用啟輝器研究熱脹冷縮

課堂上讓學(xué)生觀察金屬熱脹冷縮的現(xiàn)象時，最經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)是觀察加熱的銅球是否可以穿過配套的圓環(huán)。怎樣顯現(xiàn)其他金屬的熱脹冷縮現(xiàn)象呢？日光燈中的啟輝器給了我靈感。

啟輝器是一個充有氬氣的玻璃泡，內(nèi)有一對觸片，一個是固定的靜觸片，另一個是膨脹系數(shù)不同的雙金屬制成的倒U形的動觸片（如圖1所示）。接通電源，玻璃泡內(nèi)溫度升高時，動觸片會膨脹接觸到靜觸片。

一、主要材料

啟輝器、導(dǎo)線、電池盒、電池、燈泡及燈泡底座、白色KT板1塊（30cm×20cm）、502膠水等。

二、制作步驟

1.固定啟輝器

把小木條加工成一個合適的支架，將啟輝器固定在小木條上端，便于用酒精燈加熱啟輝器，再將支架豎直固定在墊板上（如圖2所示）。

2.組裝電路

將啟輝器的兩極用導(dǎo)線與電池、燈泡連接成回路（如圖3所示）。

三、使用方法

1.第一次觀察

觀察啟輝器動觸片和靜觸片，未加熱前兩接觸片是分開的（如圖4所示），由于電路并未接通，小燈泡并不發(fā)光。

2.第二次觀察

用酒精燈加熱啟輝器，待燈泡發(fā)光之后撤走酒精燈，觀察啟輝器的接觸片，發(fā)現(xiàn)它們已經(jīng)接觸（如圖5所示），說明金屬片受熱膨脹。

3.第三次觀察

停止加熱，待冷卻后，燈泡熄滅觀察啟輝器的接觸片，發(fā)現(xiàn)它們又重新分開（如圖6所示），說明金屬片遇冷收縮。

四、教具優(yōu)點(diǎn)

直觀性強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生可以直接觀察到金屬片的熱脹冷縮。

操作方便。實(shí)驗(yàn)時，教師可以拍照或投影展示啟輝器中動接觸片在加熱前后的變化，讓學(xué)生觀察；也可通過加熱前后電路中燈泡的亮滅，讓學(xué)生間接判斷出金屬片的熱脹冷縮。小組實(shí)驗(yàn)時，用酒精燈給啟輝器加熱，只需半分鐘左右的時間就能觀察到金屬片閉合現(xiàn)象，操作簡單。

材料新穎。資料顯示，啟輝器靜接觸片的材料主要是錳鎳銅合金、鎳鉻鐵合金、鎳錳鐵合金等，實(shí)驗(yàn)可以證明多種合金具有熱脹冷縮的性質(zhì)。

同時，該實(shí)驗(yàn)裝置材料易得，價格低廉，制作簡單，便于保存，可反復(fù)使用，有利于普及和推廣。