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        以舊換新推陳出新
        ——以“水力發(fā)電演示器的制作”為例

        2016-10-25 02:26:40王秀玲吳小兵
        物理通報(bào) 2016年7期
        關(guān)鍵詞:水力發(fā)電水輪水槽

        王秀玲 吳小兵

        (灌南縣初級(jí)中學(xué) 江蘇 連云港 222500)

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        以舊換新推陳出新
        ——以“水力發(fā)電演示器的制作”為例

        王秀玲吳小兵

        (灌南縣初級(jí)中學(xué)江蘇 連云港222500)

        實(shí)驗(yàn)室器材更新?lián)Q代,如何使瀕于淘汰的老舊破損器材發(fā)揮余熱,通過老式的水輪機(jī)與微風(fēng)扇的組合,達(dá)到以舊換新,推陳出新的效果.在開發(fā)課程資源的同時(shí),提升教師專業(yè)素養(yǎng)與學(xué)生創(chuàng)新能力.

        以舊換新推陳出新水力發(fā)電演示器水輪機(jī)

        隨著教育經(jīng)費(fèi)投入加大,學(xué)校經(jīng)常會(huì)添置一些新的器材,一些老舊破損器材逐步被淘汰而被閑置在倉庫.一線的教師其實(shí)都有這樣的體會(huì):新的教具,融入了一些新的設(shè)計(jì)思想,操作簡單,現(xiàn)象明顯,但是質(zhì)量欠佳,使用年限短,而老舊器材,質(zhì)量好,耐用性強(qiáng).有些器材,因?yàn)榻滩膬?nèi)容刪減的原因,即使器材質(zhì)量很好,也很少有人問津.在喜歡做教具教師的眼里,放置老舊器材的倉庫實(shí)在是塊寶地.他們總能從這些老舊破損器材中發(fā)現(xiàn)寶貝,通過對(duì)這些器材的局部的取舍、改進(jìn)和整合,制作出一些新的教具,達(dá)到以舊換新、推陳出新的效果.

        下面結(jié)合實(shí)例,以學(xué)校老舊的水輪機(jī)為例,談?wù)勊Πl(fā)電演示器的制作.

        1 水力發(fā)電演示器的制作

        1.1水輪機(jī)的制作說明

        如圖1,是學(xué)校實(shí)驗(yàn)室里的老舊的水輪機(jī)裝置整體圖.如圖2,是水輪機(jī)的水箱側(cè)面圖.水箱是用長11.5 cm,寬10.1 cm,高23.5 cm鐵皮制作而成.在側(cè)面距底面6 cm處開一個(gè)3 cm×1 cm的長方形小孔,焊接導(dǎo)流口,便于水的流出.導(dǎo)流口向外延伸過程中,寬度適當(dāng)減?。鐖D3,在出水口的內(nèi)側(cè),制作一個(gè)凹槽,用鐵皮作為插銷,可以通過提起插銷的高度來控制出水口水流的大小.此儲(chǔ)水箱也可以用側(cè)面開孔的大可樂瓶來代替,但水流穩(wěn)定性較差.

        圖1 老舊水輪機(jī)整體圖

        圖2 水箱側(cè)面圖

        圖3 水箱俯視圖

        如圖4,水槽長寬高為38 cm×11 cm×9 cm.在水平方向距出水口12 cm處做一個(gè)凹槽支架,凹槽內(nèi)表面要打磨光滑,便于減小水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦.如圖1所示,方形支架長寬高為15 cm×10 cm×28 cm.如圖5,是轉(zhuǎn)動(dòng)的水輪.圓形水輪的內(nèi)徑為15 cm,外徑為20 cm,轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸長12 cm.如圖6,水輪寬度為3 cm,內(nèi)徑15 cm處用薄鐵皮封閉,每隔2.5 cm,用一個(gè)略彎曲的薄鐵皮焊接,便于水流沖擊使其轉(zhuǎn)動(dòng).

        圖4 水槽

        圖5 水輪

        圖6 水輪放大圖

        1.2微風(fēng)扇的處理

        如圖7,取一個(gè)微風(fēng)扇,將其主軸部分截去一段,留下約5 cm的長度.導(dǎo)線從電機(jī)處留出5 cm的長度,用防水膠布粘好,防止演示時(shí)水進(jìn)入電機(jī)內(nèi).將原來的塑料蓋正對(duì)面分別鉆出兩個(gè)小孔,二極管的兩個(gè)引線穿過.兩個(gè)二極管并聯(lián),并與微風(fēng)扇的兩個(gè)線頭連接.連接時(shí)注意二極管的極性,保證發(fā)電時(shí)兩個(gè)二極管交替發(fā)光.

        圖7 微風(fēng)扇處理

        1.3兩個(gè)主軸的連接

        做一個(gè)長2.6 cm,直徑1.6 cm的圓柱形塑料連接,用于連接微風(fēng)扇與水輪機(jī)的主軸.如圖8,左側(cè)開孔的直徑由微風(fēng)扇的主軸直徑?jīng)Q定,右側(cè)開孔的直徑由水輪機(jī)的主軸直徑?jīng)Q定.當(dāng)兩個(gè)主軸插入塑料連接時(shí),在塑料連接垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的方向打入兩個(gè)細(xì)孔,并以廢棄天平橫梁的平衡螺母(連帶螺絲)穿過固定.

        圖8 塑料連接

        1.4制作水輪機(jī)支架

        圖9 制作的水輪機(jī)支架

        為了便于水輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn),還需要制作一個(gè)支架.如圖9,整體由2.5 cm×2.5 cm不銹鋼方管組成.底座大小為40 cm×30 cm.豎桿高16 cm,在左右兩側(cè)距底座6.5 cm和7 cm的豎桿處各焊接一個(gè)長為

        16 cm的橫桿,便于放置水槽.右側(cè)的橫桿位置稍高1~2 cm,是便于水槽內(nèi)的水流出.在豎桿對(duì)面的底座上焊接一根寬1.6 cm,高17 cm的扁鐵,上端開一個(gè)小孔,孔的直徑與固定微風(fēng)扇扇葉的螺絲相匹配,用于固定微風(fēng)扇.

        2 水力發(fā)電的演示

        在各種配件完成制作后,就可以對(duì)配件進(jìn)行組裝與調(diào)試,如圖10所示.

        圖10 改造完成后的演示儀器

        將儲(chǔ)水箱的插銷按至底部,并向儲(chǔ)水箱內(nèi)倒入一定量的水.提起插銷,控制水流大小,沖擊水輪機(jī)的水輪,帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng),可以觀察到二極管交替發(fā)光.

        上面通過以學(xué)校老舊的水輪機(jī)和微風(fēng)扇組合,達(dá)到以舊換新,推陳出新的效果.以舊換新,推陳出新具有重要的意義.第一,通過這一方式,可以充分利用老舊破損器材,變廢為寶,變舊為新,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)資源的重組與開發(fā),豐富課程資源;第二,通過這一方式,潛移默化中就提高教師自身的實(shí)驗(yàn)技能,提升自身的專業(yè)素養(yǎng);第三,通過這一方式,利用身邊的物品進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn),還可以使學(xué)生真切的感受到物理就在身邊,創(chuàng)新就在身邊,有利于增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力.

        2016-02-12)

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