巧用发光二极管，创新物理实验教学，本文主要内容关键词为：巧用论文,实验教学论文,物理论文，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。
在传统物理实验中，要显示电流的方向，我们首先想到的是用电流计，但是，电流计要确定电流流入方向与指针偏转方向间的关系，思维上要间接转换。我们知道，发光二极管具有单向导电性，利用这一特性，在中学物理实验中具有广泛的应用；它可以直接显示电流的方向，可以为我们研究物理规律提供直观的视觉效果，为探究物理规律提供可靠的实验数据。笔者经过多年的实验教学与探究，现把发光二极管在中学物理实验教学中的应用列举如下，以起到抛砖引玉的作用。 一、在电容器充放电实验中的应用 在探究电容器充放电规律的实验中，传统实验是在电路中串联一个灵敏电流计来显示充放电时电流的方向。现在通过在电路中接入改装后的时针机构和发光二极管，效果比传统实验要好得多，可视性也更强。 改进后的电容器充电电路如图1所示，当开关K合上时，电源、电阻R、时针机构、发光二极管组成充电回路，此过程时针机构的秒针会转动几小格，左边的红色发光二极管会短暂的亮一下，而右边的绿色二极管不亮，说明充电电流向下流过二极管，电容器的上极板带上正电。 电容器放电电路如图2所示，单刀双掷开关先合向1给电容器充电，当单刀双掷开关K切换到2位置时，电容器、发光二极管、时针机构及电阻
组成串联放电回路，此过程时针机构的秒针也会转动几小格，右边的绿色发光二极管会短暂的亮一下，而左边的红色二极管不亮，说明放电电流向上流过二极管。
二、在探究楞次定律实验中的应用 在探究感应电流方向的规律实验中，传统实验用的是灵敏电流计，但此实验要确定电流流入电流计的方向与指针偏转方向间的关系，思维上要间接地转换，才能确定产生的感应电流的方向。如果采用改进后的实验装置，如图3至图6这四幅电路图，这将使得本实验既直观又可视性强，从而突破了常规实验的思维方式，让人耳目一新，学生的参与热情也将大大提高。
本实验的实验数据如下页表1。 由表1数据引导学生讨论、探究和归纳可得出结论：当原磁场磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当原磁场磁通量减少，感应电流的磁场与原磁场方向相同。从而得出楞次定律：感应电流产生的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
三、在研究断电自感现象实验中的应用 在断电自感实验中，原来的实验是通过灯泡闪亮一下来确定产生了感应电流，并且流过灯泡的感应电流比流过灯泡原来的电流还强，但感应电流的方向大多是通过理论分析得出，这样做缺乏充足的实验依据，使学生有不可信服的感觉。如果引入发光二极管做实验，将使得实验的可信度大大提高，也提高了实验的可视性，改进后的实验电路如图7所示。本实验的电源电压只需4V，自感线圈的直流电阻比灯L的电阻小得多。先合上开关，此时发光二极管不亮，待电路稳定后再断开开关，发现灯L闪亮的同时，发光二极管也亮了一下。由于断开电路后，自感线圈相当于电源，灯与发光二极管和电阻R并联构成了外电路，由实验现象直接可知产生的自感电流是向左通过灯L的，与原来通过灯L的电流方向相反。
四、在研究交变电流方向呈周期性变化实验中的应用 在“交变电流的产生和变化规律”这一节教学中，用手摇发电机来研究产生的交变电流的规律，此实验是在电路中串联一个电流计，在转动发电机摇把的过程中，如果摇得较慢，电流计能随电流左右摆动，但摇快一点，发现电流计“反应”不过来，并且还会损坏电流计的指针。如果在本实验中引入发光二极光，改进后的电路如图8所示，实验的可视性不但大大加强，并且红、绿二极管交替发光，形成一道美丽的风景线，这将大大加强学生的视觉感受效果，在学生脑子里留下深刻的印象，从而很自然地得出交变电流的方向呈周期性变化的结论。
五、在研究电磁振荡规律实验中的应用 在研究电磁振荡规律的实验中，为了说明在电磁振荡电路中产生的是交变电流，常规实验是在电路中串联一个灵敏电流计，然而在实际实验中，这种方法可行性不强，由于产生的振荡电流的频率比较高，灵敏电流计的指针是无法快速跟随振荡电流来偏转的，即灵敏电流计“反应”不过来。如果按照图9改进后的电路来实验，选择好恰当的电容和电感，实验中可发现二极管可迅速跟随振荡电流交替发光，由于本实验产生的振荡电流很快就会衰减，故红、绿二极管只是迅速地交替发光了几次就不亮了。
上面列举的例子只是在中学物理常见实验中引入发光二极管的应用。其实，发光二极管的作用远不止这些，只要我们在平时的物理课堂实验教学中多想想办法，就会取得意想不到的良好的教学效果。
标签：发光二极管论文; 科学论文; 科普论文;
巧妙运用发光二极管创新物理实验教学_发光二极管论文
下载Doc文档