自制弹簧进行多个探究性实验 1 问题的提出 高中物理教材中有“探索弹力和弹簧伸长的关系”的探索性实验和“研究弹簧振子的周期和小球的质量的关系”的研究课题。我们组织学生对这两个实验进行探索与研究，利用实验室中现有的器材进行实验，结果都不甚理想。 在“探索弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，我们将最大测量范围为4 .9N的弹簧秤的弹簧拆下来作为研究的对象，实验发现，大多数实验小组劲度系数的测量误差都在8%左右，而且都有随着弹力增大，劲度系数减小的现象，实验结果与胡克定律相差太大，不能令人信服。究其原因，主要是弹簧的劲度系数太大，改变力的大小时弹黄发生的形变量较小，使弹簧长度测量时产生较大的相对误差。如果用这样的弹簧进行“弹簧振子的周期和小球的质量的关系研究”的实验，同样也是由于弹簧的劲度系数太大，使弹簧振子的振动周期较短，实验中数振子的全振动次数时，很容易发生差错。 这两个实验所需要的弹簧，一般的实验室都还没有配备，市场上也很难找到。如果要自己制作一条合适的弹簧，需要细钢丝，请人加工或者自己绕制都有一定的困难。在实践中，我们发现卷绕着的电炉丝就是一条弹簧，能否用它来完成这两个探索性实验呢? 2 弹簧的制作 我们取一条“220V 500W”的电炉丝，发现挂上质量为 50g 的钩码时弹簧并没有伸长。究其原因，是因为电炉丝本身就有收缩形变。而挂质量大一些的钩码，弹簧拉得稍长一些，撤去钩码后弹簧就不能恢复原长，这是由于电炉丝的材料并不是钢性材料，弹性形变的范围很小，显然不能直接用电炉丝来完成实验。要使电炉丝具有弹簧的弹性，需要对电炉丝进行热处理。 为了消除电炉丝原先的收缩形变，增强电炉丝的弹性，为此我们专门请教了五金加工的师傅，了解了用“退火”和“淬火”的方法可以解决“收缩形变”和“增强钢性”的问题。具体的操作步骤是： (l)将电炉丝两端弯成两个圆圈，实验时一个圆圈用于将电炉丝悬挂在铁架台的横杆上，另一个圆圈用来悬挂钩码。 (2)在小木棒上钉2枚铁钉，2枚铁钉间的距离比电炉丝长度大3crn，2枚铁钉分别连接2条导线，接上插头。 (3)将电炉丝拉长套在铁钉上，使各圈电炉丝都不彼此接触。 (4)接通220V电源，进行“退火”处理，当电炉丝发红时切断电源，然后马上将电炉丝浸人冷水中，进行“淬火”处理。经过这样“退火”、“淬火”处理后，电炉丝就成了一条弹性理想的细弹簧了。 3 探究弹力和弹簧伸长的关系 用自己制作的弹簧进行“探究弹力和弹黄伸长的关系”的实验时，为了拓宽学生的思路，在器材的选用上要尽量利用生活中的一些物品，避免一提到质量相等就想到钩码，一说到弹力就想到弹簧秤。我们发现，学生采用同一型号的玻璃球或小钢珠进行实验，是一个比较合理的实验设计。 在毫米刻度的米尺上钉一枚铁钉，将弹簧悬挂在铁钉上，弹簧下端挂一只质量可以忽略的塑料袋，测出弹簧的原长L0。在塑料袋中装人玻璃球，记录塑料袋中玻璃球的数目，测出塑料袋静止时弹簧的实际长度L，改变玻璃球的数目进行多次实验，研究弹力和弹簧伸长长度间的关系。我们选择了一个小组的研究成果，将实验数据记录在表1中。数据处理如图1所示。 实验分析发现，实验相对误差大约1 .3%，误差小的主要原因是弹簧形变量可达 40cm 多，长度侧量时的相对误差较减小。 4 探索弹簧振子的周期和质量关系 用自制弹簧进行“弹簧振子的周期和质量关系”课题研究。实验时将弹簧竖直悬挂起来，弹簧下端悬挂一只质量可以忽略的塑料袋，在塑料袋中装人玻璃球，记录塑料袋中玻璃球的数目，让塑料袋和玻璃球上下振动，测出多次全振动的时间t，计算振动的周期T，改变玻瑞球的数目进行多次实验。