本实用新型涉及一种物理教学器材，特别是涉及一种法拉第电磁感应定律实验演示装置。
背景技术：：
法拉第电磁感应定律是高中物理一个重要的实验规律，实际教学中很难进行定量实验。大家开展了有益的探索，但实验装置复杂，成本较高，演示实验时稳定性不高，可视性不强。
技术实现要素：：
本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种利用自由落体规律和电容器充电知识，结合数字电压表、发光二极管、磁铁等元件制作，可以进行定性实验，又可以进行定量实验的法拉第电磁感应定律实验演示装置。
本实用新型的技术方案是：一种法拉第电磁感应定律实验演示装置，包括线圈、磁铁、电压表和开关，所述线圈滑动套装在竖直设置在板材上的透明管上，所述透明管内设置有供所述磁铁滑动的导轨，所述开关包括第一开关、第二开关和第三开关，所述电压表和开关设置在板材上，且所述电压表与电容和第一开关并联，且一端通过二极管与第二开关连接，其另一端通过第三开关与所述线圈连接，所述线圈与所述第二开关连接，第三开关通过发光二极管组与第二开关和二极管连接。
所述开关、电容、二极管、发光二极管组均通过相应的通孔设置在板材上，所述板材的一侧上设置有与开关、二极管、发光二极管、线圈、电容的连接关系相匹配的电路图，板材的另一侧设置有与电路图相匹配且实现开关、二极管、发光二极管、线圈、电容之间连接的导线。
所述线圈包括塑料管和绕制在塑料管上的漆包线，所述漆包线设置有不同匝数的抽头，其抽头与所述第二开关连接。
所述板材和透明管均为亚克力材质，所述板材设置在底板上，所述底板上设置有调平螺丝，所述透明管通过固定板设置在板材上，所述透明管的下端嵌入在底板上的圆柱形凹槽中，所述透明管与所述圆柱形凹槽底部之间设置有对磁铁的降落进行缓冲的缓冲垫。
所述透明管的顶端设置有水准气泡和直线轴承，所述磁铁固定在所述导轨的一端，所述导轨的另一端贯穿所述直线轴承，所述透明管上设置有刻度。
所述第一开关为单刀单掷开关，所述第二开关为单刀双掷开关，所述第三开关为波段开关。所述发光二极管组为反向并联的两个红、绿发光二极管。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型利用自由落体规律和电容器充电等知识，结合数字电压表、发光二极管、钕铁硼强磁铁等元件制作的法拉第电磁感应定律实验探究仪，既可以进行定性实验，又可以进行定量实验，操作简便，稳定性强，可视性好，实验精度高。
2、本实用新型设置固定导轨、底角调整螺丝和水准气泡增加稳定性、可靠性，底板上设置有调平螺母，便于演示的顺利进行。
3、本实用新型利用透明亚克力管，并在透明亚克力管上设置固定刻度，把直线轴承固定在透明亚克力管的顶部，导轨穿过直线轴承，钕铁硼强磁铁固定在导轨的一端，磁铁和导轨同时下落，磁铁下落位置和下落过程一目了然。
5、本实用新型板材上设置有电路图，便于进行演示操作，其各电气部件均通过板材上的孔洞设置在板材上，演示生动形象。
附图说明：
图1为法拉第电磁感应定律实验演示装置的结构示意图。
图2为图1中板材和底板的左视图。
图3为图1中透明管、导轨磁铁的俯视图。
具体实施方式：
实施例：参见图1、图2和图3，图中，1-磁铁，2-电压表，3-板材，4-透明管，5-导轨，6-第一开关，7-第二开关，8-第三开关，9-电容，10-二极管，11-发光二极管组，12-塑料管，13-漆包线，14-底板，15-调平螺丝，16-固定板，17-直线轴承，18-水准气泡，19-缓冲垫。
一种法拉第电磁感应定律实验演示装置，包括线圈、磁铁1、电压表2和开关，线圈滑动套装在竖直设置在板材3上的透明管4上，透明管4内设置有供磁铁1滑动的导轨5，开关包括第一开关6、第二开关7和第三开关8，电压表2和开关设置在板材3上，且电压表2与电容9和第一开关6并联，且一端通过二极管10与第二开关7连接，其另一端通过第三开关8与线圈连接，线圈与第二开关7连接，第三开关8通过发光二极管组11与第二开关7和二极管10连接。
开关、电容9、二极管10、发光二极管组11均通过相应的通孔设置在板材3上，板材3的一侧上设置有与开关、二极管10、发光二极管组11、线圈、电容9的连接关系相匹配的电路图，板材3的另一侧设置有与电路图相匹配且实现开关、二极管10、发光二极管组11、线圈、电容9之间连接的导线。
线圈包括塑料管12和绕制在塑料管12上的漆包线13，漆包线13设置有不同匝数的抽头，其抽头与第二开关7连接。
板材3和透明管4均为亚克力材质，板材3设置在底板14上，底板14上设置有调平螺丝15，透明管4通过固定板16设置在板材3上，透明管4的下端嵌入在底板14上的圆柱形凹槽中，透明管4与圆柱形凹槽底部之间设置有对磁铁1的降落进行缓冲的缓冲垫19。
透明管4的顶端设置有水准气泡18和直线轴承17，磁铁1固定在导轨5的一端，导轨5的另一端贯穿直线轴承17，透明管4上设置有刻度。
第一开关6为单刀单掷开关，第二开关7为单刀双掷开关，第三开关8为波段开关。发光二极管组11为反向并联的两个红、绿发光二极管。
塑料管4的为5cm塑料管，电压表2为数字电压表，电容9为1μf的铝电解电容器，磁铁1为钕铁硼强磁铁，波段开关为6波段开关，直线轴承17尺寸为6mm直线轴承；把漆包线13绕在塑料管4上，并预留出400匝、600匝、800匝、1000匝、1200匝的抽头。
定性演示
通过第三开关实现线圈、第二开关和发光二极管组形成通路，通过调整线圈在透明管上的滑动，调整线圈与磁铁之间的距离，控制磁铁下落到线圈的快慢，通过在演示线圈中接入两组反向并联发光二极管，观察到红、绿发光二极管先后发光，分别演示磁铁靠近和离开线圈时产生感应电动势；磁铁通过线圈时的速度越来越快，发光二极管的频闪速度也随着越来越快，亮度越来越大；磁铁通过线圈时的速度不变，改变线圈的匝数，匝数越多，发光二极管越亮；说明磁铁磁通量的变化率越大，线圈的匝数越多，感应电动势越大。
定量演示
通过控制变量法，依次改变线圈的匝数n，磁通量的大小δφ，磁场切割线圈的δt，分别探究e与三者之间的定量关系，通过电压表读数，通过计算机的excel软件作图，可推导得出e与n、δφ、1/δt成正比，最终得出法拉第电磁感应定律的数学表达式。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。