通电弹簧实验创新设计

梁振华

摘   要：在通电弹簧实验中采用了升降平台、石墨板电极与银导线、大功率12 V电源等创新改进，使本实验更加安全、可靠，实验效果更加明显。

关键词：通电弹簧;物理实验;创新设计

中图分类号：G633.7 文献标识码：A    文章编号：1003-6148（2020）1-0046-1

物理课本选修3-1（人教版）94页第4题：如图1所示，把一根柔软的弹簧竖直地悬挂起来，使它的下端刚刚跟槽中的水银接触。通电后，你预计会发生什么现象？该实验题中用水银作为导电液体。因为水银有毒，在本创新实验中使用了其他更安全的方法替代水银（图2）。

实验装置：

装置特点：

（1）将水银改成石墨板和银导线，保证实验的安全性。使用银导线是由于本实验中铜导线接触放电时容易氧化使导电性能下降，而银氧化后还是具有良好的导电性能。石墨板可减少放电火花。

（2）使用了可升降支架。將石墨板安装在升降平台上，可方便地调节石墨板电极的高度，使弹簧下端刚好与石墨板电极接触。

（3）改装大功率电源。实验中由于要使弹簧收缩需要一定的电流，同时弹簧下端银导线与石墨板之间有一定的接触电阻，需要12 V左右的电源电压;弹簧跳动过程中峰值电流比较大，因此实验室常规的电源难以完成这个实验。在本实验中选择了学校报废的服务器电源，并加以改装。

实验过程：

（1）将弹簧安装在支架上，调节升降平台高度，使弹簧下端银导线与石墨板电极刚好接触。

（2）将电源与装置上两个接线柱连接。

（3）接通电源，弹簧通电时，由于同向电流相互吸引，弹簧收缩而断开电流，即可观察到弹簧上下跳动。

实验创新与优点：

在本实验中采用了升降平台、石墨板电极与银导线、大功率12 V电源等创新改进，使本实验更加安全、可靠，实验效果更加明显。

（栏目编辑    王柏庐）