初中物理改进与创新实验设计方案 王伟超一、实验课题名称高压的魔力二、实验设计思路原理:用高频振荡电路在电视机的高压包初级线圈上产生互感,而让次级线圈输出大约2万伏的微电流高压把高压输出线端附近的空气电离,继而对地产生高压放电,形成电弧,而且温度很高三、实验器材在教材中的作用在人教版九年级物理第十九章第3节内容里,安全用电原则提出不接触低压带电体,不靠近高压带电体,但只是枯燥文字的说明为了让学生直观高压放电现象,易于理解为什么不要靠近高压输电线,特设计了本实验弥补书本上实验的空白通过实验现象产生强烈的视觉效果,让学生更明确不安全用电的危害性四、实验器材铜板,电视机高压包,高频振荡器,导轨,电极2支,24V15A开关电源,木箱,散热小风扇,高压灭弧剂,控制开关,导线等五、实验原型及不足之处传统的实验方法是用手摇起电机产生高压电弧,但器材容易受空气湿度和机械故障等影响,成功率不好把握产生的电弧很细很短,稍远的同学很难看清楚,且演示单一,学生易失去关注度六、实验创新与改进之处1.高压输出铜板周围有强大的电离场,当公地电极接近铜板时会产生高温电弧,可以拉长至6~8cm,还可以点燃纸条,现象非常明显,直观高压放电现象。
2.模拟人靠近高压会有危险把荧光灯靠近高压铜板,会看到荧光灯被电离的电场导通而发光,借此来警示不要靠近高压带电体3.还可以利用测电笔体会电弧触电,用笔尖去靠近高压带电铜板,笔尖无需接触高压铜板,即可发现测电笔的氖泡被通电点亮4. 分别利用尖端电极和圆球电极来模拟避雷针和建筑物,通过改变金属尖端和圆球到高压铜板间的距离来比较放电现象,从而更好认知避雷针的作用以及设计和安装要求七、实验操作步骤从高频振荡电路接入12或24V的稳压电源,这时高压输出端可以输出高压(不能触摸),把高压包的地线慢慢靠近高压输出端,当靠近至1~2cm的时候就可以产出电弧,产生电弧后可以适当拉长电弧的距离,让放电现象更震撼,易于观看可以放一张纸在两个电极中间,纸张马上燃烧起来,也可以在高压铜板边放置荧光灯或测电笔,增加多样性现象模拟避雷针工作时,先把尖端和圆球两个电极都放置离高压铜板1cm左右,通电看到是尖端电极导通电弧,然后把尖端电极慢慢往后移动至4~6cm左右,会发现电弧转移到圆球电极导通所以可以很好解说为什么避雷针要设计尖端并安装比建筑物要更高注意:高压铜板工作时绝不能直接触摸,拉电弧时会产生高温,每次电弧放电连续工作不要超过20秒,整体演示不要超过5分钟。
八、实验效果让学生直观高压电离放电现象,产生强烈的视觉效果,弥补书本上只是枯燥文字的说明,也更易理解为什么不要靠近高压输电线,增强安全用电意识如果生活中发生高压触电是非常危险的(包括雷电),通过这个高压电弧放电让学生更直观更明确知道这个危害,并了解到避雷針的知识九、自我评价该实验装置比感应式手摇起电机更容易产生电弧,且电弧更强更长,还可以点燃纸条,使荧光灯发光,把试电笔通电发光,现象明显,具有多变性,效果新颖并能模拟避雷针的工作过程,填补书上的空白实验,有助学生更好认识高压触电的危害但实验器材具有一定的高压危险性,使用过程要向学生说明清楚,避免学生触电意外发生江门市江海区礼乐中学,广东 江门 529060)endprint -全文完-。