张晓红

(庆阳第三中学,甘肃 庆阳 745000)

在文献[1]中，“追寻守恒量——能量”这一节中为了引入能量转化的概念，教材中列举了江河中水的势能、动能的转化，水的机械能转化为电能，实例虽然不难理解，教师讲解也不难，但学生听起来却感觉枯燥无味. 为了调动学生学习的积极性，增强学生的感性认识，设计了大气压喷泉实验仪.

1 大气压喷泉实验仪的制作

大气压喷泉实验仪示意如图1所示，实物图如图2所示.

图1 大气压喷泉实验仪

图2 大气压喷泉实验仪实物图

1.1 实验装置的制作方法

在有机玻璃板上的适当位置打孔，将小水泵、电流表、微型发电机、饮料瓶等固定在有机玻璃板上，将饮料瓶一侧烫平，制成扁形的塑料瓶，固定在有机玻璃板右上方，在饮料瓶下方固定微型发电机，制作小叶轮装在微型发电机的轮轴上. 将小水泵的出水管插入塑料瓶中，入水管插入底座的塑料桶中.

1.2 大气压持续喷泉的制作

用烧瓶制作大气压喷泉，在烧瓶的橡胶塞上打2个孔，1个孔插入尖嘴玻璃管(做喷泉用)，尖嘴端在烧瓶内，另一端插入塑料瓶中；另1个孔插入玻璃管，用橡胶管连接1根长玻璃管，出水端正对小叶轮；2根玻璃管形成一定的高度差，2个玻璃管的高度差越大，水在烧瓶中喷出的速度也越大. 在大气压作用下可以使塑料瓶的水从尖嘴玻璃管中喷出，在烧瓶内形成喷泉，用光照射可以在烧瓶中形成美丽的彩虹，喷在烧瓶中的水可以从另一个玻璃管流出，冲击微型发电机的叶轮. 为了防止水冲击微型发电机叶轮时，水四处乱溅，可将微型发电机罩在透明的塑料瓶罩中，这样水冲击微型发电机的小叶轮时溅出的水可以留在透明的塑料瓶罩中，然后使水一并流到底座的用塑料桶制作的水槽中. 如果2个玻璃管的入水口和出水口高度差太小，流出的水速度小，冲击小叶轮时发电机转动的速度较慢，小灯泡就可能不发光，还可通过小量程电流表测量发电机的电流；同时，也可以说明有电能的产生，用来演示小叶轮的动能转化为电能的现象.

找2个塑料桶作为底座，将塑料桶在中间开1个槽，将有机玻璃板从槽中插入，这样塑料桶既可做有机玻璃板的支架，又可盛水，使用时先将水注入塑料桶，使装置稳定. 将小水泵的入水管放入装有微型发电机下方的塑料桶内，出水管放入到上方的饮料瓶内，使从塑料瓶流下的水再被小水泵抽出，使水形成循环，这样实验装置就制作好了，也可以使喷泉的出水玻璃管的高度增加，水的流速增加可以使与发电机连接的二极管发光. 另外用小风机吹小发电机的叶轮，也可以使发电机发电，带动小灯泡发光，演示风能转化为电能.

2 实验装置的使用方法

在使用时将实验仪器放在桌上，在2个底座塑料瓶注入一定量的水，使实验装置的重心较低，可以使仪器比较稳定地放在桌子上，接通电源使水泵工作，将水抽到饮料瓶内，将电能转化为水的重力势能. 再通过大气压喷泉，依靠大气压做功，转化为水的动能和势能，水从烧瓶中流下，把水的重力势能转化为水的动能，水冲动小叶轮，带动微型发电机转动，再把水的动能转化为微型发电机的动能，通过磁场把动能转化为电能，通过小灯泡发光和电流表指针的偏转显示出来.

3 结束语

该实验仪可展示能量的转化过程，通过演示物理现象向学生提供能量的转化的感性认识. 该实验也可以用鼓风机吹动小风力发电机的叶轮，发电机工作作为水泵的电源，带动小水泵抽水，演示风能与机械能、电能之间的转化.