物理实验仪器的改进-自制教具

1、物理实验仪器的改进 自制教具 在当前物理实验教学中，实验仍是薄弱的环节。实验仪器虽然有历史的积累，已经成熟，但还存在着诸多不足和缺陷，所以必须在实际教学中加以改进、自制教具。物理实验仪器的改进 自制教具一、实验仪器的不足和存在的问题有些实验的方法缺乏科学性（摩擦力演示仪、牛顿管）有些实验操作烦琐、不易成功 （显示微小电流方法）有一些装置看似简单的仪器，实际操作很难达到预期的效果（楞次定律演示仪）一些学生感到抽象、容易混淆、接受困难的地方，却缺少一些直观的演示（光的本性，电感对交变电流阻碍作用）一些实验内容陈旧落后，缺乏趣味性物理实验仪器的改进（一）演示实验改进的方法比较研究法：在搜集整理大量高

2、中物理实验改进个案的基础上，从彼此的相互联系和差异的比较中观察与认识，从而探索其中的改进规律。需求点列举法：需求，就是需要和求索。教学过程中，把自己的感受和对实验教学的期望加以比较，发现两者的差异，产生一种需求，从而设计出一种改进的方法。缺点列举法：通过发现演示实验的缺陷，且一一列举，然后提出改进或革新的一种方法。列举缺点，就是发现问题，只有发现了问题，才有可能找到解决问题的方法，从而达到解决问题的目的。物理实验仪器的改进物理实验仪器的改进（二）实验仪器的改进原则简单方便原则：实验仪器的改进要做到三个简单，即仪器结构简单，操作简单，演示现象得出的结论简单。凡是能用简单的方法演示的实验，就不必把

3、它的实验装置复杂化，不片面追求高、精、尖的演示仪器。现象清晰的原则：演示实验成功与否在很大程度上决定于实验现象是否清晰，增强现象的清晰度常有以下几种方法：尺度够大，位置够高；图象要竖直，运动方向要取横向 ；背景衬托；采用对比演示手法。物理实验仪器的改进提高实验的生动性原则：实验的演示要尽量做到生动、有趣、这样的演示实验能够最大限度的调动学生的积极性，充分发挥学生的潜能，留给学生的印象也是终身难忘的。增强实验的科学性原则：科学性是指仪器的实验操作都符合客观实际，原理没有科学性的错误，组织安排符合学生的认识规律，能使学生认识所观察到的现象，获得正确的概念，学会分析推理的方法。科学性是实验教学的最基

4、本要求,只有做到这一点，演示才能真实、科学地再现的物理现象，学生才能借助这些现象正确地理解物理概念，掌握物理规律。物理实验仪器的改进重视仪器使用的安全性原则：仪器的设计和操作要科学、规范，避免一切对身体有害和有危险，以免造成人员伤害事故；器件或装置选择要恰当，避免使仪器发生损坏等不良后果。这一原则是演示实验成功的大前提，非常的重要物理实验仪器的改进（三）实验改进的有效途径弃旧迎新，用玩具替代常规的演示仪器：如：反冲实验，用气球代替水漏斗反冲演示仪，有一种气球长长的，容量大，吹气口小，吹好气后，自由放飞时在空气的反冲下，气球就象火箭一样射出去，实验简单，只要一只气球就好，效果却很明显；还有一种气

5、球，冲气后放开它就会象陀螺一样在空中不停地转动，效果也很好。用最简单的仪器演示出最好的效果，用玩具代替演示仪器这无疑是演示实验最理想的方案。改变实验思路，用等效替代法来呈现元件的用途和功能。如日光灯的工作原理，通常的授课方式是：先介绍日光灯电路的构成元件，再介绍各元件的功能，最后连接一下电路，电灯亮了，课就完成了，从来没有想过要用演示来证实这些元件的功能。物理实验仪器的改进老房子重装修，改进原有实验仪器，增进演示效果。如自由落体运动的演示，不断改进牛顿管，从翻转实现自由下落到移开磁铁下落，再到用电磁铁切断电源下落，使实验的科学性和可控性不断增强，从白色的羽毛和灰色的铁片到染色的羽毛和涂上油漆的

6、铁片，使玻璃管的反光影响削弱，同时又增强了对比度，增强了实验的可见度。改变实验观念，重视创设问题情境，激发学生探奇心理，增强演示效果。如变压器这节课，通常的授课方式是：先实物展示，再介绍其结构和工作原理，最后验证其确能起到变压的作用，老师泛泛地讲着，学生淡淡地听着，兴致不高，效果自然也不会很好。反过来先拿出两个线圈，其中之一通上电，另一则与电灯相连，问电灯能发光吗？再说自己有办法使灯泡不与电源连接也能发光，接着在线圈上插上铁芯组成变压器，当其中一线圈接上低于小灯泡正常的工作电压时，另一个与之断开的线圈上的小灯泡却正常发光了，引学生的极大好奇，接着老师让他们来说说心中的疑问，再带领学生逐一探究这

