如何自制物理教具.ppt

．自制物理实验教具案例 演示原理与效果： 当由扬声器制作成的振动器在某一频率的正弦信号的激励下，扬声器纸盆在音圈的带动下将作与激励信号频率相同的往复直线运动。通过瓶盖与纸盆相连接的平面反射镜也将随纸盆作往复直线运动， 在仪器内部有两组相同的正弦波低频信号发生器及稳压电源供电电路等。经改进后为图所示。 图 7-2-24改进后的相互垂直振动合成演示仪 ．自制物理实验教具案例 由于平面反射镜是通过一金属片与瓶盖的中心相连，其质心与扬声器纸盆中心不重合，反射镜对扬声器纸盆将有一附加力矩，当反射镜随扬声器纸盆作往复运动时其镜面将会作微小角度的摆动产生类似光杠杆的效果，其摆动频率与往复运动频率相同。当激光射到镜面时，通过镜面反射的光点同样会作往复运动，当频率较高时（赫秒以上）由于人眼的视觉暂留原因，我们在激光照射的平面处看到的将是一条直线。如图所示，其中，（)图为只有水平振动时的图像，（）图为只有垂直振动时的图像。 图 7-2-25 （a） （b） ．自制物理实验教具案例 当把两个振动器均开启时，激光器光点的运动轨迹即是两个相互垂直振动调动的合成。当改变两个振动频率使其为某些整数比时我们所看到的利萨如图形如图所示。 图 7-2-26 ．自制物理实验教具案例 利用利萨如图形可以从一个已知简谐振动频率求另一个未知的简谐振动频率。设、，分别为水平方向和垂直方向切线（交线）与李萨如图形的切点（交点）数，、为水平方向和垂直方向的振动频率则有： 由上式可知，只要知道某一方向的振动频率和合成的利萨如图形，就可以求出另一个方向的振动频率。 通过本仪器的演示，学生可以直接地看到水平和垂直方向的振动情况和所显示的利萨如图，本仪器两个方向的振动频率均可在之间连续变化，可以很方便地调整改变其频率比，观看不同频率比下的利萨如图形。由于激光器光强度大，即使白天也可在教室内很方便、快捷地进行演示。其演示效果与示波器完全相同。 ．自制物理实验教具案例 由焦耳定律可知：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比，即。经过研究和实践，我们用废弃的装饰塑料板、废弃小饮料瓶、电阻丝、吸管等材料制作的焦耳定律实验演示仪，具有快速、轻便、使用方便等特点，该仪器如图所示。 图 7-1-67 （1） （2） （3） （4） （5） （6） 图中（）仪器座及面板，（）饮料瓶，（）放气螺钉，（）电热丝及铜支架，（）型压力计，（）连接导线及电源接线柱。 ．自制物理实验教具案例 图 7-1-67 （1） （2） （3） （4） （5） （6） 制作方法 （）仪器座及面板均用厚的装饰塑料板制作，底座、面板两部分之间采用榫卯方式连接。面板高、宽。底座长、宽、高。 （）将 个左右的废饮料瓶（其它能密封、透明的瓶均可），用清水洗涤晾干后在瓶颈较厚处用钻头钻孔后攻标准螺纹作为放气孔。 （）用一根签字笔芯清洗后截出三段，每段长备用； 将厚左右的黄铜片或废旧闸刀开关上的铜电极，切割成长，宽左右的条状后将其弯折成一边长左右，另一边长左右的电极支架，并在两端离端面处钻出的螺钉孔备用。 ．自制物理实验教具案例 图 7-1-67 （1） （2） （3） （4） （5） （6） （） 在每个饮料瓶盖上密封线内钻个孔，其中两个孔用螺钉将电极、焊片固定在一起，一个用于穿签字笔芯用作型压力计连通孔。为了防止漏气可在螺钉及笔芯与瓶盖连接处用粘结剂密封。 （）型压力计如图所示，将计算机制作的刻度尺贴在仪器面板上后，用或粗的透明饮料管及橡胶管连接瓶盖上签字笔芯并用铁皮将其固定在仪器面板上，并注意让每个压力计的高度器、起始位置均相同。 ．自制物理实验教具案例 实验方法 （）用注射器给每个压力计注入毫升左右带有颜色的水，并注意使每个压力计内的液柱高度及起始点均相同。 （） 将放气螺钉旋入瓶颈上的放气孔，必要时可在螺钉上涂抹一点密封脂防止漏气。 （） 用导线连通电极及接线柱，用一可调范围在伏的直流稳压电源作为工作电源或在仪器背面设置一类似图所示电路原理的简易自制稳压电源做工作电源。 （）如图（）所示，当电热丝，和串联时，电阻 但电流相同，此时应有 ，当接通电路时可看到装有和两个电阻丝的压力计液柱上升的高度基本相同。而装有电阻丝的压力计液柱高度只有一半左右。（图所示） ．自制物理实验教具案例 R1 R2 ( R2= R3 R1 ) R3 E K R2 R3 R4 E K ( R2= R3 = R4 ) (b) 图 7-1-68 图 7-1-69 （）如图（）所示，当电热丝与并联后再和串联时，虽然、但，此时应有，接通电路时可看到瓶的液柱比瓶的液柱高。（图所示） ．自制物理实验