金屬“熱脹冷縮”演示儀

張水強

關于固體的熱脹冷縮實驗，教材采用的是鋼條加熱實驗裝置（如圖1），實驗后發(fā)現(xiàn)該裝置存在著效果不明顯、笨重和維護困難的不足。為此我研究并改進了這個實驗裝置，實際使用效果良好。

實驗原理

鋁棒加熱后長度變長，觸動伸縮端的微動開關閉合，LED紅色指示燈發(fā)光（如圖2），表示金屬受熱變長了。移開加熱裝置后，指示燈還能持續(xù)點亮數(shù)秒。當鋁棒遇冷收縮，長度縮短，會使微動開關斷開，LED燈熄滅，指示金屬遇冷收縮了。

實驗材料

金屬鋁棒、木條、木膠、鋁箔紙、小螺絲、紐扣電池、微動開關、LED燈、導線、塑料片等。

實驗制作

2.直徑6 mm的金屬鋁棒，一頭（如圖4右端）打孔并用小螺絲固定在框架上，另一頭（如圖4左端）限位，但可自由伸縮。

3.用紐扣電池（配座）、微動開關、LED燈串聯(lián)安裝在金屬鋁棒的自由伸縮端，實驗、調整塑料底座使微動開關和金屬鋁棒的間距合適（常溫下電路不通，鋁棒受熱伸長后電路接通）。將自黏性鋁箔紙粘貼在兩側的木條上，使用時可保護木條免受酒精燈燒灼（如圖5）。

實驗優(yōu)點

本教具具有科學性、創(chuàng)新性、啟發(fā)性和實用性。結構小巧，重量輕（僅為100 g），課堂上使用該教具做演示實驗時，均能順利反映金屬熱脹冷縮的變化。本教具結構簡單，制作維護成本低廉，很容易滿足學生分組實驗的需求，可反復使用，使教學效果最大化。本教具使用直流紐扣電池供電，安全方便。