一種新型電生磁綜合實驗儀的研究及開發

（新疆生產建設兵團第九師龍珍高級中學 ）

研究內容：

我們研究開發的電生磁綜合實驗儀，它從整體的角度解決這一難題，對比效果明顯，趣味性加強，提高了學生的學習興趣與學習效率。通過實驗把電生磁整合為一個整體。

本儀器所采用的技術方案是：電生磁綜合實驗儀，包括絕緣的底座和對稱豎立在底座上的左支撐座和右支撐座，還包括設置在左支撐座和右支撐座上方的絕緣桁架，底座上位于左支撐座和右支撐座之間固定有螺旋線圈，螺旋線圈內設置有一個小磁針，底座上對應設置有位于螺旋線圈外的兩個小磁針，位于螺旋線圈內、外兩個小磁針的連接線均與螺旋線圈的軸線等高，所述的絕緣桁架由兩個平行的桁條和位于桁條之間的水平直導線組成，位于上側的桁條上通過連桿懸掛有若干小磁針，位于下側的桁條上通過支桿支撐有若干小磁針，所述的水平直導線分別穿過左支撐座和右支撐座之后與螺旋線圈連接，所述的左支撐座和右支撐座之間還設置有絕緣桁梁，所述的絕緣桁梁上懸掛有兩個小磁針，設置在螺旋線圈軸線上方，所述的左支撐座和右支撐座頂部通過若干支桿支撐有兩排小磁針。

所述的電生磁綜合實驗儀，其左支撐座和右支撐座均為六棱柱體，所述的小磁針均勻分布在左支撐座和右支撐座表面的六條邊線的中點上。進一步，所述的左支撐座和右支撐座上的小磁針有兩層。所述的電生磁綜合實驗儀，其導線通過粘接或插接的方式與支撐座緊固連接。所述的電生磁綜合實驗儀，其底座為木頭、玻璃或透明塑料。

與現有技術的方式相比，本儀器具有以下至少一種優點：

1．水平桁架由兩個平行的絕緣桁條和水平直導線組成，上側的桁條上通過連桿懸掛有若干小磁針，下側的桁條上通過支桿支撐有若干小磁針，直導線上下兩排磁針水平放置，導線上方磁針懸掛，導線下方磁針正立放置，通電前，上下每兩個磁針分別平行對稱。

2．左右兩邊反向電流形成的磁場方向相反，對比鮮明，效果明顯。

3．螺旋管內外磁場整體展現，整體認識，激發興趣。

4．電生磁是一個抽象性很強的知識點，為提高學生對磁場由點到線、由線到面、由面到體的整體感性認識，必須要加強學生在這方面的探究實驗。

5．一套儀器可獨立完成三個對比實驗

具體實施方式：

下面結合附圖和實施例對本儀器作進一步詳細說明。

現有的磁生電物理實驗教學儀器中，奧斯特實驗演示儀，僅有一個大磁針，起到了磁生電的演示效果，但不具有趣味性。本儀器將一個大磁針改為上下兩排小磁針，實驗中兩排小磁針各自整體向反方向轉動，具有趣味性與震撼性，能給學生留下不可磨滅的整體印象，加深學生對電生磁轉換的記憶。

各附圖標記為：1—底座，2—左支撐座，3—右支撐座，4—正極螺旋線圈，5—負極螺旋線圈，6—直導線，7—絕緣桁架，8—絕緣桁梁，9—小磁針。

參照圖1所示，本儀器包括絕緣的底座1和對稱豎立在底座1上的左支撐座2和右支撐座3，還包括設置在左支撐座2和右支撐座3上方的絕緣桁架7，底座1上位于左支撐座2和右支撐座3之間固定有旋向相反的正極螺旋線圈4和負極螺旋線圈5，正極螺旋線圈4和負極螺旋線圈5內均設置有一個小磁針9，底座1上對應設置有位于正極螺旋線圈4和負極螺旋線圈5外的兩個小磁針9，位于螺旋線圈內、外兩個小磁針9的連接線均與螺旋線圈的軸線平行，所述的絕緣桁架7由兩個平行的桁條和位于桁條之間的水平直導線組成，位于上側的桁條上通過連桿懸掛有若干小磁針9，位于下側的桁條上通過支桿支撐有若干小磁針9，所述的水平直導線分別穿過左支撐座2和右支撐座3之后與正極螺旋線圈4和負極螺旋線圈5連接，所述的左支撐座2和右支撐座3之間還設置有絕緣桁梁8，所述的絕緣桁梁8上懸掛有兩個小磁針9，分別設置在正極螺旋線圈4和負極螺旋線圈5上方，所述的左支撐座2和右支撐座3頂部通過若干支桿支撐有小磁針9。

參照圖1所示，作為本儀器的第二實施例，所述的左支撐座2和右支撐座3上的小磁針9有兩層，這樣直導線6通電，上下兩層的小磁針9都會相應動作，以增加實驗的直觀性。

本試驗儀在位于底部的底座1上設計了兩個電流反向的螺線管，其內部和外部分別放有若干小磁針9，可演示通電螺線管內部的磁場方向。

因此本儀器實驗儀器從整體的角度解決了電生磁的重難點，同時演示了安培定則和叉進點出的電-磁轉換原理。

電生磁綜合實驗儀的市場開發

1．新型電生磁綜合實驗儀的理論研究（已完成）

2．電生磁綜合實驗儀設計圖樣（已完成）

3．申報國家專利（已完成）

4.“九師科技專項”項目資金申請（8萬）（以完成）

5．工業設計。工業結構設計及加工制造圖，外觀設計圖，及實驗和樣品制作等工作已與湖北工業大學已達成合作意向。資金落實即可實施（正在進行）

6．進一步爭取兵團科技專項資金或援疆資金（120萬），批量生產600臺，在九師范圍內進行小學科學課、初、高中物理實驗課的實驗教學實踐，形成課堂實驗教學有效性的研究報告。此模式參考袁隆平院士研究雜交水稻的研發模式。國家出錢支持研究。研究成功后，再由國家出錢購買一定數量的種子在一定范圍內免費給農場試種。試種成功后，再交由市場運作經營，轉化為生產力。（規劃中）

7．向國家教學儀器裝備中心提交該項目所有研究報告，力爭進入國家中小學必備實驗教學儀器采購目錄。（規劃中）

8．積極聯系品牌教學儀器生產企業進行技術合作，努力把該產品推向市場，更好的為全國物理實驗教學工作服務，并轉化為生產力創造財富，實現社會效益和經濟效益的雙豐收！（規劃中）