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灯泡探头法演示气体热膨胀自控恒温箱

小实验 / 2016-12-26 / 花香调 / 456℃

【制作方法】

本装置如图11.7-1所示。

1.探头:取一只废灯泡,去掉金属螺丝口,便露出了抽气管,把抽气管末端用小砂轮片划一圈,小心地掰掉一小段,使灯泡内与大气相通,即成为探头。

2.取一个医用三通管,一端用细橡皮管与探头的抽气管相连接,另一端与细玻璃管相连接,在其支管端戴一个眼药瓶小橡皮帽作放气用。

3.细玻璃管:长30厘米,直径4—6毫米。把细玻璃管放在酒精灯上加热,弯成如图11.7-1中的形状。

4.水银柱:在玻璃管弯曲部分注入水银,水银柱长8-10毫米。

5.触头(两个),是两根塑皮单股细导线,它们的端部已削去l毫米长的塑皮。

6.在刻度板上划上刻度线,显示仪器的工作温度。

7.把眼药瓶小橡皮帽戴在细玻璃管的端部,在小橡皮帽上扎两个小孔,孔内分别插入作为触头用的两根单股绝缘导线,插入的深浅,决定控制温度的高低。

8.针头:把一个注射用针头也从小橡皮帽插入细玻璃管,作为通气孔。它可以把水银蒸汽的污染控制在最小限度内。

9.继电器:J2414型。

10.指示灯:手电筒小灯泡。

11.木支架:用以固定玻璃管,安装继电器、指示灯等。

12.电灯:普通白炽灯泡,一般采用25瓦或40瓦,功率大小可根据需要确定。

13.温度计:普通煤油温度计即可。

14.恒温箱:可选一个容积为10-20立升的木箱。

电路按图11.7-1所示连接。

【使用方法】

被控制电路(即含有作为热源的电灯的支路)的一端接常闭触点A、B是公共触点,接通220伏电源后,电灯发亮,对恒温箱加热,箱内温度升高,探头里的空气受热膨胀,这时需摘掉三通管的小橡皮帽,将气体放出,待箱内温度接近预定温度时,再把小橡皮帽戴上。之后,随着温度的升高,气体将推动水银柱向右移动,与两触头相遇,接通了控制电路,继电器的电磁铁工作,使常闭触点A与B断开(电灯停止加热),恒温箱温度不再升高;此时常开触点C与B接通,指示灯亮。随着散热,恒温箱内温度慢慢降低,探头内气体温度也下降,气体体积缩小,水银柱向左移动,断开两触头,继电器电磁铁停止工作,B、C又断开,A、B又接通,电灯又发光,继续对恒温箱加热,使温度上升。这样就能使恒温箱内的温度保持在一定的范围内(一般在上±2℃以内)。

肉丁网提示:本自制教具可辅以“热膨胀、热传递”部分的物理实验教学。


选自:《初中物理自制教具》
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