7、些疑问，多好的演示呈现方式啊。物理实验仪器的改进1.有关牛顿管的改进： 早期的牛顿管演存在以下的缺点：将玻璃管倒立的过程中，筒内重物具有了初速度；由于重物的初速度具有水平分量，所以如果没有器壁阻挡，它的运动轨迹将是一条抛物线，而不会是竖直下落；重物在运动过程中除了受重力以外，还受到器壁的碰撞作用，这三点都与自由落体运动的定义不吻合。实验仪器改进的实例牛顿管的改进 把铁片涂上绿的油漆,羽毛染成鲜艳的红色，玻璃管的顶端按上可以自由取放的磁铁片释放装置。 改进后，铁片压着羽毛就可以被磁铁吸在玻璃管的顶部，演示时只要移开顶部的磁铁，不必翻转玻璃管就可实现铁片和羽毛同时自由下落。老师演示起来轻松，学生观

8、察起来也从容。而且色彩艳丽的铁片和羽毛可以克服由于玻璃管反光带来的影响，增强了实验的科学性、可控性、可见度，通过对比演示，学生可以清晰地观察到，当玻璃管内有空气时，铁片比羽毛下落的要快，抽成真空后，羽毛和铁片同时落地，演示效果直观清晰。平面镜成像的小改进实验仪器改进的实例2.楞次定律演示器的改进现有的旋转式楞次定律演示器，存在两点不足金属环面积较小，磁铁快速插入时很容易碰到金属环。 悬臂较短，铝环粗质量太大，普通磁铁磁性不够强，这些原因综合导致插入磁铁速度稍慢时旋转不明显，不够灵敏。针对以上缺点，可对其作五点改进:加大金属环直径达10cm；加长旋转力臂使两环中心距达到25cm；用易拉灌做的环来

9、代替铝环用多匝圆形铜线圈替代铝环；钕铁硼强力磁铁来代替普通磁铁；可以收到非常明显的演示效果。实验仪器改进的实例F本实验装置的缺点和不足：1.实验中很难控制保证让木块在木板上做匀速直线运动，摩擦力并不是时刻都与弹簧测力计的拉力平衡，弹簧测力计的示数就不稳定2.实验中测力计始终运动无法保持静止，我们不能准确读数,造成误差比较大 4.摩擦力实验仪器的改进：改进思路一改拉木板不拉木块，这样拉木板不需要考虑它是否一直做匀速直线运动，木块和测力计总处于静止状态，可克服原实验不足之处。操作方便。F1、利用定滑轮可以改变力的方向的特点，把测力计竖起挂起使用就可克服这个困难。F实验改进二：改进一的不足： 改进一

10、中，木块和弹簧测力计都是静止的，但测力计有自重，实验中很难使它处于水平状态，拉力与摩擦力也不一定在同一直线上，也不便于读数。存在摩擦2、为忽略定滑轮摩擦的影响，可使用分度值比较大的测力计.改进二的不足： 改进二中，木块和弹簧测力计都是静止的， 电机转速不可调，无法验证摩擦力与速度的关系。1、利用可调速电机驱动替代外力拉动，就可克服这个困难。2、木块上可放砝码，且两面的接触面积不同.实验改进三：1、利用DIS力传感器替代演示测力计，连接电脑通过电子白板放大显示就可克服这个困难。实验改进四：改进三的不足： 改进三中，演示测力计的可视程度和精度不够，验证摩擦与正压力成正比误差较大，说服力不强。2、重

11、物和底板的两面粗糙程度不同，力传感器精度高，可定量探知摩擦力与压力的正比关系.不足： 难以保证小球做匀速圆周运动；力的读数不稳定，难以量化。向心力演示仪器的改进存在问题：读数还不是太准，但比较接近。使物体做匀速圆周运动效果示数稳定，便于观察探究向心力与质量 、转动半径、线速度定量关系仪器改进在底座加装一步进电机改进传感器创意改进：步进电机驱动，光电门测挡光时间，力传感器显示向心力的大小效果：转速、示数显示稳定 可视性强、精度高结论：当v 的比值为1:2:3:时， F向大小的比值是1:4:9:！控制 m 、r一定：探究F向与线速度 v 的关系探究向心力与质量 、转动半径、线速度定量关系仪器创意向

12、心力的大小与线速度的平方成正比结论：向心力的大小与质量成正比控制 r、v一定：探究F向与质量 m 的关系F/Nm/kg探究向心力与质量 、转动半径、线速度定量关系仪器创意控制m 、v一定,探究F向与转动半径r的关系结论：向心力的大小与半径成反比F/N1/r探究向心力与质量 、转动半径、线速度定量关系仪器创意探究结论：对匀速圆周运动，有：F向=m 2rF向=m v2/r再造教材： 改变了向心力公式一直只能定性感知，不能定量探究的现状。物理方法： 让控制变量法的学习得到很好的诠释。认识规律： 按照学生的认识规律设计系列递进实验，展示思维能力发展过程。创新发展： 在传统实验上改进、突破，拓展，把传感

