能的转化演示装置

【制作方法】

装置的外形如图21．3－8所示，主要部件有底座、操作盘、小电机、起重臂、槽1、槽2等。实验中供调换使用的主要附件均做成插件式，如图21．3－9所示，操作盘面板布置如图21．3－10。

图21．3－8中的底座尺寸为16×30×0．7厘米3，用木板或五合板制作。起重臂长约100厘米，为了便于携带，可制成两节或三节。重物的质量约60－70克。槽l、槽2的尺寸相同，约6×5厘米2。在槽1、槽2的底面均装上两个弹性铜片，铜片穿过底座并用螺钉固定，其侧面形状见图21．31－1，铜片的下端与电路相连。槽1、槽2的俯视图如图21．3－12所示。

能的转化演示装置的附件制作方法如下：

电池盒：用三合板胶合而成，内部容积正好能放进两个一号电池，盒正面用2毫米有机玻璃板制作，将电池串联后的正负极──弹性铜片分别与电池盒底部两铜片相连，而底部铜片的位置应保证能与糟1上面的两个弹性铜片相接触，底部尺寸与糟1相吻合，图21．3－13为电池盒底部示意图。

灯泡盒：制作方法与电池盒相似，灯泡额定电压为1．2伏或1．5伏。灯座连线分别与底部两铜片相连。

电扇盒：外形与灯泡盒相同，里面装一个131型小电机，转轴穿出盒外，装上风叶，风叶可用薄塑料片剪成，用电吹风加热成型，见图21．3－14。

磁针盒：尺寸与电池盒相同，内装电磁铁，外有小磁针。电磁铁用长约35毫米的螺栓固定在有机玻璃板上作铁心，上面绕直径0．1毫米漆包线，图21．3－15是磁针盒的侧视图。

灯座:底部大小与糟2相吻合，并将灯头与开关接通，固定在底部的两个铜片上，铜片固定位置应与槽2的两个铜片对齐，见图21．3－16。

电子门铃：底部与灯座底部尺寸相同，将电子门铃胶粘在底部之上，电源线与底部的两个铜片相接，见图21．3－17。

串、并联电路演示板：底部尺寸与灯座相同，演示板用1×20厘米2的三合板胶合在底部。图21．3－18为串联电路演示板，小灯泡额定电压为1．5伏。图21．3－19为并联电路演示板，小灯泡额定电压是2．5伏。两个演示板的小灯泡可装在螺丝口小灯座上或直接装在各自由路上，开关选用仪器上常用的小开关，电源线与底部的两个铜片相接。

底座电路如图21．3－20所示，左边元件应与图21．3－10相对应。

【使用方法】

1．演示能的转化

能的转化演示装置可以演示机械能、电能、化学能、光能、内能、声能、磁能等七种能量之间的转化，有助于学生理解能的转化和守恒定律。

（l）将电池盒插入槽1，接通电源，重物被提起。演示：化学能→电能→机械能。

（2）将灯泡盒插入槽1，接通电路。重物下落，小灯泡发光。演示：机械能→电能→内能→光能。

（3）将磁针盒插入槽1接通电路。重物下落，同时拔动换档开关，小磁针转动。演示：机械能→电能→磁能→机械能。

（4）将电扇盒插入槽1，接通电路。重物下落，风扇转动。演示：机械能→电能→机械能。

（5）将电池盒插入槽1，灯座插入槽2。接通电路，小灯泡发光。演示：化学能→电能→内能→光能

（6）把电池盒插入槽1，电子门铃插入槽2，接通电源，音乐响。演示：化学能→电能→声能。

2．定性演示电功与电压、电流、时间的关系

将电池盒插入槽1，用电压表、电流表测出把重物G起吊h高时，小电机两端的电压和电流，同时用停表测出所用时间。改变变阻器阻值，演示数次，通过U、I、t大小的变化，说明电功W=Gh的大小与电压U、电流I，时间t成正比，即：W＝UIt。

3．定性说明电功率公式p=UI

操作同“2”中所述，改变变阻器阻值，通过改变电压和电流的大小，观察重物起落的快慢，说明电功率的大小跟电压U、电流I成正比。

4．实际测量电功和电功率

操作同“2”中所述，测量电压U、电流I和重物上升的时间t，应用公式W＝UIt和p＝UI，求出电功W和电功率p的大小。

5．测定机械效率

操作同“2”中所述，分别测出电压U、电流I、时间t，以及重物所受的重力G和上升的高度h，计算出总功W总＝UIt，有用功W有=Gh。机械效率η＝W有/W总＝Gh/UIt。

本装置还可以演示电流做功、起重机的起落过程、串联电路、并联电路、直流电动机和发电机的可逆性、电动机的启动电流大于工作电流。本装置也可以作为学生分组实验使用。

本装置由福建省宁德一中苏强提供，曾获第二届全国自制教具评比一等奖。

本站提示：本自制教具可辅以“电学”部分的物理实验教学。

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选自：《初中物理自制教具》