(4)如果没有抽气机,做“气体压强与沸点关系”的小实验,先用酒精灯加热烧瓶中的水(为节约时间烧瓶内应装热水),待水沸腾后,移去酒精灯,水停止沸腾,用软木塞将烧瓶口塞住,然后使烧瓶口朝下,给烧瓶上浇冷水,可观察到烧瓶中的水又重新沸腾起来。
(5)做“气体的热膨胀”小实验,制作的直角弯管使水平部分短一些,不在水平位置装带色的小液柱,用乳胶管将直角弯管与压强计相连,在压强计中装上带色液体。从压强计两边液柱的高度差变化,反映烧瓶内空气温度升高时膨胀,温度降低时收缩,这样实验就方便多了。
“物体表面颜色对吸收热辐射的比较”小实验,同样可采用此方法。
(6)做“气体被压缩时热能增加”这个小实验,有时课堂需连续演示二至三次,当做了一次后,为保证下一次也能成功,需将活塞拔出,用一根直径比有机玻璃筒稍小的木棍,插入筒中上下拉动几次,将筒内废气排出,换入新鲜空气,可保证下一次实验能够顺利成功。
(7)“研究物体浮在液面的条件”实验,要用量筒测出试管排开水的体积,由于量筒最大刻度值处距量筒口有一定的距离,要使试管排开水的体积能从量筒的刻度上读出,量筒内的水就不能装得过多,量筒直径又较小,在量筒中放取试管就很不方便。为此,可依照量筒的刻度在纸条上画上刻度,将画有刻度的纸条贴在量筒上方无刻度处。这样改进之后,量筒内的水可多装一些,试管排开水的体积就易于读出,在量筒中放取试管也就比较方便。
(8)如果手边没有铅团、铅盒之类的一些器材,要完成“铅团下沉,铅盒浮在水面上”的小实验,可用无破损的牙膏皮代替。用剪刀将牙膏皮的上部剪掉,清洗干净,把牙膏皮压成片状,放入水槽中,可看到牙膏皮立即沉入水底。将压成片状的牙膏皮用手指拨开,再将剪口处用手用力捏紧,使剪口处不漏水,然后放入水槽中,可看到牙膏筒漂浮在水面上。
(9)普通温度计因使用不慎,造成液柱断开,可用适当的热源加热温度计玻璃泡中的液体,使温度稍超过它的最大刻度值,当液体升入温度计玻璃管的最高处时(勿使液体过度膨胀),立即撤离热源,加以冷却,液体收缩高度下降时,就可消除液柱断开现象。
(10)做“托里拆利实验”,向玻璃管内灌水银,管内不能留有空气,因此,灌水银时,用普通缝衣针穿上细线放入管底,线的另一头放在管外,管中空气随水银注入而上升;同时把细线慢慢向上提,使缝衣针不露出水银面为宜。这样,管内就不会有残留的小空气柱。
仔细观察,如果发现有个别小气泡附在管壁,可用细漆包线插入管中,将附在管壁上的小气泡引出。
如何延长投影仪灯泡寿命
投影仪灯泡寿命短,主要原因是功率较大,而工作电压又较低(一般是24V),这样其工作电流就很大,正常时约为104A,灯丝冷态电阻很小,所以开机瞬间冲击电流更大,冲击电流的大小和次数是影响灯泡寿命的主要因素;另外灯泡工作时的振动也是影响其寿命的主要原因,工作时灯丝处于白热状态,其强度很小,稍一振动就可能使灯丝突然断裂,所以在使用中应引起高度重视,在工作过程中,要提防震动,不要带电切换灯泡,如切换,一定要关掉电源。超压工作比振动更危险,冲击电流会更大,可能开机就烧断灯丝。什么时候会超压呢?一是电网电压超过220V,二是电网电压过低,远小于220V,另外先开加亮档开关,也会使灯泡工作电压超高,因为加亮档是为电网电压远低于220V(一般在200V以下)时,为使灯泡工作电压正常而设计的。所以在不明确电网电压是否为200V时,一定不要先开加亮档或干脆不用加亮档。若本地区电压一般情况下都正常,则可以将加亮开关连线剪断,用绝缘胶布包好,只用正常工作状态开关即可。
开关次数对灯泡寿命影响往往比连续工作十几分钟的影响更大,所以使用中要尽量减少一开关次数。在停机间隔时间小于3分钟时,一般不要关机。
在冬季若将投影仪搬到有暖气的教室使用,绝对不允许立即开机。原因是灯丝冷态电压比正常时更小,开机时的冲击电流会更大。很可能一开机就烧断灯丝;另外,由于温度骤变还可能导致灯泡炸裂,所以从冷室搬到暖室使用时一定要先经过热平衡,一般平衡时间应大于20分钟。
在使用中若注意上述情况,规范使用,一般能达到灯泡的设计寿命。
