小型仪器在物理实验中的应用_光电管论文

小型仪器在物理实验中的应用_光电管论文

生活中的小器材在物理实验中的应用,本文主要内容关键词为:物理实验论文,器材论文,生活中论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

有些物理知识若能用生活中的小器材演示物理现象和改进学生实验,则可化难为易,加深印象,并具有深入浅出、启迪思维、引人入胜的作用。若教师在课堂上恰当地运用,这些实验更能吸引学生,活跃气氛,强化讲授效果。下面通过几个具体实例来说明生活中的小器材在中专物理教学中的应用。

1 用硬币做碰撞实验

在较光滑的桌面上水平放置一把直尺并固定不动,将一枚硬币紧靠直尺边缘平放,用另一枚硬币顺着直尺边缘向原先静止放置的硬币冲去,两枚硬币将发生弹性正碰。相碰的瞬间,原来运动的硬币立即静止不动,而原来静止的硬币立即运动起来。

2 用铁钉演示电磁现象

2.1 电磁铁的实验

找一根大铁钉,用直径0.15—0.3mm的漆包线在铁钉上绕数百圈。用一节一号电池给线圈通电后,铁钉变成了磁铁,可以吸起小铁钉之类的铁件。当电池断开,磁性消失,被吸起的小铁钉掉下,这个实验表明了通电线圈中的铁芯,可以变成磁铁。

2.2 磁铁接触绕有线圈的铁钉,产生电流的实验

将上述绕有线圈的铁钉的线圈两端接上一个电流计,用磁铁接触一下铁钉后并马上拿开磁铁。可看到当磁铁接触铁钉的一瞬间,和拿开的一瞬间,电流计的指针都偏转。这说明线圈中产生了电流。

3 用钢锯条做“振动和波”实验

3.1 描绘阻尼振动曲线

在钢锯条一端用绳固定一软笔尖,另一端用螺丝固定在一个长方体木块的一侧,再把木块固定在一个木板中间,要求木板的面积是木块面积的4倍以上,将木板作为底座。实验时,先给笔尖蘸点墨水, 取一长方形纸板放在笔尖下面,并使笔尖刚好与纸板面接触,拨动锯条的自由端使之振动,匀速拉动纸板,便可描绘出阻尼振动曲线。

3.2 演示横波

将笔尖换成一条柔软的长棉线绳,将木板底座平行于桌沿放好,锯条伸出桌沿,线绳自由下垂,拨动锯条振动。如频率过快,可在锯条自由端吸一小块磁铁使频率减小。可看到线绳形成自上而下转播的横波。

4 用日光灯灯丝做“金属电阻率随温度变化”的实验

用一根日光灯灯丝和一只2.5V电珠串联后接在三节串联干电池的两端。电路接通后,用火柴间歇性地烧日光灯灯丝。可看到电珠变亮、变暗、变亮、变暗……

电珠的明暗变化了,反映了电路中电流及电阻的变化。电路刚接通时电流约为270mA,电珠基本正常发光,此时日光灯丝电阻约为7Ω。当用火柴火焰烧日光灯灯丝时,电流立即下降到170mA, 电珠基本上处于熄灭状态,此时日光灯灯丝电阻约为24Ω。可得出“金属的电阻率随温度的升高而增大”。用火柴的火焰加热,可使钨的电阻率增大到原来的3倍以上,且重复性很好。

5 用儿童挂表和计算器改进单摆实验

用一只带有秒表功能的儿童挂表和一个2CU 型光电管在“挂表”的“起动/停止”键的动静触点上各焊接一根引线,分别与光电管的负极、正极相连接。把光电管和一盏普通白炽灯(15W以上,或日光灯),相对固定在单摆平衡位置的两侧。

原理简述:摆球在摆动时,来回遮挡射向光电管的灯光。使光电管产生光电脉冲。在由遮光变为受光的瞬间,“挂表”受光电脉冲的上升沿触发翻转(遮光的下降沿脉冲不翻转),每周期翻转两次(两个“嘟”声)。“挂表”每周期对应单摆半个周期。

使用方法:装好单摆,固定光电管和白炽灯。打开电灯开关,调整光电管正对白炽灯,使“挂表”发出“嘟”声。拉起摆球,按“挂表”“复零”键(若此时在计时状态,用手遮一下灯光再按“复零”键),放开摆球使其摆动、同时数“嘟”声次数。摆动过一段时间,在起始位置的同侧抓住摆球,此时“挂表”处在停止”状态。设数得n 次“嘟”声。然后将摆球由光电管背后绕到单摆的另一侧,再释放摆球也数n 次“嘟”声。“挂表”上的时间是n/2个周期的总时间。单摆周期T=2t/n。以上作两次测量是为了消除因光电管不能精确对准平衡位置而产生的半周期误差。若要自动记下单摆的振动次数,可用计算器,在其“=”键下焊出引线另接一个光电管,放在能使摆球遮光的适当位置,利用计算器的累加功能,先预置,按“+”再按“0.5”就可直接读出摆动次数n。

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