本发明涉及物理实验装置，具体涉及一种电磁感应定律实验探究仪。
背景技术：
1、电磁感应定律是高中物理电磁学部分的难点内容，同时也是学生了解获得物理规律的基本方法。电磁感应定律通常包括法拉第电磁感应定律和楞次定律。其中法拉第电磁感应定律描述了感应电动势的大小，楞次定律描述了感应电流的方向。
2、目前，教材在探究感应电流与哪些因素有关时，利用的是螺线圈与电流表组成的闭合回路，以及一个条形磁铁组成的实验装置，通过改变磁极(s极和n极)分别手动插入和拔出四种情况产生的感应电动势，进一步记录产生感应电流的方向。这种设计受人为因素影响较大，可控性较差，不利于电磁感应定律的探究。且需要通过观察电流表的偏转才能确定感应电流的方向，很难实现所有学生同时直观地观察到感应电流的方向和强度，教学演示效果较差，不利于学生理解感应电流的方向与哪些因素有关。且该装置功能单一，仅能演示电磁感应现象无法定量探究法拉第电磁感应定律。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种电磁感应定律实验探究仪，解决现有电磁感应探究装置受人为因素影响较大，可控性较差以及教学演示效果较差和功能单一，无法定量探究法拉第电磁感应定律的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：
3、一种电磁感应定律实验探究仪，包括底座，所述底座的一端安装有电动推杆，另一端安装有线圈；所述电动推杆包括调速电机、摆臂和伸缩杆，通过摆臂将电机的旋转运动转换为伸缩杆的直线运动；通过调节调速电机，可以改变伸缩杆的伸缩速度；所述伸缩杆前端安装有磁铁，带有磁铁的伸缩杆伸缩时，恰好能穿入和穿出线圈；所述底座上平行于伸缩杆竖直设置有一背景板，所述背景板朝向电动推杆的一面安装有测速仪、两组发光二极管和示波器，通过测速仪可以测量磁铁的运动速度；两组发光二极管和示波器并联于线圈两端；两组发光二极管的通断方向相反。
4、进一步，每组发光二极管均包括若干个发光灯珠，由此构成二极管灯带；灯珠亮起的个数由闭合回路中的电流大小决定，电流越大，灯珠亮起个数越多。
5、进一步，所述磁铁与伸缩杆可拆卸连接。
6、进一步，所述线圈外套设有线圈盒，所述线圈盒的两端开设有通孔，使带有磁铁的伸缩杆能够通过通孔插入或拨出线圈。
7、进一步，所述线圈与发光二极管相连的工作回路上设置有通断开关。
8、进一步，所述测速仪为光电测速装置。
9、进一步，所述线圈盒为透明材质。
10、进一步，所述背景板朝向电动推杆的一面设置有体现发光二极管、通断开关、线圈和示波器之间连接关系的电路图，电路图上代表发光二极管、通断开关和示波器的符号所在位置与背景板上元器件实际所在位置相对应。
11、进一步，所述磁铁为强磁铁。
12、进一步，所述摆臂包括第一摆臂和第二摆臂，第一摆臂一端与调速电机的输出轴转动连接，第一摆臂另一端和第二摆臂一端转动连接，第二摆臂另一端和伸缩杆一端转动连接；在底座上固定设有导向块，导向块中心设有水平的导向孔，伸缩杆另一端从导向孔穿过。
13、相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
