对家庭电路演示实验探究及改进

《对家庭电路演示实验探究及改进》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、对家庭电路演示实验探究及改进一、实验创新背景家庭电路是北京师范大学版九年级物理教科书第十一章第五节内容，主要是研究家庭电路的组成、连接以及各个组成部分的作用。这一节的内容与学生的实际生活联系紧密，与生活中的用电安全息息相关，学生除需了解家庭电路的连接原则之外，更应理解其中的道理，以提高安全用电意识。教科书中并未出现关于家庭电路的演示实验，只是给出了一幅家庭电路的连接图(如图1所示)。经过查阅，家庭电路演示实验的传统器材是由电能表、开关、保险、灯泡、插座等元件连接而成，并固定于演示板上(如图2所示)，使用时，火线与零线之

2、间加以220V交流电压进行演示。图1教科书的连接图图2传统器材但是，传统器材也存在着一些不足，如：(1)传统器材使用220V交流电压，电压较高，学生操作时存在安全隐患。(2)电路中各元件均固定在演示板上，无法拆卸、交换位置，学生只能通过观察了解正确的连接方式，但并不能理解这样连接的原因，以及错误连接方式带来的问题或危险。(1)保险丝是隐藏于保险盒盖内部的，保险丝熔断时，学生无法及时地观察到这一现象。针对以上问题，笔者对传统器材进行了一些改进，改进内容如下：(1)用变压器将220V交流电转换为12V直流安全电压,教师、学

3、生都可安全操作。(2)自制保险盒模型，将保险丝外露，便于学生进行观察，便于教师进行操作。(3)电能表、闸刀开关、自制保险盒背面固定上螺丝，便于拆装和交换位置。(4)连接灯的火线和零线预留接口(如图3所示)，便于将开关先后接在零线、火线上进行演示；开关选用单刀开关,相对于生活中的拉绳开关，学生更容易观察到开关的状态。图3二、实验创新作品设计与研制1.家庭电路连接原则(1)进户线是家庭电路的电源，进户线之后依次安装电能表、闸刀开关、保险盒，然后再连接各用电器。(2)灯泡的开关接在火线上。(3)灯泡的螺口与零线相连，灯头与火

4、线相连。(4)插座连接原则为“左零右火”，三孔插座需要接地。1.实验作品研制(1)制作材料本实验的制作材料容易获得，大多来自实验室，而且成本较低、容易购买。(DAC-220V转DC-12V变压器，最大电流10.5A,用于低压直流输出。②电能表1个、闸刀开关1个、插座1个。③12V-18W节能灯2只，12V-60W灯泡1只。④实验室用单刀开关2个，作为灯泡开关。⑤6〜24V汽车试电笔1支，用于检测电路。⑥5cmX15cm薄木板1块，螺钉、螺母、垫片、保险丝若干，用于自制保险盒。⑦红色、蓝色、黄绿相间色导线若干，作为火线、

5、零线、地线。⑧尼龙拉带若干，鳄鱼夹若干，用于固定导线、连接导线。⑨75cmX75cm薄压缩板1块，铁皮、铁管若干，用于制作演示板及支架。(2)主要制作工具电钻、老虎钳、剥线钳、改锥、扳子、试电笔、刻度尺、剪刀、锯、电烙铁、绝缘胶带。(3)制作方法%1设计电路、布线。根据各元件的大小、数量设计电路,将设计图画在压缩木板上，并用电钻沿导线所在路径间隔10cm打孔。由于电能表、闸刀开关、电灯开关等电路元件需用螺钉悬挂在演示板上，故在演示板上对应各元件的适当位置打孔。红色导线作为火线，蓝色导线作为零线，按照线路图布线，并预留出

6、安装电能表、闸刀开关、保险丝、电灯、电灯开关、插座等元件的位置。用尼龙拉带穿过压缩板的小孔（如图4所示），将导线固定在压缩板上。图4%1改装变压器。将变压器的12V输出接口剪掉，将两根导线分别接上鳄鱼夹，用电压表测出变压器输出端的正、负极，分别缠上红色、黑色绝缘胶带，以便区分（如图5所示）。图5%1改装电能表、闸刀开关。将电能表、闸刀开关两端接上适当长度的导线，将线头剥皮1cm（如图6所示）。再将电能表、闸刀开关的背面安装上螺丝并固定好，用于悬挂。图6%1自制保险盒。由于家用保险盒是将保险丝置于保险盒盖内侧，所以在演示

7、过程中操作不方便，学生也观察不到现象。为解决这个问题，本设计采用自制保险盒模型，将保险丝外露，便于操作和观察。首先在一块约6cmX15cm薄木板的适当位置上打5个孔，其中上端一个，用于悬挂螺钉；中间位置2个，下端2个，用于制作接线柱。然后将5个螺钉分别穿过每个小孔，用螺母和垫片把每个螺钉牢牢固定在木板上，再分别装上红色、黑色的接线柱各2个，最后装上保险丝和连接用的导线（如图7所示）。图7%1改装2个电灯开关。将单刀开关两端打孔，分别装上螺丝用于悬挂。再将每个接线柱接上一小段导线并固定好。两个开关中，一个安装红色导线，用

8、于接在火线上，另一个安装蓝色导线，接在零线上（如图8所示）。图8%1安装两个灯座，其中一个螺口接零线，并在螺口处缠绕上蓝色胶带以示零线；另一个灯座螺口接火线，在螺口处缠绕红色胶带以示火线（如图9所示）o图9%1安装插座。将插座与布好的导线连接，并连接“地线”（实际并不接地，仅做演示），接地的一端在演示板上画上接地符号。用螺丝和螺母