实验数据记录如表2所示，弹簧振子的质量和周期的关系图如图2所示。 实验结果分析发现，实验的相对误差大约只有0 .2%。原因在于用这样的弹簧进行振动的研究时，有效避免了一般的弹簧振动时产生的扭动现象，而且全振动次数多达50次也未见振幅明显减小，这样周期测量的精确度就大大提高了。 5 研究复合振动的特殊现象 在“弹簧振子的周期和质量关系”实验中，有些学生发现，当塑料袋中装入特定个数的玻璃球时，塑料袋和玻璃球的上下振动和左右摆动交替转化的现象，使周期的测量比较困难。针对这种意料之外的特殊现象，引导学生进行深入研究。当塑料袋中装入特定个数的玻璃球时，测定弹簧悬挂点到玻璃球重心的距离，以此为摆长制作一个单摆，测量单摆的周期。再从弹簧振子的质量和周期的关系实验图线中查找特定个数玻璃球时的周期，发现这两个周期相当接近。也就是说由玻璃球质量和弹簧的劲度系数决定的振动频率刚好跟由弹簧和塑料袋长度决定的摆动频率相等，发生了一种特殊的共振现象。 6 探究弹簧的弹性势能 弹簧发生形变时具有弹性势能，形变量越大弹性势能也越大，弹性势能与形变量之间有什么定量关系呢?能量的变化量可以用功来表示，但由于橡皮筋的弹力随形变量的变化而变化，高中阶段学生无法计算变力做的功，所以必须将变力做功转化为恒力做功。用自制的弹簧可以进行探究。 在竖直墙壁上钉一枚铁钉，弹簧一端悬挂在铁钉上，另一端系一条细线，细线另一端悬挂一个重物。确定弹簧自然长度时下端的位置。将重物向下拉到某位置，测量弹簧的伸长量x，记下小钢球的初位置。放手后观察重物向上运动的情况，记下重物上升的最高点，测量重物上升的离度h。获得一组x、h数据。将重物拉到不同位置放手，可以获得弹簧各种伸长量x时重物上升的高度h，这样获得多组x、h数据。 重物上升的高度，对应重物克服重力做的功，由于是无初速度释放重物，而重物上升到最高点时速度也为零，所以弹力做的功等于重物克服重力做的功。橡皮筋形变量为x时的弹性势能等于mgh，分析x与h之间的关系，也就可以分析橡皮筋的弹性势能与形变x之间的关系。分析实验测得的与数据，试图获得的x与h之间的定量关系，最好用图象法进行处理。 用电阻丝制作“弹簧”，使学生获得了亲身体验，特别是“退火”、“淬火”过程对改变弹簧的弹性所起的作用，有的同学为此还专门向五金师傅和技术专家请教“退火”、“淬火”在金属加工中的作用。通过上述探究性实验的研究活动，使我们感到：(1)探究性实验改变了我们的认识，认识到在高中阶段开展探究性实验的可行性。(2)探究性实验开拓了我们教学范围和研究视野，在应用已学知识的同时，根据需要选取实验器材，乃至自己设计、制作与改进实验器材。(3)探究性实验使学生走进了社会，了解一些生产技术，使知识与应用、知识与技术实现良好的结合。 自制演示游标卡尺 “长度的测量”是高一物理的第一个学生分组实验，实验要求掌握游标卡尺的使用和读数方法，在“用单摆测定重力加速度”一节中，也要用游标卡尺测量摆球的直径。教学中，尽 管 老师花费大量的时间教学游标卡尺的构造、原理、使用和读数方法，但仍有些学生不能正确掌握。问题主要在 于 老师所演示的实物游标卡尺和模型的分度值太小，学生无法看清刻度线，导致学生难于理解游标卡尺的原理和读数方法。针对这一问题，我们自制了一种分度值是游标卡尺的40倍，并能在黑板上演示的“演示游标卡尺”，在教学中取得了很好的效果。在此做一介绍。 1 制作材料 规格为 59mm 和 39mm 的PVC 线槽板各1 根(电工敷设线路用材)，有机板、磁片(市售张贴挂图、报纸用的磁片)、单芯红色胶皮导线(直径 1mm )、单芯黑色胶皮铝线等。 