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2014物理培训(讲稿)
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www.d1xz.net物理实验教学与教具制作
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/ 物理实验教学与教具制作　
四、应用物理知识的演示　　教学目的：运用所学知识解释物理现象，举一反三，培养学生“学 以致用”的能力。教学要点：讲述基本原理求简明，演示现象求效果。 这一类演示实验也很多，例如本书后面介绍的教具制作部分。在讲解静电的应用时，可以演示“静电除尘”，“静电植绒”，还可以演示 “静电复印”。§2.5 演示实验教学对教师的要求　　演示实验教学，是保证物理课堂教学质量的重要环节，中学物理教 学大纲中明确规定了要做 200 多个演示实验。　　如果每个物理教师要把自己的教学水平提高，很重要的一点是提高 演示实验教学水平。演示实验教学不同于课堂理论教学，它主要是用无 言的动作代替了语言，用操作演示来进行物理学教育。　　怎样才能提高演示实验教学水平呢？除了教学经验与教学方法，重 要的是每个物理教师应该明白演示实验教学必须做到哪几点。由于演示 教学的特点，它一般要求物理教师做到以下四点：一、备课要仔细在演示实验的备课过程中，主要考虑从两方面备课。 首先，要认真钻研教学大纲和教材，明确每一个演示实验所要达到的目的和具体要求。进而要围绕教学目的、要求处理好演示实验与讲课 之间的关系，保证演示实验能适合学生的接受能力。其次，要做好演示实验前的一切准备工作。准备工作包括：　　1.选择仪器装置，熟悉其构造、原理、性能，熟练实验操作技术， 做好预演工作。2.了解掌握实验的准确程度，找出产生误差的主要原因和减少误差的方法。　　3.估计好实验演示所用的时间，尽量保证演示、讲述全部在一节课 内完成。4.要考虑到演示实验演示环境的影响。例如：该实验要用交流电，教室内有无电源插座；该实验要用水，教室没有水龙头就必须先备好水； 如果教室透风、太亮，不宜用蜡烛来做透镜成像规律的实验。5.要充分估计到课堂上演示时可能出现的故障，考虑好应急措施。二、指导要明确　　每次演示之前，应让学生明确此实验所要达到的目的与要求，指导 学生认真观察。　　使用略为复杂的仪器，若是第一次与学生见面，应讲解实验仪器的 大体结构，各部件的配置和它们的作用。　　演示实验要使用的方法和实验原理也应作简单介绍(除非利用该实 验观察产生令人意外的结果)，在让学生看懂该实验的全部过程。　　观察要点必须在演示前告诉学生，指导学生认真观察实验的初始状 态、发展过程、最后结果。三、演示力求明显直观　　实验演示是给学生看的，必须让每个学生看清楚弄明白。因此要求 演示实验明显直观。　　　　明显，是指演示仪器足够大，演示的现象显而易见。定性的实验要 使物理变化过程显著，定量的实验最好将需要测量的对象放大，不仅要 保证前几排同学看清楚，还要尽量使后排的学生也看得清楚。　　有时为了追求实验演示现象明显，不得不降低实验精密程度，而用 学生感受到的效果来补偿。　　所谓直观，即演示实验中要使学生能直接观察到物理过程，不必要 转弯抹角，增大学生理解的难度。例如：演示液体沸点与压强的关系时， 通常有抽气法和冷凝法两种演示方法，前种方法的演示效果优于后者。 这是因为抽气使压强减小十分明显，但在解释冷凝法时必须指明温度变 化的影响。四、操作要规范　　教师在讲台上的一举一动要受到学生的瞩目，特别是在实验演示的 时候。教师在演示操作过程中，如果动作不规范，就会人为地降低演示 实验的教学效果，或者增加学生对演示实验理解的障碍。　　就我们目前了解的中学物理演示实验教学情况发现，不少教师认为 按照教材中的教学目的得到教学结果就行了，至于操作中的规范问题并 不重要。例如，用手接触镜面来拿镜片；不用镊子拿砝码而用手去拿； 做摩擦起电实验时，用手掌握住橡胶棒，而不是用手指等等。实验操作 是否规范实际体现了物理教师的教学素质。教师应该在实验中有意识地 加强自我训练，养成规范化的好习惯。§2.6 掌握学生在实验中的心理　　教学中以学生为主体，围绕学生制定教案，研究学生在物理学习中 的心理特点与规律已成为一个重要课题。笔者曾经接触一位中学物理教师，他多年带高中毕业班，是中学物理教学中的把关教师，偶然有一次带初中毕业班，突然发现原来的教学 方法、教学思想无法适应初中物理教学，显然不是这位教师的知识面不 够，而是他对初中学生的学习心理特点与规律掌握不够。针对中学物理实验教学特点，应该怎样充分掌握学生学习物理的生理与心理特点呢？ 应该从下面几个方面着手。一、注意保持学生兴趣持久　　中学生正处于身心发展的阶段，他们具有强烈的好奇心和求知欲， 对于所见所闻充满了无数个“为什么”。他们把探索的触角不停地伸向 各个知识领域，寻找着最感兴趣的方向。每次演示实验课之前，学生只 要一看见教师拿着演示仪器走向教室，顿时就会欢呼雀跃，奔走相告： “今天又要做实验了！”怎样使学生对物理科学知识的兴趣保持持久和稳定呢？ 要想保持学生对实验教学的兴趣，首先一定要力求演示实验操作成功。不难想象，教师在实验演示的过程中，学生兴趣处于高峰时期，接 二连三的失败会令学生大失所望，兴趣骤减。热爱是最好的教师。 我们发现，在上演示实验课时，绝大多数同学非常感兴趣，还有一部分同学很想自己也动动手，或者踊跃地上前帮教师担任助手。当同学 们一走进实验室，他们显得格外兴奋，这里摸，那里瞧。这正说明了学 生想看(观察)、想听、想动手的热爱心理。教师要格外注意保护学生这 种心理现象，能开的演示实验要尽量开，手头缺少仪器要尽量想办法自 行解决。在实验课需要学生助手时，最好让学生轮换上来帮忙。　　学生们好奇心重，凡是拿到教室里来的仪器都想摸一摸、动一动。 这时教师不要因为爱护仪器而大声呵斥学生，以免学生自尊心受到伤 害，因此对该学科学习的兴趣下降。二、指导学生有意注意有意注意是一种有自觉目的，需要作一定意志努力的注意。 成功的实验教学可以促使学生对物理知识的兴趣增加，但是学生不能单凭兴趣学习，还要注意引导他们锻炼自己，要求他们以有意注意来对待物理科学知识。 在演示实验过程中，教师提出一些难度不大的问题让学生来解决，可以训练学生去有意注意。例如在讲解牛顿第一定律时，某教师在实验过程中提出了三个问题： (1)实验之前，教师提问：“小车从相同斜面上同一高度自由向下运动，平面上分别铺盖毛巾、棉布、木板，在哪种情况下，小车在水平面上运动距离最远？” (2)当实验做完之后，教师又提问：“刚才的实验中，为什么当平台上放的是木板时，小车运动距离最远？”　　(3)学生回答了第二个问题时，教师接着问第三个问题：“倘若平面 上铺放的东西越光滑小车将会在平面上做什么样的运动？”经过一番思 考，有些学生就基本阐述了牛顿第一定律的思想。这个例子说明教师完 全可以指导学生有意注意，培养学生观察能力。三、启发学生逻辑思维　　物理科学知识有独自的自然规律，要求学生掌握这门科学知识，必 须启发学生的逻辑思维能力。　　在演示实验教学中，把学生观察到的物理现象，通过分析、推理， 得出必然的结论，就是启发学生掌握逻辑思维方法的过程。例如讲解楞 次定律时，将磁铁插入闭合线圈和从闭合线圈内抽出时，闭合线圈线路 中连接的电流指针偏转，经教师指导学生经过仔细观察后，用下列逻辑 推理方式得出楞次定律：　　???的变化???△?↑ ==> B感 与B原 反向 ==> B 感 阻碍△?↑△?↓ ==> B感 与B原 同向 ==> B 感 阻碍△?↓结论：感生电流的磁场总是要阻碍引起感生电流的磁通量的变化。 培养学生逻辑思维能力是非常重要的，对于高中物理实验教学，尤为如此。四、注意克服学生对实验的心理障碍　　学生对实验教学虽然兴趣浓，但在学习过程中同样也存在某些心理 障碍。主要心理障碍表现在：1.对实验的恐惧心理 有不少同学很喜欢看老师演示实验，但要自己动手时又显得十分害怕。他们怕触电，凡是与电打交道的实验就不敢动。有时即使是低电压 的直流电路实验，也缩手缩脚。他们怕用水银做实验，似乎一接触水银 就会水银中毒。　　克服学生这种恐惧心理的关键，在于教师介绍有关的操作知识，进 行规范的操作演示。当学生表现出恐惧时，教师应和颜悦色地进行示范， 再让学生自己动手。2.对实验的轻视心理 有的同学认为中考、高考都是卷面考试，因此，实验并不重要。