磁体极性巧识别

成浩铭

摘    要： 学校中的磁铁一般为马蹄形磁铁和条形磁铁，在经过许多学生学习使用后，其磁极的标记会脱落而无法辨别。现设计一种装置，在辨别无标记的磁铁时，无需有标记的磁体，容易操作，极性发光指示，准确度高，大大提高了学习效率。

关键词： 磁体极性    二极管    传感器

在中学物理课程的教学和学习中，涉及磁铁的学习内容较多;在学习过程中对磁铁的极性有严格要求，因此识别磁体极性是学习的主要内容之一。学校中的磁铁一般为马蹄形磁铁和条形磁铁，在经过多名学生使用后，其磁极的标记会脱落而无法辨别。现有技术中辨别无标记的磁铁，多为取一块有标记的磁体，将其靠近无标记的磁铁，利用同名磁极互相推斥，异名磁极互相吸引的原理判定。这种方法存在的问题是，必须有一块有标记的磁体，操作繁琐，一旦异名磁极互相吸引后，分开困难，使用多有不便，浪费学习时间，降低学习效率。

为了解决现有技术存在的缺陷，现提供一种磁体极性识别装置思路，一旦成为现实，将大大方便磁体极性的识别。

其技术方案是：磁体极性识别装置，包括壳体、手柄、电池、传感器、显示器和控制电路，所述壳体为内设空腔的长方体结构，手柄为内设空腔的圆柱形结构，壳体一端连接手柄，所述壳体内前端设有传感器，传感器一侧设有控制电路，壳体外一侧面设有显示器，所述手柄内设有电池，手柄尾端设有充电插口;所述电池、传感器及显示器分别与控制电路电连接，充电插口与电池并联连接;所述壳体由非导磁材料制作。

其中，所述传感器由外壳、弹性金属片、第一轻触开关、第二轻触开关和永磁体组成，所述外壳呈歪倒的凹字状结构，第一轻触开关和第二轻触开关的受力点相对安装在外壳内上侧，外壳内下侧垂直固定弹性金属片的一端，弹性金属片的另一端延伸至第一轻触开关和第二轻触开关的受力点中间;所述弹性金属片的一平面上设有永磁体，该永磁体的N极面朝向外壳的开口侧。所述显示器由第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管、第四发光二极管、第五发光二极管、第六发光二极管和第七发光二极管组成日字状结构组成，所有发光二极管均采用红色、顶部为2×7毫米的方形发光二极管。所述控制电路由第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻组成，所述电池的正极与第一轻触开关的一端及第二轻触开关的一端相连接，第一轻触开关的另一端与第一二极管的正极及第三发光二极管的正极相连接，第三发光二极管的负极与第五发光二极管的正极相连接，第五发光二极管的负极与第一电阻的一端相连接，第二轻触开关的另一端与第二二极管的正极及第四发光二极管的正极相连接，第四发光二极管的负极与第七发光二极管的正极相连接，第七发光二极管的负极与第三电阻的一端相连接，第一二极管的负极与第二二极管的负极及第一发光二极管的正极相连接，第一发光二极管的负极与第二发光二极管的正极相连接，第二发光二极管的负极与第六发光二极管的正极相连接，第六发光二极管的负极与第二电阻的一端相连接，所述电池的负极与第一电阻的另一端、第二电阻的另一端及第三电阻的另一端相连接，充电插口与电池并联连接。

本技术与现有技术相比较，具有以下优点：设计合理、结构简单、容易制作，在辨别无标记的磁铁时，无需有标记的磁体，容易操作，极性发光指示，准确度高，大大提高了学习效率。

参照图1中一种磁体极性识别装置，包括壳体1、手柄2、电池3、传感器4、显示器5和控制电路6，所述壳体1为内设空腔的长方体结构，手柄2为内设空腔的圆柱形结构，壳体1一端连接手柄2，所述壳体1内前端设有传感器4，传感器4一侧设有控制电路6，壳体1外一侧面设有显示器5，所述手柄2内设有电池3，手柄2尾端设有充电插口7;所述电池3、传感器4及显示器5分别与控制电路6电连接，充电插口7与电池3并联连接;所述壳体1由非导磁材料制作。

本装置利用同名磁极互相推斥，异名磁极互相吸引的原理制成。使用时，手握手柄2将壳体1的前端靠近被测磁体即可。如被测磁体为N极时，其与永磁体的N极产生排斥作用，推动弹性金属片向内移动，触动第一轻触开关，第一轻触开关的触点闭合，电池3的正极通过第一轻触开关的触点及第一二极管点亮第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管、第五发光二极管及第六发光二极管，使显示器5显示为n状，确定被测磁体为N极性。如被测磁体为S极时，其与永磁体的N极产生吸引作用，使弹性金属片向外移动，触动第二轻触开关，第二轻触开关的触点闭合，电池3的正极通过第二轻触开关的触点及第二二极管点亮第一发光二极管、第二发光二极管、第四发光二极管、第六发光二极管及第七发光二极管，使显示器5显示为s状，确定被测磁体为S极性。

参考文献：

[1]王晓荣，余颖.电工电子技术基础[M].湖北：武汉理工大学出版社.

[2]刘爱华，满宝元.传感器原理与应用技术[M].北京：人民邮电出版社.