13、器用在刀刃上。对实验仪器改进和创意的评议5.探究浮力大小原型实验： 1、早期实验原理图： 二、不足之处由于烧杯倾斜放置，不能将水真正放满，用手提测力计因手的颤抖不能准确收集到所溢出的水；由于测力计的精确度不高，测量的时候会产生实验误差，导致(a 、c)和(b 、 d)两次测力计示数之差不完全相等，对于结论的得出比较勉强；实验操作步骤比较繁琐，实验现象直观性不太强。实验仪器的改进二、改进之处1、利用演示测力计代替弹簧测力计便于学生观察读数； 2、自制溢水杯代替烧杯减少溢出水的损耗；3、利用升降仪控制重物浸入水中的深度，让学生直接观察两测力计示数变化直接得出物体在液体中所受浮力大小等于它排开液体的

14、重力。 2、实验装置图：实验效果： 两测力计同时演示，操作简单、现象明显，直观性强，列表直接比较得出结论，降低学习的难度，减轻了学习的负担。演示测力计A演示测力计B还可用力传感器替代测力计通过电脑来显示力的变化这个实验是探究不同物质比热容的核心实验，能对后面的知识探究奠定良好的基础通过实验的观察和分析能较好的理解不同物质吸热能力也有所不同；由实验得出结论，客观具体，学生容易接受，同时降低了教学的难度。六.比较不同物质的吸热能力 1.原型实验：(1)原理图：(2)原理：传统的实验是使用控制变量法，使两种物质的质量相等，吸收的热量相同，通过比较温度计示数的变化，得出结论：温度计示数上升较快的物质，

15、升高1所需的热量较少，吸收热量的能力较小（即比热容较小）。2.不足之处(1)通过实验得出的结论是：吸热能力的大小与温度的变化成反比，学生要多转动一下思维才能理解，结论没有改进后的直接；(2)水和煤油吸收相同的热量用这套实验装置有较大的误差，容易受到外界环境的影响（如风向、石棉网、两个酒精等的火焰温度等）不便于控制；(3)所需要的实验器材也比较多，不利于实验的准备与操作；三、实验创新及改进之处1.实验创新 （1）直观比较，直接得出结论。 （2）改进实验装置，减少实验误差。2。改进之处 （1）改为测量升高相同温度所需要的时间，更加直接的得出实验结论； （2）利用串联在一起的阻值相同的电阻丝加热，更

16、精确的控制吸收的热量相同； （3）实验器材更加简单，降低了实验准备难度和危险系数。2.装置说明（1）实验前要使用天平称量出质量相等的水和煤油；（2）两个电热器一定要相同规格并且串联；（3）温度计液泡不要碰到容器壁、容器底和电热丝；（4）注意输出电压为两电热器额定电压之和 。六、实验效果：改进后，实验现象非常明显，减小了实验误差，缩短了实验时间，实验成功率高 ；在教学中学生更容易接受比热容的概念，更容易弄懂不同物质比热容。一般不同物质比热容较大的物质在质量相等、温度变化相同的情况下，吸收热量较多。改进的动量守恒演示仪 1.用铁氧体磁芯降低磁损耗 。 2. 采用无触点式补偿，在观察时无杂波出现。关

17、闭K2，将阻尼/无阻尼开关K3打到无阻尼档，这时LC振荡电路中产生稳定的正弦波。示波器从电感两端取信号，信号抗干扰能力强，无需用屏蔽线即可。 电磁振荡的演示的改进 用激光笔来显示透镜对光线的会聚、发散的作用手电筒强光的色散自制物理教具自制物理实验教具一.自制物理实验教具的意义 随着课程改革的推进，新技术新手段新思想的不断产生，现有的仪器设备不能满足与时俱进的教学需要，需要自制教具。 虽然有厂家生产的仪器，但自制的教具更能让学生看到仪器的内部构造，了解仪器的工作原理。当学生看到那些用生活物品与身边的常见材料来做实验时，会觉得物理离自己更近，容易激发学生热爱物理、热爱科学的情感。二 制作教具的几个

18、基本问题 2.1 教具制作的基本要求 1）科学性和可行性原则科学性是指物理实验基于的实验原理必须正确无误，没有科学性的错误；可行性是指由于学生的认识水平以及自身的条件等的原因，实验的设计、应用等是否合理。2） 经济性 我们要求自制的教具少花钱或不花钱，这样教具成本低，只要能达到演示效果就行。所以，我们提倡 “坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”这种节约的精神。 自制物理实验教具3） 可靠性 我们要求自制的教具能坚固耐用、不易损坏；安全可靠、工作稳定。 我们做的教具并不是只做一次实验就不要了，也不是只求偶尔成功一次。教具应该重复性能好。 4） 可观性 教具是演示物理现象给全班同学观察的，所以自制教具

