王偉超

一、實驗課題名稱

高壓的魔力

二、實驗設(shè)計思路

原理：用高頻振蕩電路在電視機(jī)的高壓包初級線圈上產(chǎn)生互感，而讓次級線圈輸出大約2萬伏的微電流高壓。把高壓輸出線端附近的空氣電離，繼而對地產(chǎn)生高壓放電，形成電弧，而且溫度很高。

三、實驗器材在教材中的作用

在人教版九年級物理第十九章第3節(jié)內(nèi)容里，安全用電原則提出不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體，但只是枯燥文字的說明。為了讓學(xué)生直觀高壓放電現(xiàn)象，易于理解為什么不要靠近高壓輸電線，特設(shè)計了本實驗彌補(bǔ)書本上實驗的空白。通過實驗現(xiàn)象產(chǎn)生強(qiáng)烈的視覺效果，讓學(xué)生更明確不安全用電的危害性。

四、實驗器材

銅板，電視機(jī)高壓包，高頻振蕩器，導(dǎo)軌，電極2支，24V15A開關(guān)電源，木箱，散熱小風(fēng)扇，高壓滅弧劑，控制開關(guān)，導(dǎo)線等

五、實驗原型及不足之處

傳統(tǒng)的實驗方法是用手搖起電機(jī)產(chǎn)生高壓電弧，但器材容易受空氣濕度和機(jī)械故障等影響，成功率不好把握。產(chǎn)生的電弧很細(xì)很短，稍遠(yuǎn)的同學(xué)很難看清楚，且演示單一，學(xué)生易失去關(guān)注度。

六、實驗創(chuàng)新與改進(jìn)之處

1.高壓輸出銅板周圍有強(qiáng)大的電離場，當(dāng)公地電極接近銅板時會產(chǎn)生高溫電弧，可以拉長至6～8cm，還可以點燃紙條，現(xiàn)象非常明顯，直觀高壓放電現(xiàn)象。

2.模擬人靠近高壓會有危險。把熒光燈靠近高壓銅板，會看到熒光燈被電離的電場導(dǎo)通而發(fā)光，借此來警示不要靠近高壓帶電體。

3.還可以利用測電筆體會電弧觸電，用筆尖去靠近高壓帶電銅板，筆尖無需接觸高壓銅板，即可發(fā)現(xiàn)測電筆的氖泡被通電點亮。

4. 分別利用尖端電極和圓球電極來模擬避雷針和建筑物，通過改變金屬尖端和圓球到高壓銅板間的距離來比較放電現(xiàn)象，從而更好認(rèn)知避雷針的作用以及設(shè)計和安裝要求。

七、實驗操作步驟

從高頻振蕩電路接入12或24V的穩(wěn)壓電源，這時高壓輸出端可以輸出高壓（不能觸摸），把高壓包的地線慢慢靠近高壓輸出端，當(dāng)靠近至1～2cm的時候就可以產(chǎn)出電弧，產(chǎn)生電弧后可以適當(dāng)拉長電弧的距離，讓放電現(xiàn)象更震撼，易于觀看。可以放一張紙在兩個電極中間，紙張馬上燃燒起來，也可以在高壓銅板邊放置熒光燈或測電筆，增加多樣性現(xiàn)象。

模擬避雷針工作時，先把尖端和圓球兩個電極都放置離高壓銅板1cm左右，通電看到是尖端電極導(dǎo)通電弧，然后把尖端電極慢慢往后移動至4～6cm左右，會發(fā)現(xiàn)電弧轉(zhuǎn)移到圓球電極導(dǎo)通。所以可以很好解說為什么避雷針要設(shè)計尖端并安裝比建筑物要更高。

注意：高壓銅板工作時絕不能直接觸摸，拉電弧時會產(chǎn)生高溫，每次電弧放電連續(xù)工作不要超過20秒，整體演示不要超過5分鐘。

八、實驗效果

讓學(xué)生直觀高壓電離放電現(xiàn)象，產(chǎn)生強(qiáng)烈的視覺效果，彌補(bǔ)書本上只是枯燥文字的說明，也更易理解為什么不要靠近高壓輸電線，增強(qiáng)安全用電意識。如果生活中發(fā)生高壓觸電是非常危險的（包括雷電），通過這個高壓電弧放電讓學(xué)生更直觀更明確知道這個危害，并了解到避雷針的知識。

九、自我評價

該實驗裝置比感應(yīng)式手搖起電機(jī)更容易產(chǎn)生電弧，且電弧更強(qiáng)更長，還可以點燃紙條，使熒光燈發(fā)光，把試電筆通電發(fā)光，現(xiàn)象明顯，具有多變性，效果新穎。并能模擬避雷針的工作過程，填補(bǔ)書上的空白實驗，有助學(xué)生更好認(rèn)識高壓觸電的危害。但實驗器材具有一定的高壓危險性，使用過程要向?qū)W生說明清楚，避免學(xué)生觸電意外發(fā)生。

（江門市江海區(qū)禮樂中學(xué)，廣東 江門 529060）endprint