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“閉合電路電勢降落”的動態展示儀

2007-12-31 00:00:00李昌富陳兆海
物理教學探討 2007年23期

1 教學啟示

閉合電路知識對高學生學習是一大飛躍,其中電動勢的理解對學生是一大難點,內、外電路的電勢降落對教學是一個關鍵點,盡管教材上用了內外電路電勢降落的示意式圖線(圖1)和兒童滑梯的比喻式情景(圖2),但教學中學生仍覺得十分抽象,教師也苦無良策,只能按常規講解再講解,要學生想象再想象,結果教師紙上談兵,一臉無奈,學生霧里看花,一頭霧水,只好在日后教學中慢慢的補救。試想:如果能把閉合電路充分解剖,用實物實景直觀展示出內、外電路的電勢降落和其動態的工作狀態,那么既消除了學生的神秘感又激發了學生的探究欲,使教學具體而生動,使知識實際而清晰。為此我設計制作了閉合電路電勢降落的動態演示儀。

2 實驗裝置

2.1 原理圖如圖3

用廢舊的電瓶車電池與電阻絲組成閉合電路,用示波器對閉合電路的電勢進行動態展示。

2.2 器材選用

①鉛酸蓄電池,稀硫酸濃度40%,體積約

1 300ml,正極鉛板5塊,負極鉛板(海綿狀鉛)6塊,充電24小時,電壓約為2.18V。

②電阻絲選用鐵鉻合金絲φ=0.3mm,長度l=18cm,電阻約為4.5Ω。

③J2459型學生示波器,掃描范圍10kHz~100kHz之間,衰減1 000檔。

④銅片1cm,滑管選用PVC管φ16mm,長13.5cm,槽寬1cm。

3 展示現象

3.1 零電勢顯示

y輸入接圖3中的Q點,調節示波器出現圖4,即選取Q點電勢為零,代表電勢的圖線位置見圖4的亮線(以下簡稱電勢線)。

3.2 電動勢的效果展示

y輸入接A,電勢線迅速升高至圖5位置,這充分顯示出電動勢的效果。

3.3 外電路電勢降落的展示。y輸入接C并向右逐漸滑動可動導線夾,可看到電勢線逐漸向下平移,很直觀地展示出外電路的電勢降落情景,滑動至B時電勢線的位置見圖6。……

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