19、尺寸应该尽可能大一点或者能通过其它方式能使全班同学都看到 。做到 “尺寸够大，简单明了”。 自制物理实验教具5）安全性原则和环保性原则 安全是物理实验工作的必要前提。物理实验的安全性是指人身安全和仪器安全两方面。在物理低成本实验设计中，实验原理正确、方法科学，仪器选材恰当、场所合适，师生准备充分、操作规范、秩序井然，等等，都是保证实验安全的重要条件。物理低成本实验的设计必须遵循安全性原则，尤其不能造成对人体的伤害(如割伤、烧伤、触电等)。自制物理实验教具设计时应注意： （1）不要脱离物理教材。 脱离了物理教材，任何具有深奥物理原理的仪器，都会在课堂上失去光辉、失去意义。 （2）不要放弃一点一滴

20、的改进。 前人已经有了许多这方面的研究，各种资料都有许多介绍，但是只要我们抓住某一点或某一个方面进行改进，也可以得到收获。例如：在趣味性方面着手，可以增加学生学习兴趣，刺激学生的兴奋神经，产生深刻印象，提高学生学习物理科学的积极性。又例如：在制作材料上下功夫，如果能使学生唾手可得，显然具有推广意义。再例如：在启发性方面着手，可以展示物理过程，让学生揭示物理现象发生的步骤。 （3） 不要超出自己制作能力的范围 一切从实际出发，量力而行，不要好高骛远。否则一旦动手之后，难以为继。 自制物理实验教具2.2 怎样设计自制教具 一般来说自制教具之前首先要进行方案设计，绘出草图后方能施工。 对于比较复杂的

21、教学仪器或教具的设计和制作是一项比较综合、复杂和细致的工作；它涉及仪器用途（用来干什么，演示还是分组实验）、精度（定性还是定量，测量结果准确到何等程度）；设计依据（设计原理、方法）；设计装置（包括机械结构、连接装配方式、电路原理、印刷电路、外观形式等及选材，用什么元器件、原材料）；机械零部件加工和电路板制作，中间试验，综合实验，确定最终方案，设计零件图、装配图，设计加工外壳；总装、调试（定标）等多项工作。 当然对于简单的教具就不需要这些考虑，只要画出结构、尺寸示意草图，只要能用尽可能简单的方法做出来并且能达到演示要求就可以了。 自制物理实验教具设计自制教具绘图软件-CAXA2007圆偏振弦线驻

22、波演示仪1、水平调节螺钉 2、弹性波用绳 3、支撑杆 4、弹性绳固定螺钉 5、刻度尺 6、调速电机安装盒 7、调速开关 8、铝合金圆盘 9、后立板 10、电源开关 11、底板 12、偏心轴 13电机轴弹簧振子简谐振动正弦曲线合成演绘仪1电火花打点器 2电机调速器 3仪器底座 4调速电机 5立板 6导向柱7石墨电极纸8卷筒纸支撑架 9底座胶垫 10金属小球 11导向杆 12电极针 13弹簧14塑料横梁15电极接线柱 16电极夹 17走纸圆筒 18A4卷纸 19正弦曲线 20电极线2.3 教具制作材料来源 我们提倡：制作教具的材料主要利用日常生活常见物品或废弃物品。除非不容易得到的材料和重要部件，

23、才可以购买或用实验室其它仪器充当。 归纳起来，有五个字：找、拣、拆、要、买。 找生活中时时留神，处处寻找。例如：找来旧包装盒做物体稳度实验；找来废牙刷柄、废签字笔杆等做电荷间相互作用实验或做支撑杆；找来泡沫塑料、铝箔制作静电相互作用力小球， 。平时注意将自己生活中使用过后留下的一些废品如：废笔杆、饮料瓶、易拉罐、吸管、充电器、等，收集存放以备及时之需。 拣在垃圾堆拣废品，拣废料。从垃圾箱里拣来旧罐头盒，废塑料盒、废饮料瓶、易拉罐、废蜡烛头等做空气对流实验、物体沉浮演示实验、反冲实验；拣来钢筋、铁钉，铁丝等加工连接或支承等部件 自制物理实验教具 拆将一些已经用坏的仪器或日用品，如节能灯座、充电器

24、等将其中的有用零件如：变压器、二极管、三极管、电容器、电感等拆下来备用，变压器一般原边绕组容易烧坏，但其副边绕组通常是好的，根据这点我们可用来做电磁振动体的零部件等。 要向有关单位和部门要一些少量报废的东西。向水电工要废旧PVC管；向医务室要废针头，废药瓶；向办公室工作人员要废椭圆形墨水瓶，。 买能不买的尽量不买，有些找不到又不宜制作的物品才花少量钱去买。例如：磁铁、电阻、电容、激光笔等。自制物理实验教具圆偏振弦线驻波演示仪制作材料调速电机工作电压：1.5V-18V长时间工作电压：1.5V-12V工作电流：0.26A-0.80A最大功率：50W工作寿命：不间断连续运行时间：12000小时，间断

25、运行时间：16000小时性能参数：工作电压：每分钟转数：工作电流： 1.5V 3000转 0.26A 3V 6000转 0.30A 6V12000转 0.40A 9V18000转 0.44A 12V24000转0.50A 15V30000转 0.56A 18V36000转 0.80A以上是光感式直流电机测试仪测速结果，误差率为0.05%马达尺寸:直径27.7MM 总长64MM 轴径2.3MM 轴长15MM 重量95克.圆偏振弦线驻波演示仪制作材料调速器【主要参数】-工作电压 ：DC6V - DC40V-输出功率 ：0.1W - 130W-过流保护 ：3.3A-工作环境 ：工业环境-模块尺寸 ：

