金屬熱脹冷縮實驗創(chuàng)新及拓展

吳軍

《金屬熱脹冷縮嗎》一課，教材中設計了用一段30 cm左右長的鋼條做一個橋的模型，然后給“橋”（鋼條）加熱，觀察鋼條的伸長情況（如圖1）。學生在實際操作中，往往會遇到一些問題：金屬棒受熱不能推倒大頭針，現象不明顯;右邊的大頭針不能釘得太牢固，也不能太松，學生很難把握好分寸;實驗花費的時間比較長，效率比較低。

實驗制作及方法

1.利用三極管放大電流的作用，設計一個用很小的電流就能點亮二極管的電路（如圖2）。

2.把電路安裝到一個支架上（參見圖3）。

3.連接電路，電路不通，發(fā)光二極管沒有發(fā)光（如圖3）。用酒精燈加熱鋅棒，使它受熱膨脹接觸到金屬片，連通電路，發(fā)光二極管發(fā)光。移開酒精燈，鋅棒冷卻變短，電路又斷開，發(fā)光二極管熄滅。

實驗優(yōu)點

實驗改進后，學生只需要觀察發(fā)光二極管的亮滅即可知道金屬棒的脹與縮，讓觀察更加方便;實驗時僅需對金屬棒進行加熱，操作也很簡單;如果距離控制得當，僅需幾秒鐘，就可點亮發(fā)光二極管，實驗效率高。

實驗拓展

1.檢驗液體的熱脹冷縮

將冷鹽水注入燒瓶，使液面與導線保持很小的距離（如圖4）。將燒瓶放入帶有水龍頭的水槽里（如圖5），連接好電路后，倒入熱水。燒瓶中的冷水受熱膨脹，連通電路，發(fā)光二極管發(fā)光。

打開水龍頭，放掉水槽中的熱水，倒入冷水，燒瓶中的水遇冷收縮，斷開電路，發(fā)光二極管熄滅。以此證明鹽水（4攝氏度以上）的熱脹冷縮。

2.檢驗氣體的熱脹冷縮

將檢驗空氣熱脹冷縮的裝置（如圖6）接入電路，并浸入熱水中，空氣膨脹，推動活塞，連通電路，發(fā)光二極管發(fā)光。

浸入冷水中，空氣收縮，電路斷開，發(fā)光二極管熄滅。以此證明氣體（空氣）的熱脹冷縮。

浙江省紹興市柯橋區(qū)柯巖中心小學（312030）