多用電路實驗板
【製作方法】
多用電路實驗板由主板和替換件兩部分組成。
1.主板
如圖17.11-1(俯視圖)、圖17.11-2(正視圖)所示,圖中“1”為底板,尺寸為320×180×32毫米3;“2”為羊眼圈(3個),扭在底板上,便於底板豎掛;“3”為中間有插孔的接線柱(4個),用以接線和接插電源;“4”為220伏25瓦的白熾燈泡;“5”為用廢舊塑料瓶蓋做的安全蓋子,與安全罩配合使用,“6”為卡口燈座;“7”是蛇皮管(裏面有導線),“8”是220伏15瓦白熾燈泡。“9”為螺口平燈座。“10”為塑料多股導線,分別接通卡口燈座、X1、X2接線柱、平燈座、X3、X4接線柱。根據不同的實驗,電路連線和電源線分別接插在有關的接線柱中。
2.替換件
(1)裸露燈頭:如圖17.11-3所示,用一舊燈泡,打去玻璃殼,把玻璃柱上的二金屬絲套上兩段塑料管,再彎成平鈎,用以放絕緣體和導體。
(2)雙金屬片燈頭:如圖17.11-4所示,用一廢舊燈泡打去玻璃殼,再從一廢舊啟輝器中取出雙金屬片,焊接在燈頭的燈絲柱上。
(3)安全罩:如圖17.11-5所示,用透明的塑料藥瓶(直徑約40毫米)製作。在瓶上穿50-70個小孔,小孔直徑2-3毫米。
(4)連接線(2根):如圖17.11-6所示,用銅片剪一接線耳,套一塑料絕緣柄,用一軟導線把它和單孔插頭焊接起來。
(5)電源插頭及開關:如圖17.11-7所示,用雙心軟導線把電源插頭、牀頭開關、單孔插頭連接起來,接頭處要焊好。
【使用方法】
下面以幾個演示實驗為例説明使用方法,電源為交流220伏。
1.串聯電路及其特點
實驗板如圖17.11-8所示。用一根連接線插接在X1、X4接線柱上,把電源線插接在X2、X3接線柱上。接通電源,即可演示兩燈泡的串聯關係。可以説明“把電路元件逐個順次連接起來的方法叫串聯”。通過去掉一個燈泡,另一個燈泡也不亮了;去掉連線的任意一個頭,兩個燈泡都不亮了,可以説明串聯電路的特點。
2.串聯電路的電壓分配和功率分配
圖17.11-8中的蛇皮管端的25瓦燈泡似乎應比平燈頭的15瓦燈泡亮。然而,接通電源後,雖然兩燈泡都沒有正常發光,但15瓦的燈泡反比25瓦的燈泡亮許多,這是因為15瓦燈泡的燈絲電阻比25瓦燈泡的燈絲電阻大,所以分配給它的電壓高,它工作的實際功率也大。説明串聯電路電壓分配與電阻成正比,功率分配與電阻成正比。
3.並聯電路及其特點
實驗板如圖17.11-9所示,把兩根連接線分別插接在X2、X3接線柱和X1、X4接線柱上,電源線插接在X3、X4接線柱上。接通電源,就可演示兩燈泡的並聯關係。可以説明“把電路元件並列接在電路兩點間的連接方法叫做並聯”。通過去掉一個燈泡,另一個燈泡仍亮;去掉一個支路的連線接頭,另一個支路的燈泡仍亮;關掉幹路開關、兩燈都不亮,可以説明並聯電路的特點。
4.導體、絕緣體實驗板
如圖17.11-10所示。圖17.11-11是圖17.11-10甲處的放大圖,為裸露燈頭。在燈頭平鈎之間放上絕緣體或導體,扭上安全罩。用一根連接線插連在燈頭左邊的接線柱上,電源線插接在燈頭右邊的接線柱上。接通電源,通過電路中燈泡亮或不亮,可以説明圖17.11-11兩平鈎之間搭放的是導體還是絕緣體。
5.通常的絕緣體在一定條件下也能導電
取去圖17.11-11中的絕緣體或導體,接通圖17.11-10中的電源後,燈泡不亮,説明廢燈泡的兩燈絲柱(銅絲)間的玻璃樁是絕緣體。但如圖17.11-12所示,用酒精燈加熱這個玻璃樁,燈泡就亮了。説明通常情況下是絕緣體的玻璃,當條件改變(高温下)時,也能導電。
6.雙金屬片的熱膨脹
將圖17.11-10中的裸露燈頭改為雙金屬片燈頭,接通電源,燈泡不亮。當如圖17.11-13所示,用火柴燒雙金屬片時,燈泡就會亮,這説明雙金屬片受熱膨脹時接通了電路。
7.保險絲的熔斷
將圖17.11-10甲處兩平鈎之間搭放保險絲,如圖17.11-14所示。再戴上安全罩。接通電源,燈泡亮了。然後斷開電源,在平燈座兩端的接線柱之間接上一根連接線(即短路線)後,再接通電源,保險絲立刻熔斷,可以使學生清楚地看到保險絲的熔斷現象,從而説明保險作用。
8.電解質溶液的導電
將圖17.11-10甲處的裸露燈頭彎向下方,使兩根燈絲柱(銅絲)先後插入食鹽晶體和蒸餾水中,如圖17.11-15所示。接通電源,平燈頭中的燈泡不亮,説明食鹽晶體和純水都不導電。但當食鹽晶體放入蒸餾水溶解之後,把兩燈絲柱(銅絲)插入食鹽溶液中時,平燈頭中的燈泡立即亮了,説明食鹽溶液導電。
本站提示:本自制教具可輔以“電流定律”部分的物理實驗教學。
選自:《初中物理自制教具》
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