2 装置结构 如图1所示，“演示游标卡尺”主要由固定内外测量爪1、带可动外测量爪的游标尺2、可动内测量爪3 和主尺4 等部分组成。 3 制作方法 (1) 主尺的制作 取规格为宽 59mm 、长 1500mm 的PVC 线槽板1 根(去除底板) ，用锥尖在线槽板的上下端边缘上每隔 40mm 各钻一小孔，每条边缘钻33 个小孔，然后用红色胶皮导线从线槽板底面一端的下边第1 个小孔穿向表面，再从线槽板表面上边与之对应的小孔穿回底面(拉紧导线后，导线在线槽板的表面上便成“0”刻度线) ，底面上边拉出的线头再从底面上边的第2 个小孔穿向表面，然后从线槽板表面下边与之对应的第2 个小孔穿回底面(拉紧导线后，导线在线槽板的表面上便成“1mm”刻度线) 。以此方法把导线顺次穿过其他小孔后，拉紧导线并把导线的两个线头打结固定在线槽板底面上。这样穿过小孔的导线在线槽板的表面上便形成33 根刻度线和32 条等分格，每一等分格代表“1 mm”(其实际长度为 40 mm ，是游标卡尺主尺分度值的40 倍) ，线槽板底面的导线全部嵌入浅槽里(线槽板底面上下边均有浅槽)。把黑色胶皮铝线做成数字和字母(也可书写) ，用热熔胶把数字粘贴在刻度线旁，单位“cm”粘贴在末端空白处，如图中“4”所示。为了能使主尺吸附在磁性黑板上(目前大部分学校都已使用铁质黑板) ，把5枚磁片(去除塑料外壳) 分别用热熔胶粘贴在线槽板底面的适当位置上，演示时把线槽板底面贴在黑板上即可固定。 (2) 游标尺的制作 取规格为宽 39mm 、长 500mm 的PVC 线槽板1根，按照主尺的“刻度”方法制成10 分度的游标尺。游标尺上10 分度的总长度跟主尺9 个分度格的总长度相等，实际长度为 360mm ，所以游标尺上每一分度的实际长度为 36mm (用最小分度为毫米的有机片刻度尺进行准确刻度) 。我们把主尺每一分度当作 1mm ，则游标尺上每一分度就是 019mm ，所以其准确度就为 011mm 。把2 枚磁片分别用热熔胶粘贴在游标尺底面的适当位置上，演示时使其能吸附在黑板上。把有机板(也可用铁皮、纸板) 裁剪成梯形外测量爪，用透明胶带纸把它固定在游标尺的左端，如图中“2”所示，在移动游标尺时，外测量爪跟随游标尺同步移动。 与制作10 分度游标尺的方法一样，再制作1把20 分度的游标尺。20 分度的总长度跟主尺19个分度格的总长度相等，实际长度为 760mm ，所以游标尺上每一分度的实际长度为 38mm 。我们把主尺每一分度当作 1mm ，则游标尺上每一分度就是 0195mm ，所以其准确度就为 0105mm 。根据教学情况还可制作总长度为 760mm 的10 分度的游标尺(准确度为 011mm ) 。 (3) 固定内外测量爪的制作 把有机板(也可用铁皮、纸板) 裁剪成图中“1”所示的内外测量爪，演示时用透明胶带纸把它固定在黑板上。 (4) 可动内测量爪的制作 把有机板(也可用铁皮、纸板) 裁剪成图中“3”所示的内测量爪，其底面用热熔胶粘贴1 枚磁片，演示时使其能吸附在黑板上，并能随意移动。 4 演示方法 ①把主尺吸附在黑板上，游标尺吸附在主尺下方，调整游标尺的位置，使游标尺的“0”刻度线跟主尺的“0”刻度线对齐，用透明胶带把“固定内外测量爪”粘在主尺左边(固定内外测量爪的边线跟游标尺上可动外测量爪的边线重合) ，“可动内测量爪”吸附在主尺的上方。主尺和固定内外测量爪在黑板上固定不动，游标尺和可动内测量爪可沿主尺左右移动，如图1 所示。 ②结合实物和演示游标卡尺介绍游标卡尺的构造(各部分名称) ，并通过实物游标卡尺的演示，让学生知道可动内、外测量爪、深度尺和游标尺是连成整体的，它们跟随游标尺沿主尺同步移动。在“演示游标卡尺”中，考虑到制作难度，未设计、制作有深度尺，可动内测量爪也不能跟随游标尺同步移动，但可手动。 ③可演示游标卡尺的原理和读数方法。把“演示游标卡尺”主尺上的分度值当作“1mm”，分别用10 分度和20 分度的游标尺进行演示教学，由于分度值放大了40 倍，全班学生都能看清刻度线，利于学生理解游标卡尺的原理和读数方法。再通过移动游标尺的位置来训练、强化学生对读数方法的掌握。 ④视教学情况的需要，可用“演示游标卡尺”演示有“0误差”的读数方法。先使游标尺上的可动外测量爪跟固定外测量爪的边线重合，再移动主尺，使主尺的“0”刻度线在游标尺“0”刻度线的左边或右边，然后教学演示“0误差”的读数方法。 ⑤用实物游标卡尺演示长度，内、外径和深度的测量方法。 小实验：受迫振动 实验器材：镀锌铁丝 肥皂液 取一根直径为2绝米的镀锌铁丝，弯成直径为 15厘米 的大圆环。并将圆环接头处用锡焊牢，并用砂纸磨光焊缝，制成如图所示的光滑铁丝环。 实验成功的关键是肥皂液的配制。取一干净的500ML烧杯，分别倒入角售洗洁精、蒸馏水和纯净甘油各占1／3容积，将其缓慢地搅拌均匀，避免皂液乳化或产生过多气泡。将配制的皂液倒入内径大于 15厘米 的浅盆内。用上述洁净的光滑铁丝环浸没于皂液中。手指环柄，将圆环稍稍倾斜地轻轻抽出皂液。这时可观察到圆环上形成一张亮晶晶的肥皂膜。然后缓缓地上下振动圆环，使皂膜受迫振动，如图所示。皂腹四周附在铁丝环上，时而向上凸起，时而向下凹陷．形成悬链曲面。在阳光照时下，这张振动膜还呈现七彩呢！ 一旦圆环大幅度摆动后，迅速平移，这张七彩振动膜会脱离圆环，在空中形成一肥皂泡，并在表面张力作用下，收缩成一只飘飘然的七彩肥皂泡，美丽而有趣。 可用硬币做的物理实验 教学中，用简易、实用的教具实验，可培养学生的创新精神和实验能力。在力学、电磁学和光学中用硬币可以做以下实验： 1．水的表面张力 1．1 吸引 取一只脸盆，盛满清水。用手指拿着一枚硬币(壹角、伍分或贰分币都行)，水平地轻轻放入水面，使硬币浮在水面上(硬币应是干燥的，水是平静的，动作轻轻的)。如有困难，可用以下方法之一： (1)在硬币上抹点蜡或抹一点肥皂； (2)先将硬币放在吸水纸上，再把纸平放到水面上，然后戳掉薄纸； (3)做一个小铁圈，把硬币托放在上面，然后放入水中，小心翼翼地移去铁圈。 用同样方法再放人两枚硬币。然后用手指轻轻拨动，或者用嘴轻轻吹气，使硬币逐渐靠拢。随着它们不断地靠近，可以观察到：当硬币间距小于 1厘米 时，不用施加任何外力，它们会自动相互靠拢，最后紧挨在一起，如图 1a 所示。如果用手轻轻拨动其中一枚，另一枚也跟随移动。似乎它们间存在某种相互吸引的力。 原因：分值硬币是用铝镍合金铸成的，其密度约为水密度的2.7倍，它们浮于水面不下沉是凭借水的表面张力。尽管它们没有下沉，但毕竟将水面压下去了，在硬币周围形成一个局部凹陷区。后放的硬币在水的表面张力作用下迫使它们向低凹处移动，这就是它们相互吸引的奥秘。用同样方法还可使更多硬币同时浮于水面，它们聚在一起，形成十分有趣的图案。 1．2 分离 水面上漂浮着三枚贰分硬币互相连在一起呈三角形，如图1所示。将一根外径为 5毫米 的细玻璃的一端沾上一些水，然后将玻璃棒上沾水的一端放到三枚硬币中央的水面上。当玻璃棒上的水和三枚硬币中央的水面一接触，由于水和水之间存在着内聚力，在玻璃棒上水的内聚力的作用下，使三枚硬币中央的水面升高，这样三枚硬币在水的表面张力的作用下，向四周低处移动，他们就互相分离了。