其表现形式是实验时学生注意力不够集中，动手做实验也很不认真，自己很少动手，或者不动手而将别人的实验报告抄一份就算了。对于这样的 同学，除了帮助他们认识到物理是一门实验科学外，还应该用生动有趣 的实验吸引其注意力。3.对实验的畏难情绪　　不少学生常感到物理难学，物理实验也难做。做实验时，有些同学 面对一大堆实验器材，不知道如何配合使用；电压表、电流表、导线、 开关等电学器材摆在面前却不知怎样按照电路将其连接起来；实验做完 后，大堆实验数据不知怎样处理??要使学生克服畏难情绪是一项艰巨而复杂的工作。学生产生对实验畏难情绪的因素很多：学生的物理知识基础较差；学生动手能力较差； 教师的许多演示实验未让大家看清楚、弄明白；在学生实验时，教师指 导不力；学生对实验结果处理未掌握方法等等。总之，教师在教学中要 花气力、下功夫、找方法。只要经过老师的辛勤努力，一定可以使学生 克服这些心理障碍，热爱物理科学。第三章 初中物理实验教学技能训练　　本章提供了八组专题训练。这八组专题训练主要是针对初中物理重 要的演示实验，有难度的演示实验与部分学生分组实验提出的实验教学 技能训练。在某些专题训练中，必要地介绍了演示实验仪器和选择适当 的自制教具进行实验教学。　　§3.1 训练一 研究物态变化的演示实验【实验目的】1.研究物质熔化实验的几种演示方法。2.研究使气体液化的两种现象的演示： (1)压缩体积；(2)降低温度。3.研究碘的升华与凝华的演示操作。【实验器材】 烧杯(2500ml)、试管(φ25mm)两支温度计(0～100℃)一支、海波(15g)、松香(15g)、酒精灯、石棉网、物理支架、试管夹、大医用注射 器一支、橡皮帽一只、乙醚若干、金属板一块、直角玻璃管一支、大烧 瓶一个、碘片(或颗粒状碘)。【实验内容】一、物质熔化的演示实验用海波与松香各做一次熔化实验，做好实验记录。 实验装置如图 3－1 所示。传统的晶体熔解和凝固演示实验是用萘做的。由于这个实验不仅导出重要的物理概念，而且还可以培养学生初步的实验能力、初步的数据 处理能力。因此传统教材既安排了学生的演示实验又安排了学生分组实 验。现行教材中仅安排海波的熔化实验，不再选用萘来做晶体熔化和凝 固实验。这里的原因是海波与萘的熔化曲线相似，而海波熔点低，比较 容易加热。由于不再做晶体的凝固实验，这样就可以避开海波在凝固过 程中出现的过冷现象，以免学生难于理解。这个演示实验去掉了晶体的 凝固过程，如果由教师指导两组学生同时做海波、松香熔化实验，可能 缩短课堂演示的时间，大大提高该实验的成功率。为了保证该演示实验的成功，必须注意以下几点：　　(1)加热不要太快。调节酒精灯焰至石棉网的距离，最好使水温每分 钟内升高保持在 0.5～1.5℃之间。如果水温上升太快，将无法得到海波 固液共存时温度不变的熔化现象。(2)实验中要随时搅拌。海波与松香的导热性差，试管外壁与内部中心有温差，搅拌可以改变其受热不匀状况。 (3)为了缩短演示时间，用海波做实验前，先将烧杯中的温水温度调配成 50℃左右。用松香做实验前，先将水温调配至 60℃左右。 (4)整个演示实验的时间应控制在 10～12 分钟。 实验过程如下(以海波为例)： (1)将海波加入到试管内，用试管夹固定，试管插入 200ml 温水中(水温约 50℃)，使水面略高于海波的上表面。 (2)温度计吊着插入到试管中的海波内，注意温度计的水银泡不可接触试管底部。 (3)点燃酒精灯，调节酒精灯火焰至石棉网的距离，保证加热不要太快。从现在开始不断搅拌。　　(4)当海波温度上升至 45℃左右时开始记录，每隔半分钟或 1 分钟记 录一次温度。(5)当海波全部熔化完毕之后两分钟，才停止记录。　　※用松香(粉末状)代替上述过程的海波，另做一遍。直至松香全部 成为液态。(6)在坐标纸上作海波与松香“温度—时间图象”各一张。二、乙醚液化的演示实验1.压缩体积使气体液化 用一支活塞与筒壁接触较好带有注射针头的玻璃注射器，抽动活塞吸入乙醚少许(约 2～5ml)，取下针头，套上橡皮帽，使乙醚被封闭在注 射筒内。抽动活塞，可以透过玻璃发现液态乙醚消失，乙醚成为气体； 松开活塞并压缩活塞，发现液态乙醚又出现了。这样反复几次。　　由于注射筒内气体基本上被封闭，所以抽动活塞时略微要使一点 力，握住针筒的手不可太松，以免注射器脱手。2.气体温度降低而液化 如图 3－2，把仪器装置好。为节省时间，把开水倒入烧瓶内，然后盖上瓶塞，用酒精灯给烧瓶加热。水沸腾时，水蒸气不断由直角玻璃管喷向金属板。几分钟后， 一部分水蒸气遇冷凝结成水，开始顺着板面流入下面的烧杯。当烧杯内接有少量水后，停止加热。用手接触滴入烧杯内的水滴，发现水并不烫手，这说明气体液化时温度降低。再用手摸一摸金属板， 金属板却较热，说明水蒸气喷射到金属板后放出了热量。这个实验中，金属板不要太薄，金属板太薄散热效果差。如果用铁皮做这个实验，可以将铁皮做成容器状，里面装少量冷水。三、碘的升华与凝华1.将几粒固态碘放入烧瓶内，盖上瓶塞。　　2.用酒精灯给烧瓶均匀地加热，不一会，紫黑色的碘晶体直接升华 成紫红色的碘蒸气(在日光灯下可以看得很清楚)。3.停止加热，等到瓶内气体变冷时，碘又由气态凝华变成固态，紫色逐渐消失。这时会看到许多小晶粒附着在瓶壁，使玻璃的透明度减低。4.重复以上步骤，碘的升华与凝华现象可以反复出现。 做此实验时必须注意三点：(1)使用的烧瓶应该先烘干。 (2)为了加快凝华速度，只能在烧瓶已经稍冷时向瓶外淋冷水，而刚加热完毕即淋冷水容易使烧瓶破裂。 (3)碘蒸气有毒，切莫吸入。　　为了使这个实验反复呈现，可用安瓿瓶密封一点碘片来做。具体做 法是：选用打针废弃后的安瓿(5～10ml)一只，洗净，烘干后放进一粒碘 片。用酒精灯均匀加热管口的玻璃，直至烧软，同时将一根长玻璃棒的 头部烧熔，使棒上的玻璃溶液滴在安瓿瓶口上，直至管中封闭(封口时应　　让管口倾斜朝上，将瓶内空气驱赶出去)。演示时，将此管用镊子夹着在 酒精灯上略微加热，无色透明的安瓿瓶很快变成紫红色。安瓿瓶温度降 低时，瓶壁又凝结成粉末状的固体微粒。参看图 3－3。【参考资料】 海波的熔化实验装置如前所述，记录数据如表 3-1。表 3-1 海波熔化过程记录时间(min)
0
1
2
3
4
5
温度(℃)
45.0
45.5
46.0
46.4
47.l
47.6
时间(min)
6
7
8
9
10
11
温度(℃)
47.8
47.8
47.9
48.2
51.3
53.0
海波熔化过程如图 3－4 所示。　　作为晶体熔解示例，萘熔化过程记录如表 3－2，其图象如图 3-5 所 示。表 3－2 萘熔化过程记录时间(min)
0
1
2
3
4
5
温度(℃)
76.1
77.0
78.0
79.0
79.0
79.0
时间(min)
6
7
8
9
10
温度(℃)
79.0
79.2
79.4
82.0
83.3
【思考题】　　1.如果用注射器做压缩乙醚体积使其液化实验时，注射器的活塞与 筒壁接触不好。针筒端盖上橡皮帽后，筒内与筒外不密封，漏气现象严 重，这样对此实验影响大不大？为什么？2.做气体温度降低而液化的实验，烧瓶内水沸腾时，从玻璃管口喷出水蒸气，同时出现薄薄的细雾。这细雾是不是水蒸气？如果学生提出 这个问题，应怎样回答？§3.2 训练二 研究平面镜成像、光的 折射的演示实验【训练目的】1.练习演示平面镜成像的实验，探讨平面镜成像实验教学方法。2.掌握光具盘的使用方法。3.练习多种光的折射的演示操作。【实验器材】　　平板玻璃一块、两根相同的蜡烛、木板一块(约 60×15×4cm)、橡皮 泥少许、直尺、大头针、白纸、玻璃水槽、光源(平行光源或激光光源)、 平面镜、光具盘(JI201 型)、物理支架、画有直线的薄木板一块、夹子两 个。【仪器简介】1.玻璃水槽　　实验室的圆形玻璃水槽可以用来做这个实验。如果用 3mm 厚的薄玻 璃自制一个长 25cm、宽 8cm、高 20cm 的玻璃水槽更好。具体的粘接工艺 参看第五章有关内容。2.光具盘(J2501 型)光具盘的外型如图 3－6 所示。 这种光具盘可以演示光的反射、折射、全反射，凹凸镜的光学性质，透镜的光学性质及成像等几何光学实验。　　方盘是用螺丝固定在支架立柱的上端，松动固定螺丝可使盘上下升 降和倾斜一定角度。盘左端装有一块光栏如图 3－7 所示，上有七条平行 的缝隙(缝距为 14mm，缝宽为 1.8mm)，并附有遮光片和六孔镜架，专供 安装反射镜使用。