14、1、本发明电磁感应定律实验探究仪功能完善，操作简单，能完整的实现从电磁感应现象到电磁感应定律探究的全过程。可用于课堂教学中演示“电磁感应现象”，通过观察演示实验，归纳出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察概括能力，帮助学生理解感应电流产生的条件。可供学生定量探究“法拉第电磁感应定律”，用控制变量法分别改变磁通量和时间，探究感应电动势大小的变化情况。在定量探究法拉第电磁感应定律的过程中，仪器由调速电动机带动伸缩杆上的磁铁进行直线运动，控制磁铁插入、拔出线圈的速度，利用光电测速装置测量磁铁的运动速度，保证在磁通量变化相同时，磁场强度不同时的探究，亦可保证在磁场强度不变时，磁通量变化的精准控制，完成对法拉第电磁感应定律的定量探究。还可用于“楞次定律”教学过程中作为实验探究的演示教具，利用发光二极管的单向导电性，通过两组反向连接的led渐变灯亮起的顺序及亮起的个数，直观显示感应电流的方向和强度，实现对楞次定律的直观展示，且实验现象明显、有趣，有利于激发学生科学探究的热情。
15、2、本发明电磁感应定律实验探究仪采用电动推杆来代替传统的手动移动磁铁，减少了人为因素影响，增加了操作的可控性，且结构简单，携带方便，操作简单，为课堂演示、学生分组实验带来很大的便利。
16、3、本发明电磁感应定律实验探究仪结果显示直观且可靠，该仪器采用单片机技术，通过光电测速直接测量磁铁的运动速度，精准控制磁通量的变化；通过简易示波器，直接测量和显示感应电动势的大小。测量结果准确可靠。利用两组反向连接的led展示感应电流强度和方向。三种显示相结合直观的给出了感应电动势、感应电流和磁通量变化之间的关系，从而直观全面地展示了电磁感应定律。且本发明利用电子技术，将复杂的实验现象由光信号和图像的形式呈现出来。仪器的现象直观、操作简单，更便于学生观察、分析，有利于培养观察能力、逻辑思维能力；更能帮助学生理解电磁感应定律和楞次定律。
1.一种电磁感应定律实验探究仪，其特征在于，包括底座，所述底座的一端安装有电动推杆，另一端安装有线圈；所述电动推杆包括调速电机、摆臂和伸缩杆，通过摆臂将电机的旋转运动转换为伸缩杆的直线运动；通过调节调速电机，可以改变伸缩杆的伸缩速度；所述伸缩杆前端安装有磁铁，带有磁铁的伸缩杆伸缩时，恰好能穿入和穿出线圈；所述底座上平行于伸缩杆竖直设置有一背景板，所述背景板朝向电动推杆的一面安装有测速仪、两组发光二极管和示波器，通过测速仪可以测量磁铁的运动速度；两组发光二极管和示波器并联于线圈两端；两组发光二极管的通断方向相反。
2.根据权利要求1所述电磁感应定律实验探究仪，其特征在于，每组发光二极管均包括若干个发光灯珠，由此构成二极管灯带；灯珠亮起的个数由闭合回路中的电流大小决定，电流越大，灯珠亮起个数越多。
3.根据权利要求1所述电磁感应定律实验探究仪，其特征在于，所述磁铁与伸缩杆可拆卸连接。
4.根据权利要求1所述电磁感应定律实验探究仪，其特征在于，所述线圈外套设有线圈盒，所述线圈盒的两端开设有通孔，使带有磁铁的伸缩杆能够通过通孔插入或拨出线圈。
5.根据权利要求4所述电磁感应定律实验探究仪，其特征在于，所述线圈盒为透明材质。
6.根据权利要求1所述电磁感应定律实验探究仪，其特征在于，所述线圈与发光二极管相连的工作回路上设置有通断开关。
7.根据权利要求6所述电磁感应定律实验探究仪，其特征在于，所述背景板朝向电动推杆的一面设置有体现发光二极管、通断开关、线圈和示波器之间连接关系的电路图，电路图上代表发光二极管、通断开关和示波器的符号所在位置与背景板上元器件实际所在位置相对应。
8.根据权利要求1所述电磁感应定律实验探究仪，其特征在于，所述测速仪为光电测速装置。
9.根据权利要求1所述电磁感应定律实验探究仪，其特征在于，所述磁铁为强磁铁。
10.根据权利要求1所述电磁感应定律实验探究仪，其特征在于，所述摆臂包括第一摆臂和第二摆臂，第一摆臂一端与调速电机的输出轴转动连接，第一摆臂另一端和第二摆臂一端转动连接，第二摆臂另一端和伸缩杆一端转动连接；在底座上固定设有导向块，导向块中心设有水平的导向孔，伸缩杆另一端从导向孔穿过。
