黃監(jiān)

(成都七中 四川 成都 610041)

龐艷紅 林杰

(東北師范大學(xué) 吉林 長(zhǎng)春 130024)

在人教版教材《選修3-2》第六章第二節(jié)中介紹了一些常見傳感器，其中就有電子秤.但是這里提到的主要原理是壓力使得應(yīng)變片發(fā)生形變，從而引起一個(gè)電壓差，由于應(yīng)變片的形變量與壓力是一個(gè)比較復(fù)雜的對(duì)應(yīng)關(guān)系，學(xué)生只能定性地分析其傳感原理.筆者一直在思考能不能制作一個(gè)傳感器，能夠定量地研究其傳感原理，從而凸顯知識(shí)的應(yīng)用性.于是想到了傳統(tǒng)的電磁力平衡原理的電子天平，它用到的大多數(shù)原理都屬于中學(xué)物理的內(nèi)容.本文通過讓學(xué)生體會(huì)簡(jiǎn)易電子天平的制作過程，加深其對(duì)杠桿、電路、安培力、輻向磁場(chǎng)、線性對(duì)應(yīng)關(guān)系等知識(shí)的理解與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的對(duì)接.

1 制作所需材料

廢舊鐵盒1個(gè)(用作載物盤)，用天平準(zhǔn)確測(cè)出其質(zhì)量m1.廢棄喇叭中的“山”字形磁鐵1個(gè)，它能產(chǎn)生如圖1所示的勻強(qiáng)輻向磁場(chǎng).塑料管1根，在其上繞制一定的線圈并使總質(zhì)量為m2(m1=m2).電源，導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器，電流表，硬質(zhì)塑料條等.

圖1

2 制作過程

圖2

3 測(cè)量原理及過程

該天平的基本原理在于利用安培力與電流的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及安培力與待測(cè)重物重力的平衡，從而利用電流表讀數(shù)來表示重物質(zhì)量，電路圖如圖2.

操作步驟：(1)將R1的滑動(dòng)觸頭滑至最左端，閉合開關(guān)S1,S2;利用機(jī)械調(diào)平螺母A調(diào)節(jié)天平平衡,即紅綠燈皆熄滅的狀態(tài).

在課程改革的今天，物理教學(xué)越來越重視實(shí)用性和生活化.特別是傳感器的內(nèi)容進(jìn)入中學(xué)物理之后，各種情境式實(shí)驗(yàn)題在高考中更是層出不窮.其目的正是考查學(xué)生理論與實(shí)踐的結(jié)合能力、動(dòng)手能力，真正體現(xiàn)物理的實(shí)用性.這樣的制作過程旨在提高學(xué)生的實(shí)踐探究能力，加強(qiáng)知識(shí)的應(yīng)用，提升學(xué)習(xí)興趣，使得傳感器的教學(xué)“有血有肉”.同時(shí)，也可將本實(shí)驗(yàn)與電表改裝等知識(shí)相結(jié)合，讓學(xué)生自制表盤從而直接讀取質(zhì)量.另外，還可以達(dá)到強(qiáng)化對(duì)物理儀器上常用到的線性對(duì)應(yīng)和轉(zhuǎn)化思想的理解的目的，在此筆者不贅述.