吳軍
《金屬熱脹冷縮嗎》一課,教材中設(shè)計(jì)了用一段30 cm左右長(zhǎng)的鋼條做一個(gè)橋的模型,然后給“橋”(鋼條)加熱,觀察鋼條的伸長(zhǎng)情況(如圖1)。學(xué)生在實(shí)際操作中,往往會(huì)遇到一些問(wèn)題:金屬棒受熱不能推倒大頭針,現(xiàn)象不明顯;右邊的大頭針不能釘?shù)锰喂?,也不能太松,學(xué)生很難把握好分寸;實(shí)驗(yàn)花費(fèi)的時(shí)間比較長(zhǎng),效率比較低。
實(shí)驗(yàn)制作及方法
1.利用三極管放大電流的作用,設(shè)計(jì)一個(gè)用很小的電流就能點(diǎn)亮二極管的電路(如圖2)。
2.把電路安裝到一個(gè)支架上(參見(jiàn)圖3)。
3.連接電路,電路不通,發(fā)光二極管沒(méi)有發(fā)光(如圖3)。用酒精燈加熱鋅棒,使它受熱膨脹接觸到金屬片,連通電路,發(fā)光二極管發(fā)光。移開(kāi)酒精燈,鋅棒冷卻變短,電路又?jǐn)嚅_(kāi),發(fā)光二極管熄滅。
實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后,學(xué)生只需要觀察發(fā)光二極管的亮滅即可知道金屬棒的脹與縮,讓觀察更加方便;實(shí)驗(yàn)時(shí)僅需對(duì)金屬棒進(jìn)行加熱,操作也很簡(jiǎn)單;如果距離控制得當(dāng),僅需幾秒鐘,就可點(diǎn)亮發(fā)光二極管,實(shí)驗(yàn)效率高。
實(shí)驗(yàn)拓展
1.檢驗(yàn)液體的熱脹冷縮
將冷鹽水注入燒瓶,使液面與導(dǎo)線保持很小的距離(如圖4)。將燒瓶放入帶有水龍頭的水槽里(如圖5),連接好電路后,倒入熱水。燒瓶中的冷水受熱膨脹,連通電路,發(fā)光二極管發(fā)光。
打開(kāi)水龍頭,放掉水槽中的熱水,倒入冷水,燒瓶中的水遇冷收縮,斷開(kāi)電路,發(fā)光二極管熄滅。以此證明鹽水(4攝氏度以上)的熱脹冷縮。
2.檢驗(yàn)氣體的熱脹冷縮
將檢驗(yàn)空氣熱脹冷縮的裝置(如圖6)接入電路,并浸入熱水中,空氣膨脹,推動(dòng)活塞,連通電路,發(fā)光二極管發(fā)光。
浸入冷水中,空氣收縮,電路斷開(kāi),發(fā)光二極管熄滅。以此證明氣體(空氣)的熱脹冷縮。
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