26、6.3cm x 3.9cmx 2.8cm-单个重量：69克自制物理实验教具案例一、简易自制教具制作与演示1 用废易拉罐等制作的空气对流演示器实验目的：演示空气受热膨胀后形成对流气体推动叶轮旋转的对流演示器，加强学生对对流的理解。 实验说明：当蜡烛点燃后筒内空气受热膨胀体积增大密度减小将向上运动，而周围密度较大的冷空气将移过来填补从而形成对流现象。通过观察叶轮的转动说明对流原理。 自制物理实验教具案例2.喷泉实验实验原理：在讲大气压强时，让学生能够比较形象直观的认识到大气压的存在和利用大气压的现象1）仪器的装置如图所示，主要由以下部分组成： （1）外壳比较厚实的饮料瓶；（2）喷水管：用废签字笔芯

27、剪掉金属及有墨水部分并清洗干净；（3）出水管：废签字笔外笔杆、饮料吸管或橡胶管；（4）储水槽：用废饮料瓶盛水，作为供水的水源；（5）接水槽：用废饮料瓶接出水管流出的水，也可直接把出水口与下水道相通。自制物理实验教具案例2）制作方法 将饮料瓶盖取下用钻头或电烙铁钻出或烙出与笔杆和笔芯大小相同的孔后用AB胶或环氧树脂粘牢即可。注意不能漏气! 3）工作原理phsHp0p031245 如图所示，当水沿出水管3流出时，封闭在饮料瓶1中空气的体积增大，压强减小，使管外大气压强大于管中空气的压强，所以水能从喷嘴2喷出。喷射的水柱高度由储水槽4与接水槽5水平面间的高度差来决定。 水柱喷射高度的计算方法如下：设

28、大气压强为p0，签字笔喷管中的空气压强为p，接水槽到储水槽的高度差为H，储水槽液面到饮料瓶中液面的高度差为s，喷射水柱高度为h。自制物理实验教具案例则储水槽液面的压强应满足: 接水槽液面的压强也应满足: 该实验不仅说明了大气压的存在，同时也是利用大气压的一个很有趣的实验。 由以上两式可得Hh，即水柱高度等于出水口到进水口的高度差，由于水与管之间有粘滞阻力，因而实际上hH。自制小车在矿泉水瓶中间扎孔,用吸管将它们穿在矿泉水瓶上,做成小车,可以做许多实验.自制物理实验教具案例7. 液体内部压强演示器实验目的： 要使学生掌握理解液体压强原理这部分教学内容，使用液体内部压强演示器做好演示实验，对引入液

29、体内部压强的概念，揭示液体内部压强与液体深度的关系，进而导出液体内部压强的规律(液体内部压强公式)，起着基础性的重要作用。 目前尚在使用的液体内部压强演示器存在以下不足: （1）由于测压盒没有固定装置，因此整体性差； （2）不能或很难同时观察测压盒潜入液体内的深度和与之相对应的压强值，即操作与读数不便。 自制物理实验教具案例实验装置： 针对该液体内部压强演示器的上述不足，我们利用饮料瓶，瓶盖，吸管，废气球，玻璃纤维板，橡皮管等设计制作成两例液体压强演示器经试用效果比较好，现介绍如下，供制作时参考。U型压强计式液体内部压强演示器的制作图7-1-16（1）（2）（3）（5）（4）如图7-1-16所

30、示，U型压强计式液体内部压强演示器由 盛水杯（1）、测压盒（2） 、升降调节装置（3）、U型压强计（4）、橡皮管（5）等组成。自制物理实验教具案例（1）盛水杯可用1.6升、直径90mm左右的饮用纯净水瓶，从高度180-190mm处划线，剪去上面部分即成，加上用玻璃纤维板（或塑料板、木板）等制作的杯座后可增加稳定性防止倾倒。（2）测压盒可用直接用纯净水瓶盖或其它瓶盖将盖边沿毛刺用细锉刀打磨后，在盖底中心或边沿钻一3.2mm左右的孔，用M4的丝锥攻丝后待用。将一枚M412左右的螺钉中心钻一2mm通孔，再用一0.6mm厚、8mm宽、45mm左右长的白铁皮两端钻4mm孔后弯成直角作为测压盒可旋转调节架

31、。将钻孔螺钉从瓶盖螺纹孔旋转穿过后用废气球橡皮膜剪出两个垫圈套入螺钉将调节架放上后再用螺帽锁定以防漏水、漏气；在螺钉露出部分（约5-6mm长）也用少量橡皮膜缠绕后用一小段吸管套入，再在吸管外套上橡胶管以防止漏气；瓶盖端面覆上气球橡皮膜后用橡皮筋固定即可，整个装置如图所示。自制物理实验教具案例（3）升降调节装置降调节及固定装置如图7-1-18所示，由固定支架、凸台式滑槽和升降调节杆等组成。其中固定支架用长105mm、宽35mm、厚4mm的玻璃纤维板废料制作，在两边相距80mm处用锯割出宽2-3mm、深15mm左右的卡口并在两侧固定两根宽10mm长100mm左右的限位条以便使用时很方便地将其固定在