圆形光盘上有两条相互垂直的直径线，把圆盘分为四个象限，上面标有角度读数。圆盘上边有两颗紧固螺丝，供实验时固定光学元件使用。 圆盘背面有挂臂可以使得圆盘在方屏上左右滑动。每个光具盘附有一个平行光源，它是在金属圆筒的前端装有一个双凸透镜，后端装一圆形灯座和“12V、50W”灯泡。灯泡可以进退和转动。 整个圆筒用一个“U”形支架和伸缩杆插在铸铁三足架上，能上、下升降 和倾斜一定的角度。如图 3－8 所示。实验时，将平行光源的前端置于矩形光盘左端光栏左侧 100mm 左右处，在盘上就显示出五条平行光带。如果要得到与主轴倾斜的光带，可 插入固定在圆柱形胶木上的条形小平面镜。适当调整小平面镜的角度， 就可改变光带的倾斜度。如果光带先经过靠边的平面镜反射，再经过靠 中线的平面镜反射时，则倾角较小。相反则倾角较大。　　使用透镜或面镜时，必须使中间的一条光带和它们的主轴重合。若 不合适，应将光源作适当调整。　　要区别主轴和两侧的光带时，可加上红、蓝玻璃滤色片，使主轴光 带是白色的，两侧光带为红、蓝色。【实验内容】一、平面镜成像的演示平面镜成像是几何光学中的一个重要实验，由演示实验导出平面镜成像规律是实验教学成败的关键。 通常研究平面镜成像，使用烛像法与插针法，前者易用于课堂教学，后者常用于学生课外实验。1.烛像法研究平面镜成像　　(1)如图 3－9 所示，先在木板中央开一个窄槽，将平板玻璃垂直地 卡在木板中央，木板的侧面从中央向两边画有等距离的刻线。然后使平 板玻璃正图 3-9 对着全班同学，在玻璃后面放没有点燃的蜡烛甲，前面 放点燃的蜡烛乙。移动没有点燃的蜡烛的位置，直到从玻璃前边的各处 看到玻璃后边的蜡烛似乎也点燃为止。　　(2)将木板转过 90°，让同学看到蜡烛甲并没有点燃，说明刚才看到 蜡烛甲好像点燃的情形，实际上是点燃的蜡烛乙在平板玻璃里所成的虚 像。且虚像是正立的，与物体大小相等，虚像的位置与蜡烛甲完全重合。 (3)观察蜡烛乙(物)和蜡烛甲(像)的位置，可以看到物和像的连线跟 玻璃(镜面)垂直，借助于木板侧面的刻线，可得到物和像到镜面的距离相等。 为了使这个实验演示成功，需要注意以下几点：①为了使全班同学在各自座位上都能看到平板玻璃里的虚像，平板玻璃的高度要比蜡烛高一些，宽度要足够大。　　②选用的玻璃板一定要尽量薄。因为玻璃厚了，会明显的看到由玻 璃前后表面反射所成的两个虚像。③平板玻璃要垂直卡在厚木板的中央，玻璃如果倾斜或晃动，会改变虚像的位置，影响实验效果。此外，蜡烛也应垂直于板面放置。④实验时，玻璃后面的背景应暗一些。　　⑤蜡烛乙燃烧一段时间后，高度明显下降时，应将蜡烛甲也切去一 部分，尽可能使甲乙蜡烛等高。2.插针法　　这个实验可以让学生作为家庭作业在家里完成。既可以让学生温习 当天在课堂上所学的物理内容，又可以有较多的时间进行研究，培养学 生手脑并用的能力。(1)先用图钉将白纸固定在平木板上，再将平面镜竖直放置于纸上(当然要用东西固定)。于镜前约 80～100mm 处插一根大头针 S 作为物体， 注意调节平面镜和大头针，使它们垂直于木板平面。(2)如图 3－10 所示，先从镜前某一位置 E1，观察大头针 S 与在镜中的像 S＇，并沿着视线插上 P1、P2 两根大头针，要求人 E1，看去 P1、P2、S＇在一直线上。再任意选择另一位置 E 观察 S＇，用同样的方法沿着视 线插上 P1、P2 两根大头针，使 P1、P2、S＇在一条直线上。图 3-10(3)在白纸上记下平面镜位置 MM＇。移去平面镜和大头针，过 P1、P2的针孔画一条直线，过 P3、P4 的针孔画一条直线，这两条直线在镜后的交点正是 S＇像所在的位置。量到 S、S＇到 MM＇的距离，在误差范围内 是相等的。　　(4)改变物体大头针 S 的位置，重复上述实验。物体到镜的距离增大 或减小时，像到镜的距离也随之增大或减小。这就是平面镜成像的规律。二、光的折射的演示　　光的折射的物理概念是初中物理“光的折射”一章的重点和难点。 充分利用实验教学的特点，让学生通过观察来牢固建立物理概念是本章 教学的关键。　　常用的演示实验主要有两种方法：一种是利用玻璃水槽来演示；一 种是利用光具盘来演示。这两种演示实验教学方法各有利弊，我们的教 师都应该掌握。1.用玻璃水槽演示光的反射 此实验研究光线从空气射入时方向怎样改变。　　如图 3－11 所示，先用画有细线的薄木板(板面涂成白色)竖直插入 水槽中。为使木板不倾斜，用两副夹子夹住。薄木板在水中应和水槽前 壁相距约 2cm 左右。用一个平面镜将光源射来的光反射到细线与水平面 的交点处，调整光源和平面镜 M 以及透明水槽的相对位置，在光屏(薄木 板)上能清晰地看到入射光线、折射光线、法线(细线)在同一平面上，入 射交线和折射光线分居于法线的两侧，且折射角小于入射角，改变入射 角，再做一次。图 3-11　　改变平面镜的位置，使入射光线沿细线垂直入射水中，观察折射光 线与入射光线的关系。教材中的讨论至此，未再讨论光线从水中射入空气中的折射现象。如果需要拓宽时，仍使用这套装置能演示光线从水中射入空气中的折射 现象。如图 3－12 所示，将平面镜置于下方，使光源射来的反射光线从水下射入到细线与水平面交点处可以观察到此时折射角大于入射角。2.用光具盘演示光的折射 这个实验用来讨论光线从空气中以某一角度射向玻璃时的折射现象。　　将半圆柱透镜固定在圆形光盘上，使其直边与光盘上“90 度～90 度” 的刻线重合，圆心与光盘圆心重合。　　将光■只打开中央一条狭缝，让光源发出的光只有一束射向圆心。 当光盘转到某一角度时，呈现出光从空气进入玻璃在界面上发生的折射 现象。如图 3－13 所示可以看出折射光线在入射光线、法线(细线)所决 定的平面内折射光线与入射光线分居于法线的两侧，且折射角小于入射 角。转动圆盘改变入射角，再做一次。 改变入射角，使光线垂直于直边(入射角为零度)入射，观察折射光线与入射光线的关系。 另外，还可以研究一下光线从玻璃射入空气中的折射现象。　　如图 3-14 所示，转动圆盘，保证光线沿半径方向射向圆心(必须保 证沿半径方向！)。可以看到此时折射角大于入射角。　　图 3-14 图 3-15【参考资料】 用一个经过制作后的扁形墨水瓶可以演示光线从空气射入水中折射现象。　　选一个扁形透明的玻璃墨水瓶(其它扁形透明且大一点的瓶子也可 以)在外壁上一边糊黑纸，一边糊白纸。黑纸厚且不透光，白纸(打印蜡 纸中垫衬的白纸最好)要透光。在糊好的黑纸上中央竖直划一条宽约 2mm 的狭缝。如图 3-15 所示。　　演示时，用平行光斜向射在空瓶黑纸的狭缝上，在白纸屏上可以看 到一条竖直的亮条，然后逐渐向瓶内倒水，当水没过狭缝一部分时，在 白纸屏上就看到原来竖直的亮条下半段错开了。水面上的一段亮条是光 线经过水折射后到白屏上的。这就说明光线从空气中进入水中改变了方 向，从而产生折射现象。　　如果改变入射光线的角度，可以看到入射角增大时，水面上下两段 亮条错开得远些。必须说明，这个实验装置不适合于讨论入射角与折射角的关系。§3.3 训练三 简单的运动、力和运动的 实验研究【训练目的】1.掌握斜槽装置与节拍器的使用方法。2.掌握几种演示操作的技巧。【实验器材】　　1.斜槽轨道(J2127 型)、斜面小车(J2108)型、机械节拍器、小球、 宽约 10cm 长 30cm 刨木板一块、宽约 10cm 长约 60cm 的刨光木板一块、 毛巾一条、棉布一块。【仪器简介】1.斜槽轨道(J2127 型) 斜槽轨道是为演示直线运动和运动定律而设计的。 斜槽轨道的结构如图 3-16 所示。1.轨道 2.光电门 3.三脚座 4.支架 5.电磁铁6.捕捉器 7.钢球 8.螺母 9.标尺 图 3-16斜槽轨道主要由轨道、光电门、三脚座、支架、电磁铁、捕捉器(弹簧夹)、标尺、钢球等组成。其支架可以升降，用以调节轨道所需要的倾 角。光电门共有两只，每只都是“U”形，其一边安装聚光灯，另一边安 装光电二极管。接通电源后，聚光灯的光线通过透光孔照在光电二极管 上。当钢球挡住光线时，光电二极管的电阻发生变化，便把光讯号变成 电讯号输出到数字计时器。两个光电门一个是“启动门”，另一个是“终 止门”。电磁铁的作用是控制小球的释放。通常在初中物理演示过程中，不使用光电门，而使用节拍计时器。2.节拍计时器 常用节拍计时器有机械式和电子式两种。 图 3-17机械式节拍器外形如图 3-17，是利用摆的等时性发出节拍的响声。机械式节拍器是一个正四棱台形木盒。