錢浩鋒

【摘 要】華師大版科學(xué)八年級下冊第四章第二節(jié)《電路》為了說明導(dǎo)體和絕緣體沒有絕對的界限，選用玻璃做研究對象。在室溫下，普通玻璃是很好的絕緣體，但加熱到紅熱狀態(tài)時會導(dǎo)電，用教材64頁中所示的材料做很難獲得成功。在經(jīng)過一系列改進后，實驗操作簡單，容易完成。

【關(guān)鍵詞】玻璃導(dǎo)電;實驗改進

室溫下，普通玻璃是很好的絕緣體。華師大版教材八年級下冊第四章第二節(jié)常用電器的教學(xué)中要求學(xué)生知道一定條件下絕緣體會轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體。

一、對于實驗的困惑：

困惑1：根據(jù)教材內(nèi)容，取一白熾燈燈泡，敲破玻璃取燈芯部分，組裝成類似書本的裝置，用酒精燈加熱（圖1），灼燒15分鐘后仍未發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光。重復(fù)上述實驗，小燈泡仍不發(fā)光。

困惑2：在以往的教學(xué)中，這個演示實驗的開展也做過一些改進，將電源換成220V的交流電，小燈泡換成220V15W左右的白熾燈（圖2），效果也不錯。在網(wǎng)絡(luò)上也能找到很多這樣改進后的實驗。但是220V電壓太高，而且實驗中有部分導(dǎo)線裸露在外，存在比較大的安全隱患。

困惑3：其他器材不變，將酒精燈改成酒精噴燈給燈芯加熱，使小燈泡發(fā)光。但是酒精噴燈的使用過程太過繁瑣，操作不方便。

二、個人思考

針對玻璃在紅熱狀態(tài)能導(dǎo)電的這一實驗事實，我進行了一些思考：玻璃要達到紅熱狀態(tài)，必須要溫度很高的熱源進行加熱;另外常溫下普通玻璃電阻很大，加熱過程中，電阻有一個逐漸下降過程，而課堂上又不能花大量的時間去等，因此需要一個在弱電流下能發(fā)光的物體。因為沒發(fā)現(xiàn)合適的器材，也就一直用220V的電壓，小心翼翼地做著這個實驗。

三、實驗改進

1.初步設(shè)計

第一次做了一個很簡單的裝置，將燈芯掛在兩條銅絲上，用丁烷噴槍加熱。在實驗開始前，先簡單的測了兩種小燈在1.5伏電壓下發(fā)光時的電流，分別是：普通小燈0.44A，LED小燈0.051A。

為了達到更好的實驗效果，重新制作了一個實驗臺。同時考慮到白熾燈逐步被淘汰，在加熱的材料上也試著用普通的玻璃管代替白熾燈的燈芯。使用時，將兩根粗銅線分別插入玻璃管中，中間留少量空隙（避免短路），擱在同樣用粗銅絲做成的架子上，（如圖3）

2.逐步完善

在仔細觀察了實驗裝置后做了分析改進：銅絲擱在粗銅絲架子上，接觸電阻太大。于是將銅絲架子改成鱷魚夾并且在導(dǎo)線連接處用錫焊焊住。將LED燈珠改為LED燈片。加熱材料盡量跟教材一致，采用白熾燈的燈芯。

經(jīng)過上述改動后，與教材中的實驗相比主要有以下變化，并測得一組發(fā)光時的電流值，見下表：

①發(fā)光物，換成LED燈片。普通小燈泡正常發(fā)光的電流是0.3A，即使發(fā)出微弱的光，測得其電流0.1657A左右;LED燈片發(fā)光時的電流可以小到0.0042A，（圖4）兩者相差巨大。

②適當(dāng)提高電壓（6V）。但仍控制在安全電壓之內(nèi)。加熱改用丁烷噴槍?；鹧鏈囟瓤蛇_1100℃左右（數(shù)據(jù)來源百度百科，氣焊槍）比酒精燈高出很多。

完成這些改進后，用新的裝置（圖5）實驗的成功率達到100%，而且速度也比較快，一般加熱30秒左右就能見到LED小燈發(fā)光，但是燈芯的變形還是很嚴重。

3.進一步探究

為解決燈芯容易熔化變形，以及白熾燈逐步退出市場的問題，再次試著用玻璃管代替白熾燈的燈芯做這個實驗。將內(nèi)徑2.4毫米左右的薄壁玻璃管，切成2-3厘米長的一段，兩頭插入銅絲，銅絲之間留出2-3毫米的間隙，固定在鱷魚夾上夾緊。用

丁烷噴槍加熱30秒左右，LED燈片發(fā)光（圖6）。玻璃管可以重復(fù)使用2次，插入玻璃管中的銅絲可以重復(fù)使用，只需在每次使用前用沙皮打磨。

四、實驗改進的啟示

啟示一：實驗的改進需要用心觀察留意日常生活

啟示二：實驗改進不一定是大成本大制作

啟示三：關(guān)注科技型產(chǎn)品為我所用

【參考文獻】

[1]何新勝.如何做好“玻璃導(dǎo)電”演示實驗;物理教學(xué)探討;2002年

[2]馮朝駿、董衛(wèi)中.演示玻璃導(dǎo)電實驗的做法;湖北中小學(xué)實驗室;2000年

（作者單位：浙江省寧波市江北區(qū)育才實驗學(xué)校）