32、盛水杯上。升降调节杆用180124mm的塑料块和110254 mm的有机玻璃废料经螺钉连接而成凸台式调节杆；凸台式滑槽则用两对20304 mm和15304 mm的玻璃纤维板废料，根据凸台式调节杆的尺寸用螺钉固定在支架上即成；在支架的滑槽位置背面设置紧固螺钉，可调节和固定升降杆在支架的位置即调节测压盒在水中的深度。 图 7-1-18固定支架滑槽升降调节杆测压盒锁紧螺钉限位条卡口自制物理实验教具案例（4）U型压强计 如图7-1-16所示，U型压强计用两根直径4mm长165mm的饮料吸管、一段120mm长的橡胶管、一块200654 mm有机玻璃、一块90654 mm塑料板及少量角铝、铁皮和螺钉连接好

33、以后并用移液管向饮料管中滴入适量的带颜色的水即组成U型压强计。 将以上几部分按图7-1-16方式连接成一体，并在盛水杯中盛上适当的水后即可进行演示。图7-1-16（1）（2）（3）（5）（4）2.光在水中的传播。3.光在果冻中的传播。1.光在空气中的传播。光的直线传播对于光的直线传播，学生有生活经验和体验，设置三个直线传播的实验意图是为了佐证学生认为光沿直线传播的猜想。 光在不均匀空气中的传播：器材：铁架台电炉子激光笔光在浓度不同糖水中的传播：器材：玻璃缸、白糖、水、激光笔。自制物理实验教具案例微小形变的显示实验目的：通过实验，将这类微小的形变加以放大，使学生能清楚地观察到形变的发生。 在中学

34、物理课本原来采用如图7-1-34所示的装置来放大桌子的微小形变，后改为如图7-1-35（a）所示的插有细玻璃管的盛满水的玻璃瓶来演示，简化了实验装置。而且由于玻璃是很难形变的材料，能演示出它的形变更加令人信服。 图 7-1-35（a）（b）（c）图 7-1-34自制物理实验教具案例声音振动演示器在教学中演示”声音的传播”这部分内容时，教师经常会遇到以下三个问题：声音在空气中的振动是无形的，肉眼难以直接观察。中小学很难有这方面的演示器材。学生由于生活阅历较浅，理解掌握这部分知识有困难。 根据以上情况阆中市北城小学的席筠梅和陈玉梅两位老师利用激光器、小反射镜、圆筒、振动膜等设计制作了声音振动演示器

35、，该仪器取材方便、制作简单值得推广。根据相关介绍我们设计成如图 7-1-37 所示的演示装置。图中（a）是演示器的照片，（b）是工作原理示意图。其原理是利用声音振动通过空气推动圆筒上的振动膜振动，而与振动膜粘在一起的反光镜同样发生振动，从而使照射在反光镜上的光线产生明显晃动，由此说明声音是通过振动而进行传播的。自制物理实验教具案例反光镜振动膜屏幕或墙壁圆筒底座声源激光器图 7-1-37（a）（b）14. 声音振动演示器电磁感应-磁生电演示仪拓展（a）探究声音高低的决定因素自制:用试管装上不同深 度的水，用嘴吹。做功和内能的改变 在大可乐瓶中间钻一孔，并插上自行车内胎的气门芯，加胶皮垫以防漏气，

36、在瓶内放一些酒精，用橡皮塞塞住瓶口,用细绳将塞子栓在瓶口上. 用打气筒从气门芯向瓶内打气，当气压足够大时，塞子从瓶口冲出，此时瓶内充满白雾，再用塞子塞住瓶口继续打气,白雾又消失.自制动量定律的演示 自制物理实验教具案例旋转磁场演示异步电动机原理实验目的：观察导体在旋转磁场中的运动，演示感应电动机的工作原理。 如图7-1-42 所示。由一可绕一个定轴转动的导体（废铝质易拉罐）和在它附近设置可以绕轴转动的永磁体组成。仪器组成 图7-1-42实验原理 导体与磁场间有相对运动时，根据电磁感应定律，在导体中将产生感应电流（涡流），涡流的方向总是力图阻碍它们的相对运动。自制物理实验教具案例 若磁场是运动（

37、转动）的，它附近导体中的感应电流在磁场中受到安培力，总是力图推动导体运动以减小这种相对运动，异步电机就是基于此原理而制成的。之所以称为“异步”，是因为要使导体的运动能被利用来对外做功，必须使导体内有一定的感应电流，这个电流只有在磁场中受力而使导体运动才能对外做功。这个一定的感应电流是靠导体与磁场之间有相对运动出现感应时而产生的，故不能企图实现导体与磁场的同步运动（它们之间无相对运动）。用图7-1-42 所示的装置演示时，当转动永磁体时，导体（铝质易拉罐）也会跟着转动。图7-1-42自制物理实验教具案例焦耳定律实验演示仪 焦耳定律是中学物理的重要内容之一，只有通过演示实验学生才能更好地理解和掌握