正面有一盖板。取下盖板，即看 到里面有一标度尺，左右两列刻有 40-208 的标度，用来指示每分钟的节 拍数。在标尺前有一个可以绕水平轴摆动的摆杆，摆杆下端有一重物， 摆杆的上部有可上下移动的梯形摆锤。摆杆上边刻有标度。移动摆锤在 摆杆上的位置，可控制摆的振动周期。例如，摆锤的下边对着标尺的刻 度是 120 度，则每分钟摆动 120 次(摆动 1 次为半个周期)，也就是摆的 周期为 1 秒。摆锤向上周期增大。木盒的下部装有发条和振铃。　　使用机械式节拍器之前，先上好发条，然后根据测量要求，调节摆 锤的位置。例如，每分钟 n 次节拍(一次全振动两个节拍)，再调节拉杆 到每摆 R 次铃响一次，则两次铃响之间的间隔为 t=R/n 分钟。使用机械式节拍器时注意以下两点：①仪器必须水平放置，不宜太振动。②摆杆的摆动必须灵活，必要时可在齿轮上加些钟油润滑。 电子节拍器有音响清晰、调节范围宽、使用简便、不怕振动等优点。 电子节拍器的外观面板如图 3-18。右边节拍频率旋钮可选 10 档：20，40，60，?，200，即每分钟的振荡频率。左边另有一个连续可调旋 钮，可以从 20 拍/分连续不断地调整到 200 拍/分。图 3-18 使用时先接通电源，指示灯亮，将右边频率调节旋钮拨到所需的节拍频率刻度上，扬声器即发出有规律的“拍、拍”声。将频率调节旋钮 拨向连续档，调节面板左边频率旋钮，可以实现调节，使节拍保持在一 个随意确定的频率上。【实验内容】一、演示匀速直线运动1.用斜槽轨道演示匀速直线运动 考虑到初中学生初涉物理领域，初中物理演示实验的使用仪器应尽可能简便，故这个实验中不宜用光电控制的计时器来计时。因此，大多 数情况下，使用机械节拍器或电子节拍器计时。使用斜槽轨道时，先取下光电门，然后将下列步骤操作。 (1)在直线轨道的水平标尺部分每隔 10cm。用透明胶带贴一面旗作为“路标”。　　(2)调整直轨道为水平状态 (可以用水准仪放在直轨道上进行校 正)。(3)在竖直标尺上选择一个合适的高度 h，为了使钢球经过每一路标1时恰好响一声报时，选择节拍器的频率为f拍 = 102gh，节拍数n =1 2gh( 一次全振动有两个节拍) 。20(4)打开节拍器将钢球于选定高度处自由释放。释放时必须在节拍器刚好报时的时候松手！可以看到每次节拍器报时，钢球恰好经过每面彩 旗。如图 3-19 所示。这说明钢球在相等的时间内通过的路程相等。钢球 在直线轨道上的这种运动，叫匀速直线运动。(5)重复 n 次上述步骤。1.底架 2.水平标尺 3.竖直标尺 4.三足支架5.单足支架 6.弹簧夹 图 3-19在演示实验操作过程中应该注意几点：①直轨道必须调整水平。　　②选定高度后，应该用东西做标记。一般说来，教师应先在实验室 里预演，然后将斜槽坡道上的电磁铁位置固定，经作为标记(电磁铁不通 电)。③选定节拍后不应再劝频率旋钮。　　④在刚好节拍器发声时释放钢球，这必须多次练习，训练敏捷的反 应。2.用斜面小车演示匀速运动 对于没有斜槽轨道的学校，可以用斜面小车来演示匀速直线运动。斜面小车十分简单：仅一块平板(侧面附有际尺)、一个定滑轮、一辆四轮小车砝码盘等。在条件十分差的农村中学，完全可以用自制教具的方 法来完成这个演示实验。　　这个实验原理的设计思想是使小车所受的拉力与小车所受的摩擦力 平衡，给小车一个初始速度，使其在水平面上作匀速直线运动。操作步骤如下：　　(1)与前一实验一样，在水平标尺部分每隔 10cm 贴一“彩旗”作为 路标。　　(2)将斜面小车的平板平放在桌面上，小车用细绳系住，细绳另一端 跨过定滑轮跟砝码盘相连。如图 3-20 所示。　　(3)在砝码盘中逐渐添加砝码和细砂，仔细调节对小车的拉力，使得 小车能在轻推一下之后恰好能在木板上作匀速直线运动(教师可以在实 验室里用电磁打点计时器辅助寻找砝码盘中各物的最佳重量，但必须考 虑到纸带与仪器的摩擦)。　　(4)调节节拍器的频率，使小车到达每一彩旗位置时，节拍器正好发 声。(5)反复做几次。 实验过程中注意几点：①平板要尽量放得水平。②调节定滑轮高度，使得细线与木板平行拉着小车。③小车运动至桌边时，一定要用手挡住，以免小车摔到地上。二、演示变速运动　　将前面的斜槽轨道三足支架进行调整，使得直轨道不再水平，而是 斜倾某一角度。释放钢球后，钢球通过每两个“路标”时，所用时间并 不相同，说明钢球的速度在变化，即钢球做变速运动。改变砝码盘中砝码或细砂的重量，小车不再做匀速运动，而做变速运动。可以去掉其余“路标”，仅留下起点与终点两块“路标”，让学 生练习测量变速运动中的“平均速度”。演示变速运动的方法很多，可以演示变加速、变减速、时停时走的各种情况。这里不一一赘述。三、演示牛顿第一定律　　由于初中学生在学习这一部分时可能存在错误观点“物体运动需要 力的维持”，因此可以分两大步骤来完成这节课的演示实验教学。1.演示“物体运动不需要力的维持”　　(1)将 60cm 长的木板平放在桌上，小球置于木板的一端，用一小挡 板不让学生看到小球。　　(2)用手指弹击小球(或者用一木棒敲击小球)，小球被弹出，学生们 可以看见小球在平直的木板上滚过，此时并没有力来维持小球的运动。2.演示牛顿第一定律　　(1)把 30cm 长的木板垫成倾角 30°左右的斜面，60cm 长的木板水平 放置，两板紧密相连。在水平木板上铺上毛巾，让小车自斜面顶端从静　　止开始滑下(也可以用小球代替)。在停止的地方留下标记。 (2)在水平板上换铺棉布，重复步骤 1。 (3)取去水平板上的棉布，重复步骤 1。如图 3-21 所示实验结果，得出结论： 物体受到的阻力越小，运动的距离越长。如果物体在运动中不受任何力的作用，它的速度保持不变。永远运动下去。§3.4 训练四 研究大气压强的演示实验【训练目的】1.掌握教学中常见的气压计和几种抽气机的原理和使用方法。2.掌握证明空气有质量、大气有压强的验证性演示实验方法。3.研究阿基米德定律实验教学。4.学习净化和灌装水银的方法。【实验器材】　　平口玻璃杯、薄硬纸片、牛奶瓶、熟鸡蛋、废日光灯管、废 135 胶 卷的塑料盒、气球、医用大注射器、马德堡半球、托里拆利演示器、水 银气压计、两用气筒、手摇抽气机等。【仪器简介】1.水银式气压计　　如图 3-22，水银气压计长约 1m，一端封闭，一端开口。开口的玻璃 管注满水银后倒立在水银槽里。水银槽的底部是一个皮囊，皮囊下面有 一个螺旋，调节这个螺旋可以使皮囊挺起和下垂，从而调节水银槽内水 银的高度。水银槽上面有一个象牙针，它的针尖向下指着水银面。整个 装置用一个金属套管罩着，套管在水银槽和玻璃管顶部开有玻璃窗。在 水银槽与金属套管之间装有皮垫，它使槽中水银与大气相通而不让水银 流出。金属套管在靠近玻璃管顶部处还附有毫米刻度尺，它是以象牙针 尖作为零点的。在刻度尺上装有游标，可以由螺旋操纵沿刻度尺移动。 游标上有刻度，它是把 18mm 分作 10 等分，因此读数精确到 0.2mm，它的 原理和测量方法跟游标卡尺相同。在金属管中部有一个温度计。图 3-22使用方法如下： (1)将其竖直悬挂在墙上，先旋开水银面上通气口的螺旋塞。 (2)转动底部调节螺旋，使水银面与象牙针尖刚好接触。 (3)旋动游标螺旋，使游标尺的下沿正好与水银的凹面相切。 (4)旋动气压计，使前后窗口对准底板，从高等院校示和刻度尺上读数，即为当时的大气压值。2.无液气压计 图 3-23无液气压计内部构造如图 3-23 所示。在电木圆形底座上装有一个薄金属片制成的扁圆盒，抽出盒里空气，盒面压成环形凹凸波纹，盒中心 装有上下两根拉杆，下面的拉杆固定在底座上，上面的拉杆连接一个弹 簧片。弹簧片由三个支柱支在底座上，其中两个支柱固定，另一个支柱 可由底座下面的螺丝调节，透气孔就在这个支柱下面。弹簧片通过金属 杆，杠杆，金属丝和一个扇形齿轮连接。扇形齿轮又和一个柱形齿轮啮 合。柱形齿轮轴的下端装有一卷平衡游丝，上端装有一根指针。指针下 有一个环形刻度盘，刻度盘上有毫米刻度线，如图 3-24 所示。整个仪器 是用一个玻璃罩紧盖着，只有透气孔与大气相通。另有一根橡皮管接到 透气孔上。当大气压发生变化的时候，扁圆金属盒的凹凸程度随之发生变化，从而使弹簧片的弯曲程度也发生变化。这个变化经过金属杆，杠杆，金 属丝，扁形齿轮，柱形齿轮传送到指针，使指针发生偏转。故从指针在 刻度盘上的位置可以读出当时大气压的值。　　由于这种无液气压计没有温度补偿装置，所以在气温变动时，测出 的大气压有较大的误差。