專利名稱：磁場斥力與距離關(guān)系演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高中物理學(xué)的教學(xué)演示教具，特別是演示有關(guān)力學(xué)原理方面的一種演示教具。
技術(shù)背景在高中物理的教學(xué)過程中，特別是在力學(xué)、電學(xué)教學(xué)中，提到的有關(guān)萬有引力和庫侖力的知識，從原理上都指出上述二種力的大小都與兩物間距離平方成反比，但在做驗證實驗時，因受條件的限制，一般中學(xué)實驗室都無法提供此驗證實驗。市場也無此類教具供選購，影響知識的傳布，也影響教學(xué)質(zhì)量的進一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，如何尋找一個同樣有此類似的規(guī)律(即力與距離平方成反比)的實驗進行演示，同樣可以驗證課程教學(xué)中的所述原理，是本實用新型的目的所在。本實用新型的技術(shù)方案是選擇磁性材料作為實驗材料，利用磁極間相互作用力來驗證力學(xué)原理。本實用新型是通過如下的技述措施來具體實現(xiàn)的一種利用磁性材料之間的相互作用力的磁場斥力與距離關(guān)系演示儀，其特征在于它由實驗架1、標(biāo)尺2、下磁極3、指針4、上磁極5、配重6和中心桿7組成，其中實驗架1、標(biāo)尺2、指針4、配重6和中心桿7均為非磁性材料制成，中心桿7固定在實驗架1上的中心位置，上磁極5、下磁極3和配重6都是環(huán)狀的、中間通孔的、活動套在中心桿7上，下磁極3和上磁極5質(zhì)量相同，并選用具相同磁通量的磁性材料制成，且磁極相對形成同性互相排斥的狀態(tài)安裝在中心桿7上，指針4固定在上磁極5上，并指向標(biāo)尺2的刻度線，配重6為數(shù)塊與上磁極5質(zhì)量相同的環(huán)狀物體，數(shù)量為3-8塊。一種演示磁場斥力與距離關(guān)系演示儀的方法其特征在于先將所述的下磁極3套在中心桿7下端的實驗架1上，再將上磁極5套在中心桿7的中間，由于上、下相對的兩塊磁極極性相同，形成同性相斥，利用此同性相互排斥的作用使上磁極5懸浮在空中，利用指針4所指標(biāo)尺2的刻度值，即為兩磁極中心位置的距離，然后在上磁極5的上方再放置三塊與上磁極5相同質(zhì)量的配重，使懸浮的總重量為原來的4倍，再次測量兩磁極中心位置的距離，發(fā)現(xiàn)懸浮物重力為原來4倍時，磁極間中心距離為原來的二分之一，通過此實驗證明同性磁極間相互排斥力的大小與距離的平方成反比的結(jié)果。同樣，如懸浮重力加大到原來的9倍，則距離為原來的三分之一，再次驗證實驗的精確性很高。
本實用新型的積極效果在于通過此演示儀的演示，簡單、明了的解決了高中教科書中學(xué)習(xí)的萬有引力和庫倫力的大小都與兩物體間距離的平方成反比的定理，本來是很難演示，更無法做學(xué)生實驗。本實用新型能較精確地演示出兩磁極間的斥力與距離平方成反比的結(jié)論。況且此實用新型取材容易、制作簡單、操作方便、可在廣大學(xué)校中推廣。


圖1本實用新型磁場斥力與距離關(guān)系演示儀結(jié)構(gòu)示意圖，圖中各圖例標(biāo)記分別表示如下的意思1----實驗架2----標(biāo)尺3----下磁極4----指針5----上磁極6----配重7----中心桿具體實施方式
下面結(jié)合實施例和圖1的結(jié)構(gòu)對本實用新型作進一步的敘述本實施例是結(jié)合課堂教學(xué)，利用現(xiàn)有的材料制作的一件本實用新型的演示儀取兩塊廢揚聲器上的固定圓形磁鐵，中間孔中插入玻璃試管，用粘結(jié)劑豎直固定在演示臺上，旁邊豎直粘結(jié)固定一有刻度的標(biāo)尺，上面一塊圓形磁鐵外周面上粘貼一箭頭指針指向標(biāo)尺刻度，利用磁場同性相互排斥的作用使上面圓形磁鐵懸浮在空中，測量兩磁鐵中心位置的距離，然后在上面圓形磁鐵的上方再放置三塊與磁鐵相同質(zhì)量的鋁塊，使懸浮的總重量為原來的4倍，再次測量兩磁鐵中心位置的距離，發(fā)現(xiàn)懸浮物重力為原來4倍時，磁鐵間中心距離為原來的二分之一，通過此實驗證明同性磁鐵間相互排斥力的大小與距離的平方成反比的結(jié)果。同樣，如懸浮重力加大到原來的9倍，則距離為原來的三分之一，再次驗證實驗的精確性很高。
權(quán)利要求1.一種利用磁性材料之間的相互作用力的磁場斥力與距離關(guān)系演示儀，其特征在于它由實驗架[1]、標(biāo)尺[2]、下磁極[3]、指針[4]、上磁極[5]、配重[6]和中心桿[7]組成，其中實驗架[1]、標(biāo)尺[2]、指針[4]、配重[6]和中心桿[7]均為非磁性材料制成，中心桿[7]固定在實驗架[1]上的中心位置，上磁極[5]、下磁極[3]和配重[6]都是環(huán)狀的、中間通孔的、活動套在中心桿[7]上，下磁極[3]和上磁極[5]質(zhì)量相同，并選用具相同磁通量的磁性材料制成，且磁極相對形成同性互相排斥的狀態(tài)安裝在中心桿[7]上，指針[4]固定在上磁極[5]上，并指向標(biāo)尺[2]的刻度線，配重[6]為數(shù)塊與上磁極[5]質(zhì)量相同的環(huán)狀物體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場斥力與距離關(guān)系演示儀，其特征在于所述的配重[6]的數(shù)量為3-8塊。
專利摘要本實用新型涉及一種高中物理力學(xué)原理方面的一種演示教具。有關(guān)萬有引力和庫侖力的知識，一般中學(xué)實驗室都無法提供此實驗。本實用新型的技術(shù)方案是利用磁極間相互作用力來驗證力學(xué)原理。一種磁場斥力與距離關(guān)系演示儀，它由實驗架、標(biāo)尺、下磁極、指針、上磁極、配重和中心桿組成，利用兩磁極之間相互排斥力的變化而導(dǎo)致兩磁極之間距離的有規(guī)律變化而演示出力與距離兩者的關(guān)系，即通過此演示儀實驗證明磁極間斥力的大小與距離的平方成反比。本實用新型的積極效果在于通過此演示儀的演示，能簡單、明了、較精確地看到磁極間的斥力與距離平方成反比的結(jié)論。且此實用新型取材容易、制作簡單、操作方便、可在廣大學(xué)校中推廣。
文檔編號G09B23/00GK2876943SQ20052004657
公開日2007年3月7日 申請日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者周禮邦, 姚成興 申請人:上海市嘉定區(qū)第二中學(xué)