中学物理演示实验的设计与自制教具的思考～

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1、中学物理演示实验的设计与自制教具的思考〜物理学是以实验为基础的学科。物理实验是培养学生科学素质的最有效的途径，也是培养学生创造力和创造性思维的最佳途径。物理实验可以帮助学生丰富感性知识。提高物理兴趣认识物理过程学会实验技能突破难点。理解概念规律；形成物理图像启发思维，增强探索精神；培养观察能力养成良好习惯，学会科学方法。演示实验是物理教学中的重要手段，它能将一些抽象的物理概念和规律形象化，还能将教师的思维方法、操作技能展示给学生，引导学生观察、思索，使学生认识物理概念和规律“事半功倍”。因此演示实验的设计、教具的制作和实验教学的方法是当前中学物理教学最为

2、活跃的研宄课题。下面就如何设计演示实验、自制教具谈谈自己的认识。、演示实验的设计与自制教具根据教学的要求，演示实验的类型大致可包括引入课题的演示实验（特点：引人入胜、发人深思，也可提出问题，师生互动）、建立概念和规律的演示实验（特点：实验条件明确，观察对象突出，演示层次分明）、应用物理知识的演示实验（特点：扩展学生的思维空间，对一些普通的物理现象进行深入研宄）。因此，演示实验的设计要紧扣教学内容，突出创新。自制教具，能为设计演示实验提供了良好的途径。下面介绍几个自制教具。1.功内能转换教具特点：设计新颖，器材简单。制作方便，实验效果明显。器材：可乐瓶，气

3、门芯，橡皮塞，酒精，热敏电阻，电流表，电池组，打气筒，带夹子的铁架台，导线若干。制作：在橡皮塞上打孔，插入气门芯，在另一橡皮塞上打孔，插入气门芯，并装上热敏电阻。原理：气体膨胀冲开橡皮塞对外做功，瓶内的气体液化说明气体的内能减少，温度降低。用热敏电阻作为传感器，通过传感方式将瓶内气体的温度变化转变成电流的变化。利用传感原理，利用热敏电阻阻值的变化来说明气体的内能增加与减少。使用方法：实验1可乐瓶，带气门芯的橡皮塞，打气筒，酒精，带夹子的铁架台。在瓶内倒入少量酒精，橡皮塞塞紧可乐瓶，用打气筒打气，瓶内气体压强增大。压强增大到一定程度，橡皮塞冲出瓶口，瓶内气

4、体出现白雾状（液化）。说明气体膨胀对外做功，内能减少，温度降低。实验2热敏电阻与电源（两节干电池），电流表（量程用lmA）组成闭合电路。将橡皮塞塞紧可乐瓶，用打气筒打气，电流表示数增大，气体内能增加。当气体对外做功时，电流表示数减少，气体内能减少。看似简单的教具在教学中却会收到意想不到的效果。在笔者的教学中，随着“砰”的一声巨响，可乐瓶内充满了白雾状，学生被眼前景象深深地吸引了，脸上充满着惊诧。实验2中用热敏温度计作为传感器，既简单又富有创造性和前瞻性。1.远距离输电演示仪教具特点：取材方便，制作简单，实验现象明显，教学效果好。器材：四根规格相同的电阻丝

5、（可用电炉丝，30Q左右），两只规格相同的电源变压器（可用旧的录音机的电源变压器，变压比为220V/12V），金属双滑片，2只6V小灯泡，2只电流表，导线若干。制作：将元件按图2电路安装在示教板上，模拟高压输电电路，输入端安装升压变压器，输出端安装降压变压器，低压输电电路上装金属双滑片。原理：根据P=UI，在输入功率不变的情况下减少电能的损失，即减小电流就必须提高电压。用高压输电可以减少电能的损耗。根据Q=IRt，电流减少1/n，电能损耗就减少1/n。使用方法：电源接交流6V。第一步定性实验，低压输电电路接交流6V，电阻短接，灯泡正常发光，向右移动金属双

6、滑片，电阻变大，灯逐渐变暗。这说明输电线路越长，电能损耗越大。再模拟高压输电电路接交流6V，结果灯泡正常发光。第二步定量实验，同时接通电源交流6V，再接入相同电阻，分别测出模拟高压输电线路和低压输电线路中的电流（电流表的量程分别为交流100mA和交流1A），从而根据Q=IRt，比较电能的损耗。测得数据，模拟高压输电线路的电流13mA，低压输电电路的电流2301nA,n^18,电流减少1/18，电能损耗就减少1/18。1.光电转换教具特点：制作简单，取材方便，演示效果明显，也适用研究性学习。器材：大功率三极管一只，电流表，手电筒。制作：将大功率三极管去帽，

7、安装在示教板上（如图3）。原理：当光照在PN结上时，半导体中便形成电子一空穴对。在光生电子一空穴的扩散运动中，有一部分运动到了PN结附近，在结内电场力的作用下，光生空穴向P区移动，使P区呈正电性；光生电子向N区移动，使N区显负电性。从而在P区与N区间产生光生电动势。一旦将外电路接通，在负载中就有电流流过。使用方法：将大功率三极管与电流表组成回路，用手电筒照射三极管的PN结时，产生的电流可达60uA左右。这也是一个运用性实验。学生提出：这么小的PN结在光的照射下会产生这么大的电流，如果做成大面积的半导体，在光的照射下能产生更大的电流吗？的确如此。这是太阳能

8、电池的雏形。这个实验从另一角度证明光电的转换。做深入的研宄：在微观上，跟紫外线照