3.两用气筒手持两用气筒的构造如图 3-25 所示。 手持两用气筒由四个部分组成：阀，活塞，手柄和圆筒。阀分抽气阀和打气阀。气阀是一根很短的一端闭口的橡皮管，管壁刻有一道纵向 的小缝。当管里的压强大于管外压强时，管里的空气要撑开小缝跑出管 外，当管外的压强大于管里的压强时，管外空气把小缝压紧，管内外空 气不流通，所以空气只能从管里流向管外。如果气阀在导管里安装的方 法不同，就分别可成为抽气阀和打气阀，如图 3-26。图 3-26 图中纵管是抽气管，只许空气从管嘴进入，因此橡皮阀要套在管嘴入口处的另一端；横管是打气管，只许空气从管嘴排出，所以橡皮阀要 套在导管通往管嘴的出口处。这样，当活塞推进时，筒里的压缩空气就 把纵管气阀的站缝压紧，把横管气阀的小缝撑开，空气就从横管排出来， 起打气作用。当活塞拉出时，筒里的空气稀薄，压强降低，外面的空气 就把横管气阀的小缝压紧，把纵管气阀的小缝撑开，空气就从纵管吸进 去，起抽气作用。抽气时，将橡皮管和被抽气的容器；连接到抽气筒纵管的管嘴；用来打气时，则将橡皮管把被打气的容器接到气筒横管的管嘴。 手持两用气筒抽气时可抽得 50mmHg，打气时可打到 3atm。4.手摇抽气机　　手摇抽气机工作示意图为图 3-27。通过手摇飞轮，经曲柄连杆机构 使活塞在气缸中上下运动，来回启闭进气通道和排气阀门进行工作。手摇抽气机抽气可达 0.4mmHg，打气可达 4atm。用法如下： (1)抽气时用橡皮管把被抽气的容器和抽气机的抽气孔连接起来。打气时则用橡皮管把被打气的容器和抽气机的排气孔连接起来。连接后，转动飞轮进行抽气和打气。 (2)抽气完毕后，立即将橡皮管从被抽空的容器或从抽气孔上取下，以防大气压将机油压入被抽空的容器中。 注意：不用手摇抽气机时，应该用橡皮管把抽气孔和排气孔连接，以免灰尘进入机内。【演示内容】一、演示“大气有压强”演示“大气有压强”的方法很多，这里介绍几种。1.纸片托水杯　　如图 3-28 所示，杯子内盛满水，用纸片把瓶中盖严，然后用手把纸 片按在杯口上将杯倒过来，纸片不掉，水不流出。　　2.瓶吞鸡蛋 找一只牛奶瓶，瓶中垫一层细沙。把一只煮熟的鸡蛋剥壳，先试着放在瓶口上，保证鸡蛋掉不下去。点燃酒精棉球，丢入牛奶瓶中，立即 用剥了皮的鸡蛋堵住瓶口。如图 3-29 所示。一会儿，牛奶瓶将比其口径 大的鸡蛋“吞”了进去。3.上升的塑料圆盒　　找一只废“40W”H 光灯管，敲掉一端，装入少量水和细砂，摇晃着 将其内壁的水银粉去掉，使其透明。找一个装 135 胶卷的塑料盒去掉盖。 演示时先将透明的日光灯管盛满水，然后把塑料盒开口向外放入日 光灯管口，把日光灯管竖直立起来，可以看到随着管里的水流出，塑料 盒不仅没有被冲出玻璃管，反而向上端运动，直至管中的水全部流完。如图 3-30 所示。 这个演示实验由于塑料盒上升行程长，整个装置可见度好，因而演示效果十分好。二、马德堡半球实验　　马德堡半球实验，是历史上著名的故事。教材在“大气压强”这一 章开始时就重点介绍了这个著名的实验。马德堡半球结构如图 3-31，由①挽手、②活栓、③圆盘等组成。使用时，在两圆盘的对口处涂一层凡士林然后把它们合拢来，边压紧边转 动，使其对口密合。再在活栓上涂一层凡士林，用橡皮管将管嘴与抽气机相通，进行抽气(用前面介绍的两种抽气机都试一试)。抽气之后关上活栓。 演示时可以先在一挽手上悬挂重物，然后叫两个女同学上前来拉，拉不开时再让两个力大的男生来拉。最后打开活栓，可以很容易将两个盘分开。 如果没有马德堡半球，可用一个大号注射针筒，排出筒内气体后，用橡皮帽密闭针头，然后把针筒倒过来，活塞拉手上至少可以悬挂一块砖！三、演示托里拆利实验　　尽管托里拆利实验在课堂演示中困难很多，但由于这个实验的设计 思想、演示效果都可以称作演示实验的典范，学生们可以在课堂上看到 三百多年前的著名物理学家的原始实验，还有什么比这样的实验更能激 发他们学习的热情呢？因此，教材上依然保留了这个实验。　　这个演示实验的难度主要表现在两点：灌装水银与玻璃管倾斜后的 水银高度测量。现在的实验装置已作了较大改进，水银槽的底部做成了 弧形，使得水银用量大大减少，也使得操作时更方便。另外，竖直的标 尺上装了一根长指针，调整它，可以在玻璃管倾斜时较容易地读到水银 柱的高度。具体操作步骤如下： (1)一只手握住玻璃管■部，往管内灌水银(详细过程见后面“参考资料)，排除空气，用另一只手的食指紧紧堵住玻璃管的开口端(见图 3-32a)，把玻璃管小心倒插在盛有水银的水银槽内，待开口端全部浸入至 水银槽内时松开食指，将管子竖直固定(见图 3-32b)，读出水银柱的竖直 高度(水银槽内水银面与管内水银柱的表面之高度差)。　　(2)如图 3-32(b)，逐渐倾斜玻璃管，管内水银柱的竖直高度不变。 (3)继续倾斜玻璃管，如图 3-32(b)，当倾斜到一定程度，管内充满 水银，说明管内确实没有空气。因此，所测得的水银柱高度即是大气压强的值。 (4)实验完毕，将玻璃管徐徐抽出，水银即落槽里。 在此实验中，要注意以下几点：　　①托里拆利管及水银槽在使用或收存之前，都要检查有无裂痕，有 无微小水银粒留在仪器上或纸盒内。尤其要避免有伤口的皮肤接触水 银，防止水银侵入血液。　　②使用托里拆利管后，要洗净管的内壁，并用软木塞(或橡胶帽)塞 住管口，并及时收藏好。【参考资料】1.向托里拆利管中灌装水银 将干燥的托里拆利管开口向上竖直在某一大容器(例如大搪瓷盘)中，用一根长 1m 多的细铁丝插入管内，然后用专用的毛细管漏斗插在管中，毛细管口插到玻璃管底，将小烧杯中的水银缓缓地注入漏斗，经漏 斗灌入管中。一边倒水银，一边上下抽动铁丝，并轻轻拍打管壁，将管 内气泡排出。反复这样操作，直至将水银灌满。抽出铁丝后水银面下降， 继续灌满，最后缓缓抽出漏斗。灌装水银的关键在于不能让玻璃管中附有气泡，因此灌装过程不可急于求成，应按上述方法慢慢操作。 如果手头没有专用的毛细管漏斗，可以用大号医用注射针筒代用，方法是针头前面套上较细的注射塑料管插入托里拆利管底，然后慢慢推动针筒活塞将水银注入管里。2.使用水银时几点常识 做实验时与水银打交道并不可怕，可怕的是对水银一无所知。每个教师应了解下面几点常识。　　(1)水银蒸气有毒，对人体有害，不可将水银掉落在桌上或地上。掉 落在桌上和地上的水银应尽量收集起来。　　(2)掉在地上的大小水银团可用硬纸片刮入铁畚箕。对于细小的水银 珠，不容易扫起来，可在锥形瓶上加橡皮塞，塞子上分别插入两根玻璃 管，一根长管遇到瓶底，另一端用橡皮管接一尖嘴玻璃管，一根短管口 接抽气机抽气，如图 3-33。尖嘴口对准的水银，可将地上或板缝中的一 些水银珠吸入瓶中。为了防止水银蒸发，可在瓶中倒半瓶水。　　(3)水银溅落在房间后，为防止水银蒸气对人体的危害，可以撒一些 硫磺粉或碘并开窗通风。硫磺粉或碘与水银蒸气发生化学反应，可降低 室内水银浓度。(4)水银中如果存有尘埃、金属氧化物，采用下述两种方法洁净。　　①过滤法放一张折成圆锥形的滤纸在漏斗中，滤纸顶尖用大头针戳 一细孔，将水银沿滤纸缓慢而连续地倒入漏斗，不能间断，以免把滤纸　　上的灰尘杂质冲下去。若出现了中断现象，需另换滤纸。 图 3-33　　②酸洗法水银中的金属污物可以用酸清洗。在过滤时在漏斗下端装 一根长约 0.5m 的软管，软管下端用夹子夹住，管中盛 80%的浓硫酸约半 管。这样，从漏斗流下来的水银必须经浓硫酸而沉淀于软管底部(夹子以 上)。等水银多了就打开夹子放水银流入下面容器中。又夹住夹子，等水 银过滤。由于水银密度大，经这种浓硫酸清洁之后，金属污物基本上都 可以清除掉。至于最下层的水银中如果含酸，可用蒸馏水倒入水银中， 洗去酸液。【思考题】　　1.记录托里拆利实验的数据，分析实验的误差。并写出你对改进该 实验的体会(从实验装置技能和演示教学方面进行分析)。　　2.设计一个有关大气压强的实验，绘出简图，并说明在教学上的功 能(引入、建立、巩固、深化概念等)。　　§3.5 训练五 研究浮力、阿基米德定律的实验【训练目的】1.掌握有关浮力和浮力定律实验的演示方法。2.研究浮力利用的演示实验。3.探讨培养学生动手能力的教学方法。【实验器材】 自制的浮力演示器、阿基米德定律演示器、溢水杯(自制)、烧杯(250ml、500ml 各一只)、废牙膏皮、汽油、煤油、氯仿若干，自制潜水 艇模型，自制热气球，圆柱体一个。【仪器简介】　　阿基米德定律演示器仪器的构造如图 3-34 所示。