金属热胀冷缩实验创新及拓展

2019-09-10吴军

湖北教育·科学课 2019年6期

吴军

《金属热胀冷缩吗》一课，教材中设计了用一段30 cm左右长的钢条做一个桥的模型，然后给“桥”（钢条）加热，观察钢条的伸长情况（如图1）。学生在实际操作中，往往会遇到一些问题：金属棒受熱不能推倒大头针，现象不明显;右边的大头针不能钉得太牢固，也不能太松，学生很难把握好分寸;实验花费的时间比较长，效率比较低。

实验制作及方法

1.利用三极管放大电流的作用，设计一个用很小的电流就能点亮二极管的电路（如图2）。

2.把电路安装到一个支架上（参见图3）。

3.连接电路，电路不通，发光二极管没有发光（如图3）。用酒精灯加热锌棒，使它受热膨胀接触到金属片，连通电路，发光二极管发光。移开酒精灯，锌棒冷却变短，电路又断开，发光二极管熄灭。

实验优点

实验改进后，学生只需要观察发光二极管的亮灭即可知道金属棒的胀与缩，让观察更加方便;实验时仅需对金属棒进行加热，操作也很简单;如果距离控制得当，仅需几秒钟，就可点亮发光二极管，实验效率高。

实验拓展

1.检验液体的热胀冷缩

将冷盐水注入烧瓶，使液面与导线保持很小的距离（如图4）。将烧瓶放入带有水龙头的水槽里（如图5），连接好电路后，倒入热水。烧瓶中的冷水受热膨胀，连通电路，发光二极管发光。

打开水龙头，放掉水槽中的热水，倒入冷水，烧瓶中的水遇冷收缩，断开电路，发光二极管熄灭。以此证明盐水（4摄氏度以上）的热胀冷缩。

2.检验气体的热胀冷缩

将检验空气热胀冷缩的装置（如图6）接入电路，并浸入热水中，空气膨胀，推动活塞，连通电路，发光二极管发光。