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试电笔教学中发现的问题与思考

2018-03-31黎永全

新教育时代·教师版 2018年11期

摘 要:初三物理课本所说,试电笔氖管发光是由于电流经过人体流入大地,与生活中现象不太符合,于是经过多次实验探究和查阅大学物理电磁学后,得出问题的完整解释和对教学的一些思考。

关键词:试电笔 电容 孤立导体

在初三《家庭电路》这一课中,判断火线和零线时,使用的是试电笔。书上说,当试电笔笔尖接触火线时,氖管发光,是因为电流经过笔尖、电阻、氖管、弹簧,再经过人体流向大地,流到零线,与电源构成闭合电路,氖管就会发光。

课后马上就有学生就向我提问:如果人站在干燥的椅子上,氖管会发光吗?于是我带着学生做了以下实验:1)穿着鞋站在地面上,试电笔笔尖接触火线,手按住笔卡,观察到氖管发光。2)站在干燥椅子上,试电笔笔尖接触火线,手按住笔卡,观察到氖管仍发光。

学生惊讶地提出疑问:干燥的椅子不是绝缘体吗?为什么会有电流流过呢?

根据平行板电容公式:

可知,其他因素不变时,极板(导体)面积越大,电容越大,充放电能力越强,因此人的手没有按住笔卡时,笔卡的面积很小,与大地形成的电容很小,充放电的能力很弱,氖管不发光。当手按住笔卡时,人成为极板,人的面积大得多,与地形成的电容大得多,于是充放电能力强得多,氖管发光。但有学生提出新的疑问。

疑问1:通过氖管的电流大小,跟人与大地的距离有关吗?

当人手按笔卡,跳起来时,发现氖管的亮度并没有减弱。当人手按笔卡,站在更高的干燥木椅子上时,发现氖管的亮度没有变化!……

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