解决物理教学难点的两种自制教具_浮力论文

解决物理教学疑难点的自制教具二则,本文主要内容关键词为:教具论文,疑难论文,二则论文,物理教学论文,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。

一、不闭合电路的感应电动势

1.实验目的

①更好地掌握感应电流的产生条件。

②理解感应电动势的产生条件。

2.实验器材

电感线圈、启辉器、验电器等。

3.实验装置(见图1)

4.实验创新

①解决了无仪器验证的困难。

②实际电路中静电平衡知识的利用。

5.实验过程及原理

通电后电源电压220V加在起辉器两极间,使氖气放电而发出辉光,辉光产生的热量使U形动触片膨胀伸长,与静触片接触,于是电感线圈中便有市电交流电流通过。电路接通后,启辉器中的氖气停止放电,U形动触片冷却收缩,两触片分离,电路自动断开。在电路突然断开的瞬间,由于电感线圈中磁通量急剧减小,线圈两端会产生远大于市电电压的感应电动势,并共同形成一个瞬时直流高压加在验电器上,导致验电器上的两个金属箔片在聚集了大量同性电荷时随即张开。尔后这个直流高压又会在不闭合的电感线圈中形成静电平衡电流,使验电器上的直流高压又瞬时降低为市电电压,张开的箔片又瞬时闭合。这样,随着启辉器周而复始的跳动,两箔片间角度也随之张开闭合,从而验证了不闭合电路磁通量变化时,虽然没有感应电流产生,但感应电动势是存在的。

说明:每个周期有四个时间段:热涨接通时间;冷却收缩时间;断开的瞬间;静电平衡瞬间。

二、浮力原理说明器

1.实验目的

帮助学生更准确到位理解浮力的定义和掌握浮功产生的条件。

2.实验原理

物体平衡条件。

3.实验装置图(见图2)

4.实验器材

底部平滑的透明塑料容器、敞开在空气中的底座(容器与底座通过一内径合适的漏水管连通)、漏水管下端装有止水橡胶帽、边缘平滑的瓶盖、接水杯等。

5.实验创新

①瓶盖所受浮力是液体和气体共同作用而产生,弥补了只有气体或只有液体的单一现象的缺陷,全面到位帮助学生掌握浮力的概念。

②利用了气体压强变化的知识。

③结构新颖简单,操作、准备均方便,演示用时短,效果明显。

6.实验过程及实验结论

①将塑料透明容器盛上一定量的水,把一个轻、薄、硬质的瓶盖口向下自空气压至透明容器底部中央,压入瓶盖中的水封存了一部分空气,这部分空气排开了一定量的水,松手后,瓶盖马上浮起,说明瓶盖受到浮力作用。

②先将瓶盖口向下自空气中缓慢压至透明容器底部中央,再撤去漏水管下端的橡皮帽,被压到瓶盖内的水沿漏水管滴滴流出,瓶盖内部与外界大气相通,但瓶盖顶部仍受到水对它向下的压力,所以此状态瓶盖不受到浮力作用,松手后瓶盖不再浮起。说明仿佛“浸”在液体中的物体不一定受到浮力作用,并进一步说明阿基米德定律研究的只是在有浮力产生时浮力有多大的一个定律。

③用橡胶帽将漏水管封堵,透明容器中的水通过瓶盖下边缘又被压入瓶盖内,导至瓶盖内所封存的气体体积变小,压强变大,瓶盖顶部下表面所受到向上的压力逐渐变大。这样瓶盖顶部上下两个表面所存在的压力差的方向由原来的向下逐渐转为向上,随着压入瓶盖内的水量的增加,瓶盖自然又要受到浮力作用而浮起。

全部实验过程用时不足一分钟。

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