该装置主要由悬挂 弹簧 1、上游标 7、下游标 8、标盘 2、长杆钩 3、圆桶 4、圆柱体 9、溢 水杯 5、小烧杯 6 组成。使用时，演示步骤如下：　　(1)长杆钩下悬挂小圆桶 4，小圆桶下悬挂圆柱 9，游标 8 此时确定 弹簧伸长后标盘 2 所示的位置。(2)圆柱体 9 浸入斜杯 5 中，用小烧杯 6 接住斜杯中溢出的水，直至圆柱体全部浸入水中为止。 (3)柱体全部浸入水中后，用上游标确定此时标盘的位置。 (4)将小烧杯中的水逐渐倒入圆桶里，圆桶再次下降，当小水桶中的水全部倒光后，标盘正好指着下游标 8 的位置。　　这说明圆柱体浸入水中排开同体积水的重量，等于圆柱体所受到的 水的浮力。【实验内容】一、演示浮力产生的原因这一部分参看本书第六章§6.4 的内容。二、阿基米德定律的演示　　阿基米德定律的演示可以采用前面介绍的阿基米德定律演示器进行 演示。练习使用阿基米德定律演示器。 实验中所需要的溢水杯也可以自制。制作方法很简单：截去矿泉水塑料瓶的上部，仅留下下部，在下部靠近瓶沿处开一小孔，斜插入塑料 圆珠笔管，将接口处粘牢密封不漏水，如图 3-35 所示。除了自制溢水杯，还可以采用图 3-35 所示装置代用溢水杯。 在没有阿基米德定律演示装置时，用 100g 或 200g 的弹簧秤也可以演示，只是需要记录所示的读数。 为了说明阿基米德定律不仅适用于液体，也适用于空气中，可以设计一个演示实验。这个演示实验参看第六章§6.4 的内容，用一个气球， 一个易拉罐加上铁丝等，就可以演示空气中也存在浮力。研究浮力利用的演示实验 这一部分教学，除了介绍教材中引用的材料，应尽量让学生动手动脑，结合生活中常见的物品，进行各种制作。1.密度计 用一只空牙膏皮，从底部打开，用一圆木棍逐渐将其鼓起来直至鼓圆。洗净内壁。 盖上塑料帽，将其开口向上竖直放置，溶化松香后滴入管中。沿管外壁竖直贴一张白胶布。 最后标定刻度线。把牙膏管开口向上竖直插入纯淡水中，用铅笔记下水平线，即为 1g/cm 的密度刻度线。依此方法，分别将牙膏插入汽油、 煤油、氯仿中，标出刻度。自制的密度计就完成了。2.潜水艇模型 教学经验告诉我们，当学生完成本章“小制作”时，有一部分同学想象丰富，肯开动脑筋，可以制出许多意想不到的潜水艇模型。 教师在辅导、检查学生小制作时，注意几个要点：①设计要巧妙，操作起来十分容易。②制作材料是利用日常生活废弃物品，不可求奢。③制作工艺上要力求简单，不可太复杂。3.热气球热气球的制作使用可参看本书§8.8 的内容。【思考题】　　1.教材中用烧杯倾斜后来作为溢水杯，与自制的溢水杯比较一下， 哪种误差大？为什么？2.当用阿基米德定律演示器进行演示实验时，应该怎样循序渐进地导出结论？写一篇教学方案。§3.6 训练六 研究动能、势能相互 转化的演示【训练目的】　　1.通过演示实验，让学生了解动能与势能可以相互转化，在相互转 化过程中机械能总量保持不变。2.掌握动能、势能相互转化的几种演示实验方法。【实验器材】滚摆(J2123 型)、单摆、弹簧、钢球、自制水轮机模型等【实验内容】一、滚摆的实验　　如图 3-36 所示，将滚摆摆体用结实的双线挂在支架横梁 A、B 处的 小孔内。调节两悬线的长度使摆轴水平，并使 A、B 的距离略小于 C、D 的距离。　　1.用手转动滚摆的轴，使悬线缠绕在轴上，滚摆上升。当滚摆上升 到一定高度时，在支架的立柱上标出这个高度。然后将手松开，滚摆就 旋转着向下降落，当滚摆下降到最低处，用手将滚摆接住。分析滚摆在 下降过程中速度的变化情况。2.重复上述动作，用手将滚摆上升到原来的高度。将手松开，让滚摆下降到最低处后向上旋转运动，当滚摆运动到可能达到的最大高度 时，又用手把滚摆握住，分析滚摆在上升过程中速度的变化情况。3.重复上述实验，使滚摆上下做几次滚动，观察滚摆势能、动能相互转化的情况。 由实验观察和分析，可以得出结论：如果没有空气阻力和其他因素影响，在动能和势能相互转化的过程中，机械能总量保持不变。二、单摆实验　　如图 3-37 所示，尽量选一根较长一点的棉线作摆线，悬挂在支架上 某一点处。让摆球摆至某一高度时自由释放，摆球将在平衡位置附近作 往复运动。摆至两边最高点时，摆球具有最大势能。摆球经过低点时， 具有最大动能。如果空气阻力较小，摆球可以来回摆动多次才停下来。这里不是讨论单摆的简谐振动，故摆角大于 5°也无妨。三、弹簧装置的实验　　如图 3-38，将一弹簧与一带柄小钢球连接起来，先将小球向下拉至 最下端然后松手。小球将向上端运动并压缩弹簧，小球到最高点之后， 又被弹簧向下弹，使小球向下端运动并拉长弹簧。观察小球运动情况， 分析小球的动能与势能转化。四、水轮机模型水轮机模型的制作及使用参看本书第六章§6.6 的内容。【思考题】 自行设计一套实验教具，演示动能与势能之间的转化。§3.7 训练七 伏安法测电阻和测定小灯泡 功率的实验研究【训练目的】1.运用误差理论来确定实验方案和选择实验器材。2.根据实验条件来确定实验的误差范围和减小误差的措施。3.研究如何指导学生做好这两个实验。【实验器材】　　直流安培表(量程 0-0.6-3A，2.5 级，满量程表头压降 U=75mV)、直 流伏特表(0-3-15V，2.5 级，满量程表头电流 I=3mA)、滑线变阻器(0-50Ω、1.5A)、电阻箱(9999Ω)、电阻圈(5Ω、1.5A；10Ω、1A；15Ω、0.6A)、 学生电源、电键、电池、小灯泡(1.2V、2.5V、3.8V)、灯座、导线若干。【仪器简介】1.学生用直流安培表 安培表的表头结构采用磁电式。整个表头装在带玻璃窗的斜坡形外壳内，外壳用胶木制成，壳底用铝板(或胶木板)盖牢。在线路中装有 0.6A和 3A 的分流器。表壳有三个接线柱分别标有“+”、“0.6”和“-3”的 标记。表面上有两套刻度，当使用“+”和“0.6”两个接线柱时，从 0～0.6 刻度上观察读数；当使用“+”和“-3”两个接线柱时，从 0～3 刻度上观察读数。表壳正面中间有调零接线柱时，从 0～3 刻度上观察读数， 表壳正面中间有调旋钮。这种表在使用时应放在水平桌面上，先调节零点。然后把安培表串联在被测电路中，用“+”接线柱接电路中高电势端。根据需要的量程， 有“0.6”或“-3”接线柱接电路中低势端。测量前，应先估计一下被测电路的电流强度，测量时所选用的量程必须大于被测电路的电流强度，为了避免由于被测电流超过量程而使指 针碰弯或烧坏游丝和动围绕组，在任何情况下，不要将直流安培计直接 连到电池两极。同时，不论选用任何量程，都要试触一下之后再正式接 通电源。2.学生用直流伏特表　　伏特表的表头结构也是磁电式的。伏特表表壳上三个接线柱分别标 有“+”、“3”和“15”的标记。表面上也有两套刻度，分别表示不同 的量程。当使用“+”和“3”两个接线柱时，从 0～15 刻度上观察读数。 表壳正面中间有调零刻度。　　伏特表在使用时，使伏特表与被测电路并联，将伏特表的“+”接线 柱与被测电路的高电势点相连。　　测量前，先应估计一下被测电路的电压，然后选用量程。选用量程 必须大于被测电压值。伏特表其它用法和注意事项与直流安培表相同。3.学生用灵敏电流计 灵敏电流计表头结构采用磁电式，灵敏电流计外壳均用塑料压制成，表头装在带玻璃窗的斜坡形表盖内。表壳中间有一零点调节器，接 线端钮旁注有正负符号。该电流计当敏度为 300±30uA，内部电阻 8.2-9.5Ω。　　使用前应先检查指针是否对准零点，如有偏差，应先调整零点调整 旋钮。用灵敏电流计检查电路中微弱电流时，可直接串联在待测电路中， 从电流计指针是否偏转来确定电路中有无电流通过。如果指针向右偏 转，则表明电路中的电流方向是从“+”流入电流计后从“-”流出；如 果指针向左偏转，则电流方向相反。因此，用灵敏电流计可以检查电路 两点间是否存在电势差，确定电路中电势的高低。在使用灵敏电流计时要注意两点： (1)灵敏电流计只能作为检流计使用，不能测定准确的电流强度或两点间的电势差。 (2)在任何时候都不应使通过电流计的电流强度超过满刻度电流值，更不要将电流计误当作安培计或伏特计接入电路否则，灵敏电流计 容易被烧坏。4.电阻圈(J2358 型)J2358 型电阻圈一组四只，规格分别为 5Ω、1.5A；10Ω、1A；15Ω、0.8A；30Ω、0.5A，阻值精度达±1%。外形如图 3-39。 图 3-39　　一般情况下，切勿随便拆开电阻圈，以免电阻值发生变化。使用时 注意两点：(1)检查线头与接线柱接触是否良好。