创新实验作品：短路引起电路火灾演示仪设计说明

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1、江苏省“初中物理课改论坛”创新实验设计评比活动“短路引起电路火灾演示仪”作品说明设计者：宋正刚工作单位：江苏省淮安市文通中学联系电话：137703702872013年10月30日第5页共5页“短路引起电路火灾演示仪”的作品说明淮安市文通中学宋正刚（223200）一、制作1.材料：干电池、充电电池各两节，口香糖锡箔纸若干，剪刀一把（见图1）（图1）2.制作过程：（1）取一张口香糖锡箔纸，用剪刀将锡箔纸剪成5mm宽的小条（图2）；（图2）（2）将锡箔条向带锡箔一面对折一次（图3）；（图3）第5页共5页（3）用剪刀在对折处剪一个斜角，预留2mm的粘连(图4)；（图4）（4）

2、将锡箔纸拉开，再将锡箔纸两端展开备用（图5）。（图5）二、操作1.取出剪好的锡箔纸，将有锡箔这一面朝里弯曲（图6）；（图6）2.用手将锡箔纸有锡箔这一面按在充电电池的正负极上（图7）；（图7）第5页共5页3.按紧一会儿，就会看到锡箔纸在缺口处先冒烟（图8）后燃烧起来（图9）。（图8）（图9）三、原理说明短路现象是日常生活中常见的电路故障之一，由于短路引发电路火灾的实例也为数不少。尽管学生能理解短路的原理和危害，但由于缺乏亲历体验的过程，所以对电路短路造成危害的后果就不会产生深刻的印象。口香糖包装纸由锡箔和纸组成，其中锡箔是导体，纸是可燃物，当锡箔中通有较大的电流时就会

3、发热（按在电池两极的手有明显发热感觉）。同一根导线上处处电流相等，横截面积最小的地方电阻最大，根据焦耳定律Q=I2Rt，此处产热最多，温度也就最高。当该处的温度达到纸的着火点的时候，纸就会燃烧起来。四、实验设计使用目标1.通过实物展示，让学习电路者了解短路现象；2.通过实践操作和亲身经历，让学习者体验短路导致电路发热的现象；3.通过现场观察和亲身经历，让学习者感受短路引发电路火灾的真实性；4.通过演示电路的实际展示，提高学习者安全用电的意识，培养学习者利用学到的知识为家庭服务，为社会造福的意识。5.第5页共5页五、关于实验操作效果的说明1.电池的选择：电池容量的大小是

4、影响实验效果的决定因素。1号R20电池，由于体积大，口香糖锡箔纸的长度有限，不便操作，不宜选用；7号AAA1.5V电池，选用了常见的南孚电池、统一电池，虽然可以看到明显的加热胡斑，但是由于容量小，就很难让锡箔纸燃烧，所以效果不是太好；5号AA1.5V电池，选用了常见的南孚电池、统一电池，大小适中，南孚电池明显效果要优于其它电池，但是电池使用几次就效果不好了，加之成本较高，所以学生要根据情况合理选用；选用了5号1.2V2000mAh以上容量的几个品牌的充电电池，由于电量充足，实验效果很好，加之可以重复使用，容易购买，是本实验的最佳选择。2.锡箔纸的选择：锡箔纸的质地也是

5、影响实验效果的重要因素。在选择的绿箭、益达等品牌中，以绿箭口香糖的锡箔纸效果最好，而且容易购买，是本实验的最佳选择。3.斜角预留部分的宽度：预留宽度也是影响实验效果重要因素。预留部分太宽，电阻不够大，产热就不够多，温度就不会太高，只会看到糊斑，而不能让锡箔纸燃烧，效果不明显；而预留宽度太窄，在展开时又容易折断，加之燃烧时会瞬时断裂，虽然烧断效果明显，但是让锡箔纸燃烧效果不好，也不足取；通过多次实际操作演示对比，预留宽度在2mm时效果最佳。3.实验的环境：过于潮湿的环境，会让锡箔纸纸面潮湿，不易燃烧。一种方案是可以选择干燥的环境进行实验，另一种方案是实验前可以给锡箔纸适

6、当烘烤，这样可以保证实验现象有更好的可观性。第5页共5页