要想延长灯泡使用寿命河北省唐山市教学仪器站常占明、张怀顺老师建议可以加装电子电路,在灯泡工作电路中串联一只大功率二极管,使灯泡开机工作电压减小一半,一般选用6A/50V塑封二极管即可。将加亮开关引线剪断,线头包好,串在灯丝电路中,作为控制灯丝电流开关,再将二极管并在此开关的两个引线端点,如附图所示。
闭合电源开关后,灯丝电路由于串接了一只二极管,大大减少了冲击电流,待十几秒钟后,再闭合加亮开关,将二级管短路,使灯丝正常工作。若暂时不用时,可将加亮开关断开,使灯丝处于预热状态,减少开关冲击次数。经有关中学试验能明显提高灯泡使用寿命。
一个多用实验电路
在初中物理中,电学部分的实验有好几个,在学习了这些实验之后,山西李跃平老师总结出一个实验电路,用这一个电路来完成四个电学实验。这个电路如图所示。
用这个电路可以完成的四个实验如下。
测量小灯泡的功率
K1和K2断开,闭合开关K3,将滑动变阻器的P片移到到b端,电源给定一个合适的固定电压,闭合开关K,移动滑片P,这样就变成了用伏安法测小灯泡功率的实验。
测量未知电阻值
K1和K3断开,闭合开关K2,将滑动变阻器的滑片P滑动到b端,电源给定一个合适的固定电压,闭合开关K,移动滑片P,就可以变成一个用伏安法测未知电阻值的实验。
验证电压与电流强度成正比
K2和K3断开,闭合开关K1和K,将变阻器的P片移动到α端(R′=0),电源电压以2、4、6、8……依次增加,可以从安培表和伏特表上读出示数。
闭合开关K2(K1和K3断开),重新做一次。
用滑动变阻器改变电流强度
K1和K3断开,闭合开关K2,将变阻器的P移动到b端,电源给定一个合适的固定电压,当闭合开关K,称动变阻器P片时,可以从安培表上读出示数。这样就变成了“用滑动变阻器改变电流强度”的实验。
匀速射流的两个实验
中学物理演示实验中有利用水的射流演示的。如:水流的反冲作用、射程跟抛射角的关系等。还有些也可用射流演示,但常因射流速度不易控制而影响效果。大连市庄河县教师进修学校王明堂、王隆功老师介绍一种射流速度控制方法和利用此方法演示两个实验。
射流控制瓶
当打开K时,细玻璃管内的水面急剧下降(因内孔很细),而管外液面基本不变。当管内液面降到细管下端B处时,出水口处的压强就是液柱h的压强。尔后,尽管管外液面不断下降,因出水口处压强只由h决定,所以,只需管外液面不低于B点,从瓶出水口内射出的水流都是匀速的。
射程跟抛射角的关系演示实验的改进
用此射流控制瓶可演示此实验,它能在较长时间内得到初速不变的射流,因而在抛射角一定的条件下,可得到稳定不变的射程。
等时液滴计时器
打点计时器在高中物理实验“测定匀变速直线运动的加速度”、“验证牛顿第二定律”等都用到。王明堂、王隆功老师利用上述射流控制瓶制成的等时液滴计时器代替打点计时器,弥补了仪器不足的问题(特别是农村)。制做简单、操作方便,效果较好。
使用时,首先调节活栓,使滴速适当。然后用秒表测出连续n滴所用时间tn(n一般取4-10次即可)。再求出△t作为测量的时间间隔(△t=tn/(n-1)。其它步骤同原实验的相应步骤。
注意:(1)出水口不能离纸带过高,一般2-3cm。(2)停止计时后首先用粉笔将纸带的液滴吸干,即可得到一有色圆点的纸带。
几则小实验
众所周知,物理是一门以实验为基础的自然科学。做好演示实验和学生实验,是帮助学生理解物理概念,掌握定律、规律的重要手段。实验教学应贯串整个物理教学的始终。要设计多种形式的实验,努力提高实验的质量。绍兴县孙瑞中学吴永麟老师介绍了下面几例:
萘的熔解实验
验证晶体熔解时温度不变的规律,是通过加热晶体萘使之熔解来实现。但按照课本上用水浴法热,由于萘的纯度不高、受热不均匀等原因,则无法得到与书上完全相同或近似相同的规律。对此实验可作如下的改进。(1)萘必须碾成粉状。(2)试管不宜太粗,一般以中号试管为宜。(3)萘粉深度一般为温度计测温泡长的2-3倍。(4)烧杯以250ml的为宜,水面约高出萘面1cm,试管底部约离杯底2cm。(5)环境要求无风。(6)为使萘均匀受热,可将一截弹簧放入试管中然后倒入萘粉。(7)温度计插入后在整个实验过程中不宜搅拌,保持不动。这样实验得到的数据绘成的图形就和课本上给的很相似。且实验时间不很长。在课内可顺利完成。
