1、1高中物理演示实验仪器的创新设计广东省增城市华侨中学物理科组 陈桥东摘要: 生动的实验演示能极大的激发学生学习物理兴趣,能让学生感受到生活中处处有物理，物理和生活是紧密相连的，能极大地激发学生的探究兴趣和创新力。关键词：实验仪器创新设计用现有的牛顿管研究空气阻力对运动的影响时，有以下几个不好的地方：一是因为电磁铁需要直流电源只能站在讲台上演示，后面的同学看不清楚，效果不理想。二是有时铁片压着羽毛一块下来，实验失败。三是铁片和羽毛太小可视性不好。为了解决这些问题，对实验仪器进行改进。一、创新设计演示实验仪器之一 “新型牛顿管”（一）制作过程：1、材料准备（1）永久磁铁，其作用是吸住羽毛和铁片，用
2、废喇叭后面的磁铁代替，或用蹄形磁铁代替，磁铁的来源问题不大。(2)固定铁环，其作用是固定两只玻璃管，五金店有卖，几元钱一个，大小可以调，要比两只玻璃管的内径相当。还要准备橡胶垫，橡胶垫可以用旧的单车内胎代替，其作用是防滑。(3)透明玻璃管，其长度大约为 1 米，直径约为 4 厘米，玻璃厚度约 1.5毫米。此材料市场较难找，可以用紫外线灯管代替。(4)铁片和羽毛，铁片很容易找，月饼盒或奶粉罐剪一小块下来即可。羽毛去菜市场卖鸡的地方找，最好是公鸡后面的毛。羽毛要用剪刀进行裁剪，比玻璃管稍小，中间要插入铁丝，以便被磁铁吸引。(5)密封物质，其用环 氧 树 脂 ， 化 工 材 料 店 有 卖 。(6)
3、空 气 阀 门 开 关 ， 其可 以 用 煤 气 直 通 开 关 代 替 ， 五 金 店 有 卖 。(7)三 通 联 通 器 ， 其可 以 用 煤 气 三 通 代 替 ， 五 金 店 有 卖 。2（8）胶管，其作用是联通开关和三通，可以用煤气管代替。设计原理图（1）2、制作羽毛和铁片分别放入两条玻璃管，用环 氧 树 脂 粘 住 玻 璃 管 和 空 气 阀 门开 关 ， 待 密 封 物 质 干 后 用 固定铁环和橡胶垫固定两条玻璃管，最后用胶管连接三通和两个阀门即可。电磁铁改为永久磁铁，磁铁和牛顿管一块拿着到课室后面去表演。单管用双管代替，铁片和羽毛各放一条管。双管要联通，方便抽气。铁片和羽毛永
4、久磁铁固定铁环有底透明玻璃管铁片羽毛密封物质空气阀门开关三通连通器固定铁环3可做大一点，羽毛可以涂上颜色，这样可以增加可视性简单明了的器材和明显的现象，才能突出所要观察的实验现象，降低无关因素的干扰，提高实验的效果。二、创新设计演示实验仪器之二魔术筒（楞次定律的应用）学生以前学过，两个形状和重量差不多的物体从同一高度自由下落，时间应该是相同的。但是这两个球的下落时间是不同的。这个实验仪器用来上楞次定律时作为引入，引起学生的好奇心和兴趣。设计原理图如下：（一）制作过程：1、材料准备（1）磁性小球，用废喇叭后面的磁铁代替，但要加工成球形。（2） 非磁性小球，用铝或石头做。（3） 线圈，可以用直径为
5、 0.5 毫米的漆包铜线，旧变压器的铜线也可以。（4） 透明塑料桶 2 个，可以用厚度为 1.5 毫米的透明塑料板卷起直径为 3 厘米，长为 1 米的塑料桶磁性小球非磁性小球线圈首尾接通无底透明塑料桶4（5） 透明胶带2、 制作（1）磁性小球的制作，用砂轮切割用废喇叭后面的磁铁，再打磨成球形状，其直径约为 3.5 厘米。(2)非磁性小球的制作，可以用河卵石代替(3)透明塑料桶的制作，把漆包线饶在透明塑料桶，每圈的间距约为0.4 厘米，要用透明胶带把线固定在透明塑料桶上。一只桶的线圈首尾接通，另一只也接通。3、 使用方法将两小球从同一高度静止下落，让同学观察两小球经过透明塑料桶的快慢情况，让学生
6、思考：为什么有一个会下落慢一些？(二） 实验原理有磁性的小球经过闭合线圈时，会引起闭合线圈磁通量的变化，闭合线圈磁通量的变化会产生感应电流，感应电流会产生磁场，这个磁场会阻碍磁性的小球的下落，所以磁性小球下落会慢一些。非磁性小球不会引起闭合线圈磁通量的变化，不会受到磁场的阻碍力，所以下落块。三、创新设计演示实验仪器之三简易电磁波接收演示器我们在讲电磁波的发射与接收时可以用高压感应产生火花放电，火花放电产生电磁波，然后用简易电磁波接收器进行电磁波接收演示，学生很有兴趣，因为学生自己也能做电磁波接收演示器，效果很好。其设计原理图如下：5（一）制作过程：1、材料准备（1）小氖泡，去五金店买一只验电笔
7、，把里面的小氖泡拆出。（2）导线，用直径为 1 毫米的铜线约 15 厘米长。（3） 电烙铁、锡焊，五金店有卖（4） 矿泉水瓶子，废的矿泉水瓶子，瓶子的内径大于易拉罐的。（5） 易拉罐，废的易拉罐，容积约为 300 毫升。2、制作（1） 小氖泡的制作，去五金店买一只验电笔，把里面的小氖泡拆出。由于两只脚太短，需要用铜线和焊锡加长，焊点处用废旧圆珠笔心套住，并用 AB 胶固定氖泡。（2） 废的矿泉水瓶子的利用，把废的矿泉水瓶子从中间剪断，用矿泉水瓶子的下端，其高度与易拉罐相当。（3） 易拉罐与铜线的连接，铜线与易拉罐的连接处先要用沙布磨去小氖泡导线锡焊点矿泉水瓶子易拉罐6氧化层，再用电烙铁和焊锡把
8、它们焊住。3、 使用方法（1）把易拉罐分别矿泉水瓶。（2）把整个装置靠近高压火花放电处，氖泡发出红红的光。如下图所示，4、 实验原理火花放电在空间形成电磁波，电磁波被装置接收，氖泡发光。基础教育课程改革呼唤创新，教师要由课程规范的复制者变为新课程的创造者，而物理课程的创新重点就在实验的开发与创新设计上，首先要突破教材、课堂的限制，尽一切可能地开发与设计新的实验；其次要从“教实验”转变为“用实验教”，充分发挥实验的教育功能，尝试用探究的方法进行实验教学，培养学生的实践能力与创新精神。通过以上装置，能使教学设备简单实用化，通过利用日常生活中的用品进行实验设计，贴近学生的实际生活，带动了学生一起开展实验创新，提高学生动手动脑能力，实现素质教育。参考资料： 1基础教育课程改革与教师角色创新 番涌 人民教育2002 9 2 普通高中物理课程标准（实验稿） 人民教育出版社
