中学物理实验与教学技能训练实验讲义.docVIP

科 技 制 作 讲 义 重庆师范大学 化学学院 2011年5月 实验五 简易直流电动机制作 工作原理 根据电磁学里通电导线在磁场中受安培力作用的原理可制成一个简单直流电动机，其工作原理如下： 该直流电动机的结构见附图，线圈为用漆包线绕制，其两端引线的下半部被刮去绝缘漆，与铜制支架接触可以导电而使线圈通电。 1：设线圈4边为ABCD，其两端引线的下半部（AB端）被刮去绝缘漆，当其与铜制支架接触可以导电而使线圈通电。电流方向和磁场的方向如图所示，可以判断CD段受力垂直纸面向里，AB段受力垂直纸面向外。从左侧看，线圈逆时针转动。 2：线圈转到水平位置（AB前、CD后）时，线圈两端引线的绝缘层与铜支架接触，线圈中没有电流通过，线圈利用惯性继续转动。 3：线圈转动到竖直位置，线圈中没有电流通过。线圈仍然依靠惯性转动。 4：线圈再次转动到水平位置（CD前、AB后）时，线圈两端引线被刮掉漆皮的部分与铜支架接触。线圈中有如图所示的电流通过。线圈受力如图从左侧看， 线圈仍逆时针转动。 所需器材： 材料：0.5mm漆包线2米，1mm铜线0.2米，永磁体1块，双面胶1块，200×40×30木块1块，木螺钉2只，绝缘胶带1卷。 工具：尖嘴钳、螺丝刀、剪刀、小刀、直尺1把，铅笔1支。 其它设备：串联有限流灯泡的3V直流电源1个，带鳄鱼夹的连线2根。 制作步骤 用铜丝制作2个支架，注意2个支架是对称的，然后按图上尺寸在木块上固定两个支架； 图1 支架弯折步骤 图2 支架固定位置 将0.5mm漆包铜线在木棒上绕成线圈，两头各留出3厘米左右的线头，将线圈整形，用胶带缠紧固定； 图3 线圈绕制形状 将线圈的引线平放在桌子边缘，让线圈平面垂直于桌面，刮掉2端线圈引线上面同侧半圈的绝缘漆； 磁铁用双面胶粘在线圈正下方的木块上，把2端刮掉半圈绝缘漆的线圈架在支架上，将串有小灯泡的3V直流电源通过导线与2个支架相连，使电源、小灯泡、支架、线圈组成一个串联电路； 观察通电时（小灯泡点亮时）线圈的转动方向，然后顺着其转动方向轻轻推一下线圈，小电动机就转动起来了，可以观察到小灯泡会不断地闪亮。 注意事项 1、由于是无换向器的简易直流电动机，一般需要用外力推动以获得一个初始转速，旋转方向可试一下，顺时针不行就逆时针。 2、磁铁与线圈距离不要太远，一般控制在2~4mm之间。  简易直流电动机装配图  实验六 上升轮轴制作 原理 用力以F拉轮轴外圈的拉绳，通过同轴轮轴带动内圈轮收线，由定轴轮系关系知： 在忽略摩擦的情况下 F’=KF (K=R/r1) 当F’=KF＞F+G时，轮轴就会向上运动。 所需器材： 1、材料：150×150×5（mm）PVC板1块，200×100×1（mm）PVC板1块，PVC胶少量，0.5棉线1米，3mm铝铆钉3只。 2、工具：美工刀、15cm园锉刀、25cm半圆锉刀、30cm钢尺、铅笔。 3、其它设备：台钻，3mm、1.5mm钻头。 制作步骤 画图、下料 5mmPVC板下料图（注意板材纹理方向） 2mmPVC板下料图 粘接、加工 将外框按下图粘接起来，待粘接牢固后再按图打孔。几个同心圆板制作好后先在圆心处钻1个2mm的孔，然后用销钉芯将其串联粘接起来，待粘接牢固后再钻1个4mm的孔，然后装上销钉做轴套。 8、组装 取长80cm和40cm的线绳，将线绳分别固定在大、小轮上，按大小轮彼此反向缠绕2~3圈，然后分别将小轮的线绳从外框靠近转轴端内侧穿出，大轮的线绳从外框远离转轴端内侧穿出，再将滑轮放入外框，插上销钉芯当作芯轴，最后在线绳上系上拉环以防线绳被拉入外框。 实验七 奇妙的喷泉制作 一、工作原理 从上部加点启动水， 随着水的不断下流，下水腔里被密封的空气不断被压缩，其压强不断增加，由帕斯卡定律知△Ρ=ρgH；该压强增量△Ρ通过管道传递到上水腔水面，上水腔水面就受到一个压强增量△Ρ，上水腔的水就通过中间的喷管喷出，如果略去阻力，水的喷出高度H2≈H-H1。 所需器材： 材料：3×300×600mm平板玻璃1块，Φ6×1×300mm玻璃管1根，Φ10×1×300mm玻璃管1根，玻璃胶1支。 工具：玻璃刀、丁字尺、钢尺、记号笔、玻璃胶枪各1把。 其它设备：台钻及6、8mm玻璃钻头。 制作步骤 按图划线、下料、钻孔，其中70×300和80×300的各下2块； 把80×300的玻璃平放在桌面，将70×300的玻璃一边均匀连续用胶枪打上玻璃胶后垂直粘接在80×300的玻璃边缘； 将100的玻璃管伸出110的玻璃管10毫米后用线在扎紧备用，将3块70×80的玻璃和已固定在一起的2根6mm玻璃管按图上尺寸