水压、电压比拟装置_课外实验-查字典物理网

这套装置可使学生真实地看到水压和水流的形成，借此模拟电压和电流的关系。

【制作方法】

如图17．1－1所示，在一块60×40厘米²的白色三合板上，右半部上边中间挖一圆孔，孔中装一个抽水皮球。抽水皮球可用照相球改装成，将原来的阀门拔去换成自制薄膜阀门（因原阀门不严密）。薄膜阀门是用一段直径3毫米、长25毫米的细铜管（废拉杆天线铜管），一端用焊锡封闭，由封闭端的侧面钻直径1．5毫米的小孔，与脚踏车气门嘴相似，用乳胶薄膜盖住小孔，薄膜一端用线缠绕两圈扎紧就行了。做两个这样的阀门，一个从皮球左孔插入球内，一个安在皮球右孔的外面，这样，水便只能由小孔单向流出。

抽水皮球下方两侧，各装一个适当大小的圆筒漏斗，为便于安装，应按漏斗形状将板上放漏斗的位置挖空。用透明塑料管从下边将两个漏斗连接起来，成为连通管。球内和管内都装入浅红色水，以便于观察水在管内的流动。

在板左半边中部，接连线形状挖一宽6毫米的孔，并用半透明纸由板背面将孔糊住，在纸的正面画上象征性的导线，如图17．l－1的左边所示。孔上边中部，装一节便于取下的一号废电池，作为象征性的电源，废电池外壳沿轴线方向连一窄条铜片，实际上是以铜片作导线接通板后面电路的A、B两端，所以取下电池，板后面的电路也就断开了。在所挖孔的下边中部装有小灯泡E，见图17．1－1，它与图17．1－2中的小灯泡并联。面板左下侧装一单刀开关。

在三合板挖孔的背面，用支架固定如图17．1－2所示的电池、小灯泡和玩具小电动机，使所有小灯泡都与连线形状的孔对齐。小电动机轴上，与轴垂直焊一根直径3毫米的铁丝，铁丝上粘一条宽约8毫米的黑纸片，作挡光片，其长度要求在转动中总能遮住一部分连线形状的孔，其位置是夹在小灯泡和三合板上所挖连线形状的孔之间。这样，当电路接通时，挡光片转动时的投影就会在象征性导线的路径上出现定向移动的黑点，产生象征电路里自由电荷定向移动形成电流的效果。当然，教师必须向学生说明，这种效果只是模拟性的，实际上自由电荷的运动是复杂的，也不能直接看到的。

【使用方法】

1．用手连续挤压抽水皮球，把漏斗B内的水抽到漏斗A里，漏斗B内的水位降低，漏斗A内的水位升高，产生了水位差即水压，于是管内形成了如箭头所示的水流，只要抽水皮球不停的被挤压，保持两漏斗间有一定的水压，管中的水流就不停地流动。停止挤压抽水皮球，两漏斗间的水位差消失，管中的水也就不再流动。这个实验直观而真实地说明了“水压是使水发生定向移动形成水流的原因”。

2．在板左边上方中间既定位置放好废电池，使接通图17．l－2中的A、B两接点，合上单刀开关，此时电路接通，面板上的小灯泡亮，同时因为此时板后面的小灯泡都亮，小电动机也带动挡光片转动，在板正面象征性导线的路径上就有象征性的电荷迅速定向移动形成电流。拿掉废电池（即去掉连接电路的铜片），电路两端取消了产生电压的电源，电路里的电流也就随之消失，所以板面上的小灯泡E不再发光（实际上，拿掉废电池，断开了电路，板前、后的小灯泡都不亮了，小电动机也不转了，自然什么也看不见）。由此可以形象地说明：电源产生电压，“电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因”。

编者提示：本自制教具可辅以“电流定律”部分的物理实验教学。

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