自制简易滴水起电演示仪

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  摘 要:利用日常物品自制教具,可定性演示滴水起电现象,实验现象新奇,实验效果明显,能够激发学生学习物理的兴趣.
  关键词:滴水起电;易拉罐;塑料瓶;乒乓球;自制教具
  中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1008-4134(2021)09-0046-02
  基金项目:甘肃省教育科学“十三五”规划2019年度立项课题“开发低成本自制教具及实验,助力落实物理核心素养”(项目编号:GS[2019]GHB1644).
  作者简介:王修权(1981-),男,甘肃临兆人,本科,中学一级教师,研究方向:中学物理教学.
  新课标对“静电场”教学的要求是:通过实验,了解静电现象.活动建议是:通过观察、查阅资料等方式,了解并分析电容器应用的实例,撰写研究报告.鉴于此,笔者通过多方面查找资料发现滴水起电是一个很好的学生研究课题,但是成品滴水起电机的价格比较高,不利于学生研究.物理教育家朱正元先生提倡“坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”,笔者和学生利用生活中的“瓶瓶罐罐”做了一个简易的滴水起电演示仪,实验效果明显.在教具制作的过程中既培养了学生的科学素养,又提高了学生的实验探究能力.
  1 制作材料
  木板、输液管、易拉罐、塑料瓶、导线、乒乓球、磁铁、铝片等.
  2 制作过程
  2.1 制作支架
  如图1所示,利用木板做一高约80cm、宽约25cm的长方形支架,固定在一木板底座上.在离底座约35cm处固定一窄木板(和支架条宽度相同),在距窄木板两端约10cm处各打一圆孔(用于固定滴管).在离底座约25cm处固定两段长约7cm的窄木板(用于固定易拉罐).
  2.2 制作可控滴水装置
  如图2所示,在一塑料桶底部打一小孔,将输液器的滴斗一端用胶与小孔粘合,滴斗另一端用胶密封,在两侧适当位置各开一小孔,截取适当长度软管两截,分别与小孔粘合.将流量调节器套在两软管上.
  2.3 制作静电球
  如图3所示,将一乒乓球用铅笔芯尽可能涂黑,然后在一直径的两端打两小孔,将一细绳穿过两小孔(细绳一端打结).
  2.4 制作储电装置和盛水器
  用两个截取顶部和底部的易拉罐作为储电装置,将两个大罐饮料瓶上部截去作為储水器.
  2.5 组装
  如图4所示,将两磁铁固定于窄木条两端,将两导线固定于易拉罐适当位置(注意刮去导线接触处易拉罐表面的漆),两导线另一端分别连接一块适当大小的铝片.在易拉罐内部适当位置放置一磁铁,用两磁铁块将易拉罐固定(注意要将两异名磁极相对),将静电球悬挂于两易拉罐之间.将两塑料硬管插入窄木板圆孔内,根据易拉罐管口位置调节好塑料管下端位置并固定两塑料管.将可控滴水瓶悬挂于支架横梁上,并将两软管末端插入相应硬塑料管内.将两盛水器放在易拉罐正下方,最后将两导线连同铝箔放入对方盛水器内.
  3 实验演示
  如图4所示,在可控滴水瓶中装满水,调节流量调节器,当把水调到适当流量时,过一段时间,轻推一下静电球就会发现,在水向下滴落的过程中,静电球就会持续不断地在易拉罐之间来回碰撞,实验现象明显.
  4 器材优点
  首先,器材的主要元件是木板、易拉罐、饮料瓶、乒乓球,很容易找到.低成本实验仪器及演示实验始终是物理教学所追求的;其次,现象明显易操作;再次,本教具用两块磁铁固定易拉罐,调节更换易拉罐非常方便.
  5 注意事项
  (1)易拉罐尽量要竖直放置,以保证水滴不接触易拉罐内壁.
  (2)易拉罐内侧靠近小球处用小刀刮去表面漆,并打几个小孔.
  (3)尽量轻搬轻放,防止损坏易拉罐和可控滴水装置.
  (收稿日期:2021-01-28)
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