自制简易“走马灯”

齐占波

“走马灯”是中国民间彩灯的一种，常见于元宵节、中秋节。其原理是，灯内点上蜡烛，蜡烛燃烧产生热量造成空气流动，进而带动轮轴转动，轮轴上有剪纸，烛光将剪纸的影投射在屏上。由于灯的各个面上一般绘制有古代武将骑马的图画，转动起来好像画中人物你追我赶一样，故名“走马灯”。

一、实验要点

1. 实验装置：如图1所示。

2. 实验器材：蜡烛、火柴、纸杯、铁丝、铁夹、铅笔、按扣、刻刀。

3. 实验过程：如图2所示，（1）将铁丝制作成一个支架，使立起的铁丝向底座倾斜;（2）用铁夹将一端削好的铅笔尖端朝上夹在铁丝支架上，铅笔尖大致位于底座的正上方;（3）将一个按扣安装在纸杯底部的中央;（4）用刻刀在纸杯的侧面均匀地刻出几个同样的小窗，并折起;（5）将纸杯倒扣在铅笔上，使按扣位于铅笔尖上;（6）将蜡烛点燃，放在底座中央。

4. 实验现象：将点燃的蜡烛放在底座中央，纸杯将转动起来。

5. 原理分析：蜡烛燃烧放出热量，周围空气温度变高，密度变小，因此将向上运动，推动纸杯转动。在这个过程中，烛焰的内能转化为纸杯的机械能。

二、典例解析

例 在古代，我国发明了如图3所示的这种流行于民间的玩具“走马灯”，它的工作原理和近代的燃气轮机相同。如果点燃“走马灯”内的蜡烛，燃烧产生的高温气体将 （选填“向上运动”“向下运动”或“绕蜡烛旋转”），运动的热空气便推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动。这种“走马灯”工作时将内能转化为 能。

解析：点燃“走马灯”内的蜡烛，燃烧产生的高温气体将向上运动，运动的热空气便推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动，这个过程是内能向机械能的转化。

答案：向上運动 机械