自制內(nèi)燃機原理演示器

孔儀昭

在2005版的教科版9年級物理教材中，內(nèi)燃機原理實驗的器材是由點火器和膠卷筒組成的，如圖1所示。由于膠卷筒和點火器在生活中不易找到，所以一線教師在該實驗的教學時幾乎不做。而人教版9年級教材使用酒精燈對試管中的水進行加熱，利用水蒸氣的壓強將膠塞沖出，如圖2所示，說明內(nèi)燃機的做功原理。筆者在教學中發(fā)現(xiàn)，即使通過該實驗的演示，學生還是很難掌握內(nèi)燃機工作過程的特點，尤其是對于壓縮沖程和做功沖程中能量的轉(zhuǎn)化過程更容易混淆。于是，筆者在教科版教材實驗的啟發(fā)下，自制了內(nèi)燃機原理演示器，由打火機火花發(fā)生器和礦泉水瓶組成，如圖3所示。

1制作材料

廢舊打火機、金屬導線、廢舊電腦鼠標或鍵盤線、細鐵絲、廢簽字筆芯、礦泉水瓶、注射器等。

2火花發(fā)生器制作方法

（1）將廢舊打火機的點火線圈取出，如圖4所示。從鼠標線中抽出2根導線分別接在點火線圈的陰極和陽極，如圖5所示。重新裝入打火機中。

（2）將金屬導線和簽字筆芯平行豎立固定在一固定物上，把金屬導線的一端壓扁作為陰極，再將細鐵絲從簽字筆芯的中間穿出作為陽極，做成尖端放電狀，通過鼠標線連到點火線圈的陰、陽兩極。

3演示器的使用方法

（1）吸氣沖程。按下打火機，觀察是否有火花產(chǎn)生；用注射器往礦泉水瓶內(nèi)注入0.2～0.4 ml無水酒精。

（2）壓縮沖程。蓋緊瓶蓋，晃動瓶子5 s左右，使液態(tài)酒精充分霧化，這個過程是將機械能轉(zhuǎn)化成酒精的內(nèi)能。

（3）做功沖程。將瓶蓋打開，瓶身倒立豎放在點火發(fā)生器上，按下打火機，點火爆炸，瓶身向上飛起，酒精的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶子的機械能。

（4）排氣沖程。撿起該瓶子進行重復該實驗，不能成功。原因是瓶內(nèi)的氧氣已經(jīng)耗盡，酒精無法燃燒，所以必須把里面的廢氣排出才能保證下一次爆炸的成功。

4實驗裝置優(yōu)點

（1）取材容易、制作簡單。一個打火機、礦泉水瓶、兩根導線、一把尖嘴鉗就可以制作完成，這些材料在城市或偏遠鄉(xiāng)村都容易找到。

（2）成本低。該實驗裝置幾乎是零成本，廢打火機、廢礦泉水瓶、廢舊細導線都不需要專門購買。

（3）學生可親身體驗觸摸做功后瓶子的溫度變化，體驗內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，為學習熱機效率奠定基礎(chǔ)。

（4）實驗成功率高，教學效果好，容易激發(fā)學生的學習熱情。