帕斯卡球实验
用帕斯卡球来验证帕斯卡定律,如按课本中的方法演示,能够说明加在闭密液体上的压强向各个方向传递,但由于活塞加压时,喷射时间短,且又水花飞溅,影响学生对实验现象的观察,因而要说明“向各个方向所传递的压强大小不变”,实验现象不够明显。这里只要作如下的改进工作:将帕斯卡球表面的各个小孔全部用细线扎好薄膜,大号针筒头插入橡皮塞,堵住球口,针筒事先吸入一些水。
那么,只须将针筒的活塞稍一加力,各小孔的薄膜就会均匀地鼓起来,并能保持较长时间,教师可在教室内巡视一周。这样明显地说明了“液体对压强的传递规律”,并且教室内不会水花四溅,简洁而又明朗。
凸透镜成像规律实验
做凸透镜成像规律实验时,为能更好说明像的“倒立”,明确“物”、“像”不仅上下颠倒而且左右颠倒。该实验可引申如下:如图2所示,在现有的光具座上,放置两支长短明显不等的蜡烛A、B,点燃蜡烛,移动凸透镜直至在光屏上出现两支蜡烛火焰的清晰倒像A′、B′,取一蜡纸筒,先将A烛焰套住,此时在光屏上只出现B烛焰的倒像B′,再将B烛焰套住。那么“物”、“像”之间位置颠倒关系将说明得一清二楚。
气体对流实验
在液体对流实验后做气体对流的实验。取一个演示用的连通器,用橡皮塞堵住中间的B、C两个开口,如图3所示,然后用酒精灯给E点加热(火焰不要靠得太近),点燃一盘蚊香放到D管口上方,一会儿就清楚地看到烟雾从最右边管往下流,流到最左边管底部由下向上从管口喷出,实验现象明显,不但能活跃课堂气氛,而且对对流的概念留下深刻的印象。在今后结合水比热较大的特性来解释“为什么当你在海滩上散步,早晨大多是‘洋面风’,而傍晚大多是‘大陆风’”等原因,学生不会感到多大的困难。
焦耳定律实验
初中物理总复习是初中物理教学全过程的最后组成部分,总复习阶段实验教学法理应是物理教学的第一法。做好一系列相似实验,往往是最成功的复习手段。
如图4,取两根长短粗细都相同的金属l1和l2(可借用演示固体线膨胀仪中的两根金属棒),l1是铁,l2是铜,每根金属棒下都用相同量的凡士林粘上几根火柴。先做图4甲的实验,然后再做图4乙的实验,请学生讨论所出现的异同现象及其原因。
乙通过对这个相似实验的讨论,可使同学们明确以下几个问题:
(1)不同金属传导热的本领不同(图4甲实验中,铜棒上的火柴杆先掉下一根,再铁棒上掉下一根,再铜棒上掉下一根……)。
(2)金属传导热从热源开始,沿着导体由近至远传递(图4甲实验中,火柴杆先后依次掉下)。
(3)通电导体是同时受热(图4乙实验中,铜棒上火柴杆先同时掉下),依Q=I∶Rt=u2R,因为R铜<R铁,所以,在相同时间里,铜棒产生的热能多。
(4)图4甲实验是热能的转移(能的转换)。图4乙实验,热能是由电能转换而来(能的转化)。
改进物理实验几例
为了加深学生对物理概念和物理规律的理解,增强演示的效果,天津市蓟县三岔口中学李恩会、天津市蓟县教研室苏增德老师在教学中对一些物理实验进行了改进。现举例如下。
实验1演示光的直线传播
操作:
(1)使点光源、遮光板1、遮光板2,在同一直线上,则在光屏上可看见光斑。
(2)左右或上下移动遮光板1或遮光板2,使其不在同一条直线上,则在光屏上得不到光斑。
说明光在空气中传播的路线是直的。
(3)将装置移在水中重复实验,也可观察到光在水中传播的路线也是直的。
小结:光在同一种媒介中传播的路线是直的。
操作:人对着筒的开口处大声说话(也可敲击音叉或小鼓)由于空气的振动,引起薄膜振动,可看见小球不断地敲击薄膜。说明发声体在振动,声音由振动产生。
操作:两个筒的开口对齐,调好距离,用小木棒敲击左筒薄膜,右筒薄膜外的小球就会不断敲击薄膜。说明声音能在空气中传播。
实验3导体与绝缘体操作:用触点夹依次接触1-13各元件,观察小灯泡的发光情况,可识别常见的导体与绝缘体。
实验4滑动变阻器的原理演示