(2)各电阻的标称电流，为容许连续安全通电的最大值。5.滑动变阻器 滑动变阻器是根据改变电路中电阻丝的长度来改变电阻值的原理制成的，外形如图 3-42 所示，它内电阻管(电阻丝线圈)、接线柱、滑杆、滑动头、触头、支架等组成。 使用前应先将滑动头来回滑动数次，以便刮掉触头与电阻丝线圈间的氧化绝缘层，以及附在表面的其它影响接触的物质。用滑动变阻器来调节电路中的电流强度时，应该将滑动变阻器的电阻值调到最大值，再 接入电源，然后慢慢把电流强度调到适当的量值。用变阻器来调节电路 两端的电压时，应将它和电路并联。这时要先将变阻器的电阻调到最小 值，再接通电源。使用时，每只变阻器所通过的电流强度，不得超过标称值。触头要保持清洁，弹性片压力不够时，可将滑动头取下，适当拨拢，使接触压 力加强。6.旋转式电阻箱　　旋转式电阻箱面板如图 3-40。它由四个定位旋钮组成。R×1，R×10， R×100，R×1000 的旋钮，分别指示电阻值的个位、十位，百位和千位数 字。四个部分串联相加，即是电阻箱接入电路后的阻值。调节 4 个旋钮 可得到 0～9999 之间的任一个电阻整数值。　　不要把电阻箱当作降压电阻使用，不要用电阻箱来控制电流强度， 以免烧毁电阻丝。【实验内容】一、伏安法测电阻　　伏安法测量电阻时，根据安培表是否接入电压表的测量电路中而称 作外接法与内接法。外接法与内接法电路如图 3-41 与图 3-42 所示。 外接法测电阻时，如图 3-41，一般安培表接 0.6A 量程，伏特表量程接 3V，其伏特表内阻大约是 1.OKΩ，因此要使线路误差在 1%以下，则待 测电阻应在 10Ω以下(为什么？)。选用 5Ω、1.5A 的电阻圈测量一组数 据。　　内接法测电阻时，如图 3-42，由于安培表接入伏特表测量回路中， 考虑到安培表的内阻一般为 0.125Ω，所以要使线路误差不超过 1%。待 测电阻值应在 12.5Ω以上(为什么？)。选用 30Ω、0.5A 电阻圈测量一组 数据。二、电阻的串联与并联　　用两只 30Ω、0.5A 的电阻圈串联，伏特表量程选 15V，安培表量程 选 0.6A，测量一组数据。　　做电阻并联的实验时，用两只 5Ω、1.5A 的电阻圈并联，此时安培 计、伏特表各选用多大量程？测量一组数据。三、测定小灯泡的功率教材中要求测定的三种小灯泡一般规格是“1.2V，0.3A”、“2.5V，0.3A”、“3.8V，0.24A”。在不考虑灯丝电阻的实际差异和变化时，1.2V与 2.5V 的小灯泡功率应采用安培表的外接法进行测量；3.8V 的小灯泡应 采用安培表的内接法进行测量(为什么？)选用“2.5V，0.3A”的小灯泡做实验，完成以下练习：　　(1)直接测出灯泡两端的电压在三种情况下，由小灯泡的电流计算小 灯泡的功率：①(1-1/5)U；②U；③(1+1/5)U。(2)测一组电压和电流值，作伏安特性曲线，用内插法找出对应于(1-1/5)U 额、U 额、(1+1/5)U 额的电压值，由此算出对应的小灯泡功率。【参考资料】1.伏安法测电阻的系统相对误差　　安培表外接法测电阻时，电路如图 3-44。测量 V/I 为 R 与伏特计内 阻 R 的并联总阻值，即R＇ = V / I = R x R v
+ R v )由此引起的系统相对误差| R ? ? R
? R x1? R1 ? vR x? 100%。这就是由电路中伏特表的分流作用而产生的系统误差。 同理，对于安培表内接时，测量值 V/I 实际上是 Rx 与 RA 之和。即系统相对误差：R＇=V/I=RA+Rx。?R x
?| R ? ? R x | ? R AR x R x? 100% 。2.根据电流表的准确度来选择待测电阻规格和确定实验误差范围 设电表的准确度级别为 k，则测量中的最大绝对误差为满量程的 k%，即△I=IM·k%△U=UM·k%由间接测量的误差传递公式可知?R R测电压产生的最大相对误差：|?U| |?I|? ? 。U I?U?V ? 。U　　实验时，学生用安培表、伏特表的准确度级别是 2.5 级。故用 0.6A 档测电流，用 3V 档测电压产生的绝对误差是I=0.6×2.5%=0.015(A)；　　　　　　　　　U=3.0×2.5%=0.075(V)。 因此，待测电压在满量程的 2/3 以上时，由此产生的电压测量误差范围在0.075( ~3.00.0752.0) ? (2.5% ~ 3.8%) 。　　由误差传递合成可知，整个实验的系统误差若要控制在 7.6%以内， 待测电阻的规格应是阻值 Rx=3.0V/0.6A=5.0Ω功率 Px≥3.0V/0.6A=1.8W显然，电阻圈中 5Ω的电阻满足此要求。3.测定小灯泡的实验误差　　如果待测小灯泡的额定电压为 2.5V、电流为 0.3A，则此小灯泡的额 定功率P0=IU=0.3×2.5=0.75(W)　　在额定电压下，灯丝电阻大体为 8Ω，考虑到表头内阻为 1kΩ，因 此实验中最大相对误差应是δP总 = δP路 = δP路表R ?U ?I?
? R x U I8 0.075 0.015? ? ? ? 9%。1000 ? 8最大绝对误差：△P=P0+9%=0.07W测出小灯泡的功率应是 P=P0±△P=0.75±0.07W。2.50.3此值没有考虑灯丝电阻的实际差异和变化。【思考题】　　1.在用伏安法测电阻时，如果待测电阻为 2.5Ω，80Ω，还是用练习 中介绍的安培表和伏特表测量，则电源应选用多大？安培表与伏特表选 用多大量程可使误差尽可能小？2.测定小灯泡功率作出伏安特性曲线，为什么特性曲线不是直线？3.在指导学生进行实验时，应向学生提出哪些要求和注意事项？§3.8 训练八 研究电磁现象的演示【训练目的】1.掌握电现象、磁现象、电磁现象演示实验的操作及仪器的使用。2.了解简单的充磁、消磁方法。3.研究电磁现象演示实验教学方法。【实验器材】 丝绸、毛皮、橡胶棒、有机玻璃棒、塑料唱片、指针验电器、两只气球、废牙刷两只、条形磁铁、蹄形磁铁、铁屑、磁针、玻璃板一块、 漆包线若干、低压电源(J1201 型)、小型电动机模型(J2418 型)、演示电 表(J0401 型)、导线若干、物理支架等。【仪器简介】一、验电器验电器分指针式与箔片式两种，这里主要介绍指针验电器。如图 3-43。　　指针验电器的指针与导杆相连，但与外壳保持绝缘。如果外壳接地， 毛玻璃上标有指针张角的标度，又称为静电计。指针验电器的用途主要有四点：1.可以检验物体是否带电。2.可以区分两种电荷的异同。3.可以检验物体的绝缘性能。4.可以比较同一导体的电势和电量。 指针验电器在使用前要用柔软干布擦净绝缘套筒。如果仪器受潮，应把它烘干后再用。使用时在毛玻璃后面放一盏(25～40)W 的白炽灯照明，可以更清楚地观察到指针偏转时所到达的标度。 用指针验电器做实验时，有两点务必请注意：①导杆与外壳间要绝缘良好。②指针偏转要灵敏。二、磁针　　磁针可以演示磁体的指向性、磁极的相互作用、检查周围有无磁场、 确定磁场的方向、比较磁场的强弱和检查导线中有无电流。分翼式磁针 如图 3-44 所示。一般用蓝色表示磁针“N”极，用红色表示“S”极。　　使用时注意支持磁针的小钢针是否生锈，若生锈了一定用砂纸轻擦 一下。演示方法如下：　　①演示磁体的指向性时，将磁针轻轻拨动，到它自行停止时，指向 必定是 N 极指北，S 极指南。　　②演示磁极的相互作用时，将两个磁针同极的两端接近，这两端总 是相斥。异极的两端总是相互吸引。　　③演示比较磁场的强弱时，将两条磁极强度不同的磁体先后放在磁 针距离相同的位置上(不要距离磁针太近)。由磁针先后两次偏转的角度　　或转动的快慢不同，可以比较两个磁体的磁极的强弱程度。　　④确定外磁场的方向时，将磁针放在磁场中，由磁针的指向可确定 外磁场的方向。　　⑤检查导线中有无电流，并判明电流的方向时，将一磁针靠近载流 直导线，可以从磁针有无偏转来判定导线中有无电流。根据磁针最后的 定向，用安培定则(即右手螺旋定则)判明电流方向。　　在使用与保管磁针时，应避免剧烈振动或接近高温热源，不要和其 它磁性体杂乱放在一起。不能使磁针接近强磁体。三、电磁继电器　　J2413 电磁继电器工作原理如图 3-45 所示，使用时结合学生电源、 低压电源、演示电表和电动机模型等一起配合使用，按照图 3-46 连接起 来。注意低压电源用直流 8V 档输出，演示电表用 0～100mA 档，调节滑 动变阻器，使演示电表指示为 60mA。另外根据电动机模型需要的直流电 压，选择好学生电源的直流输出。　　电磁继电器也可以简易制作，制作方法是：用直流约为 0.38mm 的漆 包线圈，铁芯可用直径 6～8mm 的螺线杆代替。其他零件的规格可自己设 计。如果没有 0.38mm 的漆包线也可用其他规格的漆包线代替，匝数的多 少可通过实验来决定。【实验内容】一、演示摩擦起电　　用丝绸、毛皮、尼龙布料在玻璃棒、橡胶棒、塑料唱片上摩擦后， 它们都可以分别带上电。把摩擦后的玻璃棒、橡胶棒、塑料唱片靠近纸 屑、头发、羽毛等轻小物体，可吸引这些轻小物体。通常摩擦起电时，有下表成立。表 3-3相互摩擦物体
