技术领域
[0001] 本发明涉及电学模拟工具领域,具体涉及一种划线式电学演示仪及演示方法。
相关背景技术
[0002] 传统的电路演示器材往往设计得较为庞大和笨重,这使得它们在实验室或教室之间的移动变得不便。体积较大的器材不仅占用空间,还可能限制了教学活动的灵活性,尤其是在需要频繁更换实验设置的情况下。此外,对于需要携带器材进行现场教学或展示的情况,较大的体积成为了一个明显的障碍。其次,许多电路演示器材的组装过程复杂,需要按照特定的步骤和顺序进行,这不仅对初学者来说是一个挑战,而且可能会消耗大量的学习时间。组装过程中的复杂性不仅会使学习者感到沮丧,特别是当他们需要反复拆卸和重新组装器材以理解不同电路的工作原理时,会使得学习者在组装学习过程中,大部分时间和精力都用在了组装器材上,而忽略了对电路的理解。
[0003] 此外,在传统的电路演示器材中使用导线将各个元器件连接在一起,导线的整理和连接是一个繁琐的过程,导线可能会纠缠和打结,导致组装效率低下,同时也增加了发生错误的风险,导线管理的复杂性分散了学习者的注意力,使他们难以集中精力于电路的基本原理和概念。使用传统电学试验箱时,学习者往往需要在实物电路和电路图之间进行切换,这可能会造成理解上的困难。实物电路的三维布局可能与电路图的二维表示不完全对应,使得学习者难以直观地看到两者之间的联系,这种脱节可能会阻碍学习者对电路设计和功能的理解,影响他们将理论知识应用到实际问题解决中的能力,不利于学习者更进一步的学习。
[0004] 目前,常规的演示仪为了结构轻便地演示实物电路,多采用模块式拼装结构,例如已公开专利文献CN107862954A“一种中学生物理电学演示仪”,但是这种演示仪可构造的电路有限,不能满足每个阶段学生的需求。
具体实施方式
[0017] 实施例1一种划线式电学演示仪,请参照图1和图2,包括底座1、感应笔2和电路元件单元,底座1包括上层板3、下层板7和消磁器4,电路元件单元包括电路元件12和接线端子13,电路元件12与接线端子13连接。
[0018] 请参照图4,上层板3为透明或半透明材料,内嵌多个连接片8,连接片8上下贯通上层板3且连接片8之间互不接触。上层板3和下层板7之间设置有多个两两相邻的磁腔5,磁腔5为上下贯通连接上层板3和下层板7的密闭腔体,磁腔5内均含有磁粉10,相邻磁腔5之间通过腔壁11间隔,磁腔5上部与连接片8接触连接,连接片8,连接片8之间均不相接,每个连接片8至少有两部分位于不同磁腔5,且每个磁腔5内均有至少一个连接片8的一部分。
[0019] 磁腔5为横截面为六边形的六棱柱腔体,连接片8为覆盖两个相邻磁腔5的菱形薄片,每个磁腔5的六个邻面内壁均设置有接触片9,每个接触片9与一个连接片8接触,接触片9为导电材料,请参照图3,感应笔2的笔尖6为永磁材料,磁粉10、接线端子13为磁性导电材料,连接片8为导电材料,上层板3、下层板7、腔壁11为绝缘材料。
[0020] 底座1还包括位于下层板7下方的底板,消磁器4包括消磁单元和手柄,消磁单元位于下层板7和底板之间,手柄位于下层板7之外,用于通过推拉手柄实现消磁器4在下层板4和底板之间的左右滑动。
[0021] 实施例2本实施例在实施例1的基础上进行了进一步改进,其余部分设置相同不再赘述。
[0022] 接线端子13位于电路元件12两侧底部,方便与连接片8导通,具体的,请参照图5‑11,不同的电路元件12设置的接线端子位置和个数不同,例如电路元件12为电源时,如图5所示,电源正负极各对应一个接线端子13;电路元件12为小灯泡、电阻器或开关时,如图6、
7、9所示,电路元件12两端分别对应一个接线端子13;电路元件12为滑动变阻器时,如图8所示,在电阻两端、滑片两端分别对应一个接线端子13,一共为四个接线端子;电路元件12为电流表或电压表时,如图10、11所示,电流表或电压表的不同量程接线柱分别对应一个接线端子13。
[0023] 实施例3一种划线式电学演示方法,基于上述划线式电学演示仪实现,包括步骤:
将电路元件单元放置于上层板3之上,使接线端子12吸附在上层板3上,并与连接片8连接导通;
接线端子12所在的磁腔5内的磁粉10吸附至磁腔5上方,使磁腔5内部的连接片8之间相互导通,并通过连接片8使所在磁腔5的周围磁腔5相互导通;
演示时,感应笔2的笔尖在上层板3表面划线,连接各个电路元件单元,划过的磁腔
5内的磁粉10被吸附至当前磁腔5上方,使划过的磁腔5内部连接片8相互导通,并通过连接片8使所在磁腔5的周围磁腔5相互导通;
感应笔2划过的磁腔5位置通过磁粉10形成深色导电磁性线条,导通所需要演示的电路元件单元构成的电路;
演示完毕后,推拉消磁器4的手柄,使消磁器的消磁单元从下层板7和底板之间滑动消磁将磁粉10恢复至磁腔5下方。
[0024] 为了方便演示,还可以准备小型消磁块,在划线错误的时候配合擦除吸附到磁腔5上方的部分小区域磁粉。
[0025] 最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。