38、该部分教学内容。现有的物理课本焦耳定律演示装置如图所示。若按课本的方法做有几点不足： 由于装煤油的玻璃烧杯容积比较大，加热所需实验时间较长。煤油在玻璃管中上升的高度差不大，可见度小；实验组件较多、较重、易碎，搬动、使用均不太方便。自制物理实验教具案例 由焦耳定律可知：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比，即Q=I2Rt。经过研究和实践，我们用废弃的装饰塑料板、废弃小饮料瓶、电阻丝、吸管等材料制作的焦耳定律实验演示仪，具有快速、轻便、使用方便等特点，该仪器如图所示。（1）（2）（3）（4）（5）（6） 图中（1）仪器座及面板（2）饮料瓶，（3）放气螺钉

39、，（4）电热丝及铜支架，（5）U型压力计，（6）连接导线及电源接线柱。自制物理实验教具案例图 7-1-67（1）（2）（3）（4）（5）（6）制作方法 （1）仪器座及面板均用厚10mm的装饰塑料板制作，底座、面板两部分之间采用榫卯方式连接。面板高330mm、宽320mm。底座长320mm、宽150mm、高35mm。 （2）将3 个100-200mL左右的废饮料瓶（其它能密封、透明的瓶均可），用清水洗涤晾干后在瓶颈较厚处用2.5mm钻头钻孔后攻3mm标准螺纹作为放气孔。 （3）用一根签字笔芯清洗后截出三段，每段长25mm备用； 将厚0.6-1mm左右的黄铜片或废旧闸刀开关上的铜电极，切割成长40

40、mm，宽5mm左右的条状后将其弯折成一边长8mm左右，另一边长32mm左右的电极支架，并在两端离端面4mm处钻出3mm的螺钉孔备用。自制物理实验教具案例图 7-1-67（1）（2）（3）（4）（5）（6） （4） 在每个饮料瓶盖上密封线内钻3个孔，其中两个孔用M3螺钉将电极、焊片固定在一起，一个用于穿签字笔芯用作U型压力计连通孔。为了防止漏气可在螺钉及笔芯与瓶盖连接处用粘结剂密封。（5） 电热丝用500W或800W电炉丝制取，截取阻值为R1=5，R2=R3=R4=10的四段电炉丝，将R1、R2、R3分别装在三个瓶盖的铜电极上，R4装在仪器右边支架上，图7-1-67中A处。（6）U型压力计如图7

41、-1-67所示，将计算机制作的刻度尺贴在仪器面板上后，用4mm或5mm粗的透明饮料管及橡胶管连接瓶盖上签字笔芯并用铁皮将其固定在仪器面板上，并注意让每个压力计的高度器、起始位置均相同。自制物理实验教具案例实验方法 （1）用注射器给每个压力计注入3毫升左右带有颜色的水，并注意使每个压力计内的液柱高度及起始点均相同。 （2） 将放气螺钉旋入瓶颈上的放气孔，必要时可在螺钉上涂抹一点密封脂防止漏气。 （3） 用导线连通电极及接线柱，用一可调范围在312伏的直流稳压电源作为工作电源或在仪器背面设置一稳压电源做工作电源。（4）如图7-1-68（a）所示，当电热丝R1，R2和R3串联时，电阻R2=R3 R1

42、但电流I相同，此时应有Q2=Q3 Q1，当接通电路时可看到装有R2和R3两个电阻丝的压力计液柱上升的高度基本相同。而装有电阻丝R1的压力计液柱高度只有一半左右。（图7-1-67所示）自制物理实验教具案例R1R2( R2= R3 R1 )R3EKR2R3R4EK( R2= R3 = R4 )(b)图 7-1-68图 7-1-69（5）如图7-1-68（b）所示，当电热丝R3与R4并联后再和R2串联时，虽然R2=R3、但I3I2，此时应有Q3Q2，接通电路时可看到R2瓶的液柱比R3瓶的液柱高。（图7-1-69所示）自制物理实验教具案例整个“焦耳定律”实验可分步完成也可一次完成。【思考题】：通电后U

43、型压力计中的液柱为什么会上升？ R1和R2、R3串联，二者电流相等，为什么R2瓶压力计中的液柱比R1瓶塑料管中的水柱上升得高？ 当电阻R3和R4并联后再与R2串联时，R3=R2，为什么R2瓶的液柱比R3瓶的液柱高？ 3个U型压力计中的液柱上升高度，与通电时间长短有何关系？ 本实验装置还有哪些不足和值得改进的地方？自制物理实验教具案例光的反射、折射、凸透镜、凹透镜等相关实验演示 光的反射、折射定律是几何光学中最基本的物理定律，要想让学生掌握好这部分知识，最好的方法就是通过演示实验的感性认识加深学生对这一规律的理解。 我们利用玩具激光笔、废塑料板（也可用木板）、3mm、5mm厚的有机玻璃和少量电子

