41內(nèi)的柱狀電極42或43相連的專(zhuān)用接線(xiàn)柱6，這兩個(gè)專(zhuān)用接線(xiàn)柱6與正、負(fù)電源接線(xiàn)柱51、52相連；如要做等量正點(diǎn)電荷之間的電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，則選擇與環(huán)狀電極41相連的專(zhuān)用接線(xiàn)柱6與負(fù)電源接線(xiàn)柱52相連及環(huán)狀電極41內(nèi)的柱狀電極42和43相連的專(zhuān)用接線(xiàn)柱6與正電源接線(xiàn)柱51相連；如要做平板電荷與平板電荷之間的電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，則選擇與板狀電極46、47相連的兩個(gè)專(zhuān)用接線(xiàn)柱6與正、負(fù)電源接線(xiàn)柱51、52相連。
權(quán)利要求1.一種靜電場(chǎng)模擬儀，其包括有框架(1)，其特征在于其還包括有U型支架(2)，該U型支架(2)的兩個(gè)端部各固定有一探針(21、22)，這兩個(gè)探針(21、22)在同一垂直高度上；所述的框架(1.)包括有底板(11)、及與底板平行的頂板(12)，底板(11)和頂板(12)之間通過(guò)支柱(13)連接在一起；所述的底板(11)中間鋪設(shè)有一層導(dǎo)電層(3)，在導(dǎo)電層(3)上面固定有多塊不同形狀的電極；在底板(11)的側(cè)部設(shè)置有兩個(gè)電源接線(xiàn)柱(51、52)，另一個(gè)側(cè)部設(shè)置有多個(gè)專(zhuān)用接線(xiàn)柱(6)，該專(zhuān)用接線(xiàn)柱(6)的個(gè)數(shù)和電極的塊數(shù)相應(yīng)，每塊電極各和一個(gè)專(zhuān)用接線(xiàn)柱(6)之間通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接在一起；在頂板(12)上面的周側(cè)設(shè)置有四個(gè)能按壓白紙(8)的彈性壓片(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電場(chǎng)模擬儀，其特征在于所述的電極包括有一塊環(huán)狀電極(41)、四塊柱狀電極(42、43、44、45)及兩塊板狀電極(47、48)，其中兩塊柱狀電極(42、43)設(shè)置在環(huán)狀電極(41)內(nèi)，兩塊板狀電極(47、48)相互平行設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電場(chǎng)模擬儀，其特征在于所述的導(dǎo)電層(3)為導(dǎo)電紙或?qū)щ姴ＡА?br> 專(zhuān)利摘要一種靜電場(chǎng)模擬儀，其包括有框架、U型支架，U型支架的兩個(gè)端部各固定有一探針，它們?cè)谕淮怪备叨壬?；框架包括有底板、及與底板平行的頂板，底板和頂板之間通過(guò)支柱連接在一起；底板中間鋪設(shè)有一層導(dǎo)電層，在導(dǎo)電層上固定有多塊不同形狀的電極；在底板的側(cè)部設(shè)置有兩個(gè)電源接線(xiàn)柱，另一個(gè)側(cè)部設(shè)置有多個(gè)專(zhuān)用接線(xiàn)柱，該專(zhuān)用接線(xiàn)柱的個(gè)數(shù)和電極的塊數(shù)相應(yīng)，每塊電極各和一個(gè)專(zhuān)用接線(xiàn)柱之間通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接在一起；在頂板上面的周側(cè)設(shè)置有四個(gè)能按壓白紙的彈性壓片，該儀器可同時(shí)做多種靜電場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)，使用時(shí)無(wú)需用探針在導(dǎo)電紙上用力壓，導(dǎo)電紙不易損壞，因此其具有實(shí)驗(yàn)效率高、使用本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G09B23/00GK2814559SQ20052001415
公開(kāi)日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2005年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月18日
發(fā)明者陳均鈞 申請(qǐng)人:陳均鈞