一、铅笔芯发热器
通过导体的电流有三种效应:其中电流通过导体以后,导体都会发热,我们把这种现象叫做电流的热效应。导体的电阻越大,热效应就越强,反之,导体的电阻越小,热效应就越弱。比如,常用的铜、铝导线,它们的电阻很小,通电后发热是很微弱的。而电炉的炉丝就不同了,它是电阻值很大的电阻丝,所以通电后能产生很大的热量。我们如何看到电流的热效应,并想办法应用到实际中呢?
器材:铅笔芯、干电池、导线、火柴、蜡烛、木板。
步骤:
1.用木板钉一个底座。
2.把铅笔芯穿过两边的小木板。
3.用导线把电源和铅笔芯连接到电路中。
4.在一根铅笔芯上滴上几滴熔化的蜡,使蜡自然冷却。
5.把铅笔心的两端接到一节(或二节)电池上。
6.过一会儿,你就看到铅笔芯上面的蜡又熔化了。
这说明电流通过铅笔芯时,转变成热能把蜡给熔化了。
如果给铅笔芯接上稳定的持续的低压电源,就可以使铅笔芯长时间发热。把它放到鱼缸里,能给水加热,使水保持一定温度,鱼类就能舒舒服服地过冬了。在冬季,如果在手套或自行车(摩托车)的把套中安装上这样的装置,外出时,就不会手冷了!
思考:如图的用电器中,哪些是把电能转变成热能的电器?
A.电炉 B.电熨斗 C.电烙铁 D.电风扇
答案:ABC。
二、铅笔芯电阻器
变阻器的用途很广,例如,调节电风扇转速的快慢,调节收音机音量的大小,控制电车行驶的速度,改变剧场灯光的亮度等,就是用的各种类型的变阻器。我们能否自制滑动变阻器来实现调节作用呢?
器材:木板、导线、铅笔芯、干电池、小灯泡。
步骤:
1.用木板钉一个底座。
2.把铅笔芯穿过两边的小木板。
3.把一根铅笔芯按照面页图的样子固定在一块小木板上。
4.在铅笔芯的一端依次接上一根导线、干电池、灯泡,再把另一根导线的一端弯成个小圆环,套在铅笔芯上。
铅笔芯串联在电路里,移动它的活动端,就可以改变它接入电路的电阻值,以便控制电路中电流的大小。这就是一个简单的铅笔芯滑动变阻器了。
如果需要在更大的范围内来变换电阻值,给上面的电阻器再串联上几根铅笔芯就行了(见图)。
有了变阻器,做起实验来就方便多了。常用的变阻器有滑动变阻器和电阻箱。滑动变阻器能够逐渐地改变电阻值,而不能准确表示出电阻值。如果需要知道连入电路的电阻准确值,那就需要电阻箱。电阻箱上标出了各种数值的电阻,用起来很方便。
思考:滑动变阻器是通过________,来改变电路中的电流大小的?
答案:改变电阻线在电路中的长度。
三、铅笔芯刻锡箔
电流的热效应在生活中除了制作电热器以外,其实还有很多的用途,下面我们就来进行
一个小实验:
器材:铅笔、干电池、导线、包香烟的锡纸。
步骤:
1.找一张包香烟的锡纸,平铺在玻璃板上,并用导线把它跟9伏干电池的负极相连。
2.再找一根削好的短铅笔,把笔芯的尾部跟电池的正极相连。
3.然后你拿起铅笔象写字一样在锡纸上划。
你会发现笔尖冒出微小的电火花,被划过的锡纸上出现了花纹或字迹。这就是平常所说的电刻。
如果你想在钢板上刻字,用上面所说的设备就无能为力了。工业上的电刻,用的是炭精棒做的电笔,给它通上几千到几万安培的电流,炭笔尖和钢板接触时能产生1700℃的高温,使接触处的钢熔化。应用这种设备,不光能在钢板上刻出字或花纹来,更重要的是可以用它来切割金属材料。
思考:为什么通电的铅笔能在锡箔上刻出字来呢?
答案:这是因为电流流到铅笔尖和锡箔接触处,遇到的电阻最大,所以就在那里产生了大量的热,使锡箔熔化而显示出花纹。
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