滑动变阻器原理说明器
滑动变阻器的原理和使用方法,是初三物理教学中的难点。而本教具能够降低教学难度,有利于学生掌握变阻器的原理和使用方法。它的基本原理是把十九只小电珠串入变阻器的各部分,通过灯泡发亮显示变阻器使用部分及电流通过的路径。移动滑片,发光灯泡的数量和亮度的变化,显示出电阻线长度的增减和电阻的增减。
【制作方法】
1.模拟线圈的制作:把14个小灯座串联成一串,在灯座串两端各焊接一条长8厘米,直径为0.5毫米的漆包线。焊接后灯座串的总长度为19厘米(见图17.6-1)。
取一段长25.5厘米、直径为5厘米的木棒,在木棒的中间凿一条长19厘米、宽1.2厘米、深1.8厘米的槽,把串联灯座放入槽内,引出所有导线用石蜡把灯座固定。取一片长20厘米,宽17厘米,厚2毫米的橡胶片,在橡胶片上画上模拟线圈,再用直径11毫米的打孔器打14个与木棒上的小灯座相对应的孔,使这些孔穿过对应的小灯座后,把橡胶片包在木棒上,将灯座串两端的引线从橡胶片两侧引出,把另外14根导线从橡胶片的接缝处引出(接缝可在灯座的同侧,也可在其反面),在接缝处把橡胶片钉在木棒上,如图17.6-2所示。取一条长20厘米,宽1厘米的敷铜板,在敷铜板的两端和中间钻三个直径1毫米的孔,用小针把敷铜板钉在橡胶片的接缝上,但要将14根导线引出。在相邻的灯座中线处,把敷铜板铜片锯断,共锯成14块。把14根导线依次焊接在这14块铜片上。
2.制作变阻器支架:取一块厚1.6厘米的塑料板,按图17.6-2的尺寸做两个支架。再按图上的位置在支架上钻孔,其中a、b孔的直径为1.1厘米,深1.9厘米,C孔和D孔先用直径8毫米的钻头钻8毫米深,再用直径4毫米的钻头钻8毫米深,d、e、F、G孔的直径为4毫米、深为1.6厘米(在右支架上与左支架的d、e、F、G对应位置也钻直径为4毫米、深为1.6厘米的孔)。a孔与e孔相通,b孔与下孔相通。
取4个小灯座,在每个灯座上焊两根长3厘米、直径0.5毫米漆包线,4个灯座分别装入两个支架的a,b孔内,a孔中灯座的两根导线都从e孔的外端引出,b孔中灯座的两根导线分别从F孔的两端引出。在左右两支架的G孔分别装上接线螺钉A和B。
3.制作滑杆:取一根长27厘米,直径为8毫米的铜管,在其两端各焊一根长3.5厘米,直径4毫米铜螺钉(见图17.6-3)。按图17.6-3中的尺寸,把螺钉两端锉成直径为1.5毫米的圆柱。取两根长2厘米,直径1.5毫米的绝缘管,分别把它们套在两端的铜柱上。再用厚0.4毫米的铜片做两根长2厘米的铜管,把铜管紧紧套在绝缘管上,使铜管与铜螺钉绝缘。
4.制作滑块:用厚1.6厘米的塑料板按图17.6-2的尺寸加工成长方体。参照学校中的50欧滑动变阻器的滑块制作。在滑块的中间沿滑块长度方向钻一个直径8毫米的透孔(穿滑杆用),再在滑块侧面中间沿滑块宽度的方向钻一个直径1.1厘米、深2.4厘米的孔(见图17.6-2),将一只小灯座按图17.6-4加工。装入这个孔内,并使弯曲铜片能与滑杆接触良好。滑片p,与滑杆间垫一层绝缘片,使滑杆与滑片绝缘。最后,用一根导线将小灯座的螺口部分与滑片接通。
5.组装:把滑杆两端插入两个支架的C孔、D孔内。用大木螺钉从两支架的d孔把两支架固定在木棒上,而且要使滑片与敷铜板接触良好。利用螺母和滑杆两端的铜螺钉把滑杆固定在左右两支架上。把两个e孔灯座从e孔引出的一根导线压在螺母下和滑杆接通,另一根导线焊在绝缘管外的铜管上。再把两个b孔灯座从F孔外端引出的导线分别接在接线螺钉A、B上,从F孔内端引出的导线分别接在灯座串的两端。最后把19只3.8伏小灯泡装入小灯座内。
【使用方法】
按图17.6-2连接好电路,使电流表的量程为0.5安,电源电压为12~16伏特。
当把C,B接线柱接入电路,闭合开关时,一部分小灯泡发光,显示出了变阻器的工作部分及电流的路径,见图17.6-2a、b及滑片右边画×的灯泡。
把滑片p向左移动,发光的灯泡逐渐增多,灯泡的亮度逐渐变弱,电路中的电流渐渐变小。说明了电流通过的电阻线变长,导体的电阻增大。反之,当滑片向右移动,发光灯泡减少,亮度增加,电路中电流增大,说明电阻线变短,导体的电阻变小。
若把A、B端接入电路,只有C、D、p处的灯泡不亮,下面16只全亮,移动滑片p,灯泡的亮度不发生改变,说明变阻器如此接入电路无变阻作用。
若把C、D两端接入电路,(每只灯泡两端的电压超过5伏特)只有C、D处的灯泡发光,说明变阻器此时是短路接入电路,是不允许这样连接的。
本站提示:本自制教具可辅以“电流定律”部分的物理实验教学。
选自:《初中物理自制教具》
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