44、元件制作了一件结构简单、演示效果好，既能方便演示光的反射、折射、全反射等实验内容，又能测试相关介质的折射率，还可以用来演示学生比较难理解的凸透镜汇聚光线、凹透镜发散光线等的演示装置。下面给大家做一简要介绍。自制物理实验教具案例仪器组成：30040320 装置如图所示，全部装置由底座（1），固体激光器（2），一半圆形（或等边三角形）有机玻璃块或由有机玻璃制成的能储存液体的半圆形块及凸透镜、凹透镜主截面模型（3），刻度盘（4）及背面的4.5伏直流稳压电源等组成。 制作方法及注意事项： 底座可用木板或塑料板制作，本装置是用废弃的10mm厚的塑料装饰板制作其尺寸如图7-1-51所示，可分为两部分，下面

45、底座部分长300mm，宽150mm，高40mm。上面面板部分就是一块宽300mm，高320mm的塑料装饰板，两者通过榫卯结构连接。自制物理实验教具案例220V+6.58VLM317-+R1300R21.k123UGHC2 10C1 470C3 470LM317 固体激光器是5元左右一只的玩具激光笔，考虑到所装电池容量太小不能较长时间进行演示，所以将其改成外接4.5V的直流稳压电源供电，其电路原理如图所示也很简单。 经测试玩具激光笔的工作电压在4.5V时，电流大约40mA左右，因此变压器功率在1伏安左右足够。其余元件参数可参考原理图所给出数值。调试R2可调节输出端电压UGH，注意输出端电压不要超

46、过4.5V，而且最好在激光笔电源输入端接上一个开关以防电源开启瞬间的脉冲电压损坏激光笔。即先开电源，再开激光笔。激光笔可通过一镀锌铁皮固定在面板上，让其可以转动。自制物理实验教具案例 半圆形透镜反射、折射演示器尺寸直径约70mm，厚5mm用有机玻璃边角料做成。制作时可先用圆规画出圆或略大于半圆的图形，然后用锯、锉等方法切削、打磨出所需形状，再用细锉、细沙纸依次打磨后其侧端面用抛光机抛光使其能更好反射和折射，若没有抛光机则在抛光时也可用毛巾平铺在桌子上用手工来回摩察抛光。30040320 刻度盘先用厚3mm左右的透明有机玻璃或透明塑料板制作一直径180mm左右的圆盘，在其圆心处钻2.5mm孔用3

47、mm丝锥攻出螺纹后用6mm左右的钻头铧出沉头螺钉孔后用一颗325的沉头螺钉旋上使螺钉头与圆盘保持在同一平面。将5mm厚的半圆形板对准大圆盘中心用少量二氯乙烷粘结。利用计算机作出同样直径最小刻度1度的刻度盘，用打印机打出剪下后用固体胶和少量透明胶带贴在圆盘上。（如果演示最小偏向角，则先在圆盘上贴上刻度盘再用螺钉将等边三棱镜模型固定在刻度盘上，等边三棱镜的制作材料、方法与半圆形演示器相同）刻度盘的形式如图所示。自制物理实验教具案例实验原理ABNOir图 7-1-54光的反射：根据中学学过的反射定律可知，不论是透明物体还是不透明物体，都要反射一部分射到它表面上的光，实验证明，光在反射时遵循如下的规律

48、：反射光线跟入射光线和法线在同一平面上，反射光线和入射光线分别位于法线两侧，反射角等于入射角，如图7-1-54所示。光的折射：当光从一种介质进入到另一种介质，例如从空气进入到玻璃（有机玻璃）中时，在两种介质的界面处，一部分光进入到后一种介质中去，并且改变了原来的传播方向，这种现象叫做光的折射，如图7-1-55示。 ABNNOir空气玻璃图 7-1-55n自制物理实验教具案例foFfFO凸、凹透镜原理及演示装置图 如果在仪器其侧面装上几只相互平行的激光笔，则还可以演示如图所示的凸、凹透镜对平行光的光线汇聚、发散作用。 气体压强微观机制的模拟指示针撞击靶斜槽小珠自制物理实验教具案例演示弹簧纵驻波图 7-2-21如图7-2-21所示，将一弹簧竖直悬挂起来，其上端固定，下端挂在振动杆上，调节输出频率，当振动频率是弹簧振子自由振动频率（基频）的整数倍时可看见明显的纵驻波。自制物理实验教具案例39.电磁感应演示器的制作及演示图7-3-27 演示装置设计原理图12NS法拉第电磁感应定律与愣次定律 告诉我们当闭合线圈的磁通量发生变化时，闭合线圈就会产生阻碍磁通变化的感应电动势，当磁通量变大时，感应电动势阻碍磁通量变大，当磁通量变小时，感应电动势阻碍磁通量变小。感应电动势的大小与磁通变化率成正比。自制物理实验教具案