带电情况
1.丝绸与有机玻璃棒
有机玻璃棒带正电，丝绸带负电
2.毛皮与橡胶棒
毛皮带正电，橡胶棒带负电
3.毛皮与有机玻璃棒
毛皮带正电，有机玻璃棒带负电
4.毛皮与塑料唱片
毛皮带正电，丝绸带负电
摩擦起电实验中，有时物体带电情况会发生变化，这是因为物质摩擦带电情况不仅与物质的化学结构有关，还与物质表面的性质、温度、 应变状态和接触方式等因素有关。　　请用实验器材，相互摩擦后用验电器检验一下它们的带电种类(用上 表中 1，2 两种情况下得到的电荷作为已知电荷)。　　思考：如何用验电器检验两种带电体电荷的异同？是观察验电器指 针最后张开的角度，还是观察检验电荷逐渐靠近验电器时，验电器指针 的张角变化？为什么？　　　　摩擦起电用验电器检验时，除了前面“仪器简介”中对验电器的要 求，另外注意如下三点：①相互摩擦的物体应该比较干燥，最好在实验前先烘一下。　　②注意操作姿势应该规范化。例如用毛皮摩擦橡胶棒时，应该用手 指掐住橡胶棒的末端，手拿丝绸也是用手指去拿，尽量不用手掌(思考一 下：为什么？)。　　③注意操作动作应该正确。例如摩擦应沿一个方向进行。为使摩擦 后橡胶棒上的电荷尽可能多的转移到验电器上，应使棒靠在验电器的导 杆上往复地进退和转动(思考一下：为什么？)。二、演示电荷相互作用　　如图 3-47，用丝绸摩擦过的两根玻璃棒互相推斥，见图 3-47(a)。 用毛皮摩擦过的两条橡胶棒也互相推斥。但是用丝绸摩擦过的玻璃棒与 毛皮摩擦过的橡胶棒互相吸引，见图 3-47(b)。演示电荷间互作用时，还可以用下面两种方法来进行演示。 方法一：并排悬挂两只气球，在无风的情况下，两只气球可以靠在一起，但是用一丝绸在两气球上摩擦一下，此时会发现两气球再也不靠在一起了。如图 3-48 所示。 方法二：找两只废弃塑料牙刷，一只悬挂，一只持在手中。先用丝绸将两只牙刷分别摩擦一下，此时两牙刷会互相排斥。用手掌去握一握两牙刷柄，消除上面的剩余电荷。再用丝绸摩擦悬挂的牙刷柄，然后用 一张食品包装塑料袋的碎片摩擦手持的牙刷柄，当用手中的牙刷逐渐接 近悬挂的牙刷时，二者互相吸引。手持牙刷沿外圆移动，悬挂的牙刷也 会魔术般地随之转动。如图 3-49 所示。图 3-48 图 3-49　　这两种演示方法由于采用了日常生活用品，故学生兴趣大，演示效 果较好。三、演示简单的磁现象自行设计方案，演示如下内容：1.磁铁具有吸铁性。2.磁体具有指向南北的性质。3.磁极之间的相互作用。4.磁化现象。四、磁场与磁力线的演示1.磁体周围空间存在着磁场，磁场有方向 图 3-50　　在投影幻灯机上，把一些小磁针放在条形磁铁的周围(距离不可太 近)，如图 3-50 所示，可以发现小磁针受到了磁铁的作用力。改变小磁针的位置观察磁针的指向变化了，这说明小磁铁周围的任何位置都受到了磁铁的作用力。 另外发现，小磁针在不同位置所受磁场力大小和方向不同。磁铁与磁针未直接接触，这说明磁体周围空间存在着磁场，磁体间的相互作用 是通过磁场而发生的。　　注意，在这个演示实验中，小磁针不透光，因而投影只能看见小磁 针的暗影。为了表明磁针的指向，可以在 S 极指针的针端，贴上一小块 红色透明薄膜，以表示 S 极。这样投影到屏幕上之后，可以确定 S 极的 指向。2.演示磁力线图 3-51 图 3-52 把铁屑均匀撒在玻璃板上，再将玻璃板轻轻放在条形磁铁上，轻敲玻璃板后，引导学生注意观察铁屑的排列，如图 3-51。指出铁屑的排列 情况可用磁力线来表示，磁力线都是从磁铁北极出来回到磁铁南极的。 再如图 3-52，演示同极磁铁周围的磁场。用同样的方法演示蹄形磁铁周围的磁场。如图 3-53。 这样的演示情况下，玻璃板只能平放，如果要想把玻璃板竖直放置让学生看磁力线则有困难。可以用如下方法得到磁力线谱：先将玻璃板 上贴一张透明蜡纸，均匀撒上铁屑。再将玻璃板放在磁铁上，轻敲玻璃 板，铁屑便沿磁力线排列起来。然后手持酒精灯在玻璃板下方缓慢移动， 直到蜡纸上的蜡熔化发亮时为止。蜡冷却凝固后，铁屑就粘在蜡纸上了， 把蜡纸固定在一块木板上悬挂起来，就可以让学生都能清楚地看到磁力 线谱了。五、电流的磁场1.奥斯特实验 按如下步骤演示：①把直导线沿南北方向安置在支架上，在直导线下方相距 1 厘米处平行放置磁针。再将电源、电键、滑线变阻器接成回路，如图 3-54。　　②把滑动变阻器触头滑至中部，按下电键，直导线中通过电流，即 可看到磁针发生偏转。③将磁针放置在直导线上方、左侧、右侧等位置，重复实验。当导线中通有电流时，磁铁发生偏转。　　④改变直导线中的电流方向，再按下电键，接通电源，观察到磁针 也发生偏转，但偏转方向与步骤 2 相反。　　总结实验观察结果：电流的周围存在着磁场。改变电流方向，磁场 方向也发生改变。磁针还可以用悬挂方法，效果也很显著。 注意通电时间不要太长。　　2.通电螺线管的磁场、安培定则用直径 0.6-0.8mm 的漆包线(5～10) 股(即用 1m 导线代替一根导线，这样需要的电流强度较小，而效果又比 较显著)。穿过硬纸上的小孔制成一个螺丝管。将铁屑均匀撒在螺线管穿 过的硬纸板上，可以观察到通电后螺丝管周围的磁力线分布情况，与条 形磁铁相似，并且在螺丝管内部也有磁力线分布。如图 3-55 所示。　　　　把小磁针放在通电螺线管附近测试，可以确定通电螺线管的“N”极 与“S”极。　　改变通电螺线管中电流方向，仍置磁针于通电螺线管附近测试，可 以发现 N、S 极也在发生变化。这说明通电螺线管两端的极性跟螺线管中 电流的方向有关。可以用安培定则来说明：用右手握螺线管，用四指弯 向管中电流的方向，则大拇指所指方向为螺线管的北极。倘若用有机玻璃板代替硬纸板，可以配合投影装置使用。六、演示电磁继电器的工作原理自行设计实验方案，完成演示电磁继电器的工作原理。 讲解电磁继电器的工作原理时既要用模型演示，也要介绍实际的电路；既要从原理上讲清楚控制电路和工作电路的工作过程，又要介绍实 际上是怎样接线的。整个讲解过程要突出电磁铁所起的作用。　　还有一点要向学生讲解明白，演示用的电磁继电器为了教学上的安 全起见，工作电压定得很低，一般是(3～6)V。因而，工作电路中的电压 与电磁继电器的控制电路中的低压没有关系。【参考资料】1.自制电容式强脉冲充磁电源 在电磁现象的许多实验中要用到大电流电源，图 3-56 是一种较简单和电容放电式脉冲电源的电路图，可以自制。图中，E——接 250V 高压直流电源。 A——“220V，60W”的灯泡，充电时用它进行限流。 K1——电铃按钮开关。　　C——用 6 只“300V，100μF”电解电容并联组成 600μF 的大容量 电容。K2——闸刀开关。K3——电铃按钮开关。R——约 1kΩ左右。K3、R 用来泄放电容器的能量，保证使用安全。2.对永久性磁铁充磁 实验室里常用的条形、蹄形磁铁，当磁性减弱时或者消磁后，可以进行充磁。如图 3-57 所示。图中是充磁线圈，按磁铁规格做两只骨架，各用直径为 0.6mm 的漆包线密绕(100～180)匝。 充磁前，要用铁块连接两磁极，以保证磁路回路。并且注意接触要良好，尽量避免磁漏。　　用前面介绍的充磁电源来充磁。接通高压直流电源 E，按下 K 对 C 充电，线圈中通过单向电流，重复(3～4)次。图中两根条形磁铁就同时 被磁化。一般充磁线圈的电阻和电感都比较小。同时在线圈中就有足够 强的磁场使充磁的磁体得到很好的磁化。注意在充磁前后，应断开 K，按下 K，使电容贮存的电荷释放掉。【思考题】　　1.怎样用验电器检验绝缘体是否漏电？分别检查木块、纸张、塑料 制品的绝缘性能。　　　　2.如果静电实验做不成功，应该从哪几个方面检查故障原因并排除 它？3.在演示奥斯特实验时，为什么要在实验前将滑动触片置于中 部？
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