图1b是三枚硬币分离的俯视图。 2 静电斥力 我们已经知道，使两枚干净硬币漂浮在水面上，当它们靠近到一定距离时，会相互吸引到一起，无论怎样用嘴吹，都不能使紧挨着的硬币分离。可用静电分离这两枚硬币。为防止静电干扰，盛水的盆不要用金属盆。取一有机玻璃棒(直径约6～8毫米)，将它裹在丝绸内用力摩擦数次，则玻璃棒上带有大量正电荷。然后将该棒置于这两枚紧挨着的硬币上方，尽量靠近但不能接触硬币，也不能使棒沾上水，这时可观察到：随着棒的靠近，两枚硬币会自动分离，如图2所示。实验原理是这样的：在硬币的重力及水的表面张力的共同作用下，水面像一层橡皮膜似地呈凹形，硬币便向低洼处移动，而紧靠在一起。当带电棒接近两硬币交界处上方时，由于静电感应，使硬币及水面都感应大量电荷，其极性与棒上电荷极性相反，硬币间出现一对斥力，使硬币相互推离。另外，水面带电也能减小表面张力。由于硬币外侧远离带电棒，使外侧水的表面张力大于硬币接近处水的表面张力。而这个张力差的方向也正是使硬币趋于分离的方向。实验成功的关键在于：环境干燥；有机玻璃棒不能太粗且带上足够的电荷。 3 感应电动机 将几枚伍分硬币浮于盛有清水的大瓷碗的水面上，并使硬币静止于水面中央。将强磁铁的一极紧挨硬币上表面。当磁钢沿硬币表面绕其竖直轴旋转时，可观察到这样一个现象：非铁磁性物质的硬币竟然跟着磁钢绕其铅垂轴旋转。一旦磁钢停止旋转，这几枚硬币也立即随之停止转动，如图3所示。 浮于水面的硬币怎么会自动旋转起来呢?由于磁钢在旋转时，在水面附近的空间形成一个旋转磁场，根据法拉第电磁感应定律，硬币在旋转磁场中切割了磁感线，产生了感应电流。但毕竟受到水的阻尼等硬币旋转的角速度始终小于磁钢旋转的角速度。 4 磁化现象 可用1O—2O枚一元硬币傲磁化实验(1元硬币是用铜镍合金制成的，是典型的软磁材料)。实验方法丰富多彩，实验结果让人惊叹：磁铁能吸引1O多枚叠放成圆柱形的硬币(竖直、水平均可以)；也可吸引5—7枚立放的硬币(两圆相切)，这时轻轻拨动最下面的硬币，它还可以在空中自由旋转；在磁铁上面可立3—5枚硬币f还可以用硬币搭“积木”桥、硬币在平放的条形磁铁上滚动、把叠放成圆柱形的硬币横放在桌面上，将磁铁竖直慢慢靠近这叠硬币时，硬币会自动一枚接一枚的向两侧倒下⋯⋯ (图4) 5 磁屏蔽 如图5所示，将磁钢A用夹子固定在铁支架上，取一枚硬币B和一根锦纶细线，用粘胶将细线一端固定在硬币B的表面上，而将细线的另一端固定在铁架台的底座上，将B提起来竖直方向靠近磁钢下端约为 1厘米 左右，此时硬币竟奇迹般地悬浮在空中而不掉下。现取一块 2毫米 厚的薄软铁皮C插入磁钢A和硬币B之间的空间，结果硬币落在桌面上。这是由于软铁皮具有良好的导磁作用，所以从磁钢发出的磁感线大部分集中到软铁C上，而只有少量的磁感线穿过软铁皮C，因此在铁皮C下面的磁感应强度就大为减小，铁皮C在此起了磁屏蔽作用。 6 光的全反射 取一枚硬币放在桌上，硬币上叠放一只空玻璃烧杯，可以明显看到杯底的硬币，如图6所示。然后往烧杯内注入清水，当从烧杯四侧用目光寻找位于杯底的那枚硬币，却怎么也不到了。硬币哪儿去了呢？ 其实硬币并没有消失，只是光的全反射玩弄的把戏。来自硬币的光线从光密媒介——水，射入光疏媒介——空气的分界面时，由于入射角大于或等于临界角，因此，这部分光线被分界面全部反射掉了。 7 光的衍射——泊松亮斑 取一个显微镜配备的盖玻片（厚0.18毫米），进行适当切割（以能装在光具座配备的透镜框内为准，这样便可借助光学实验中的专用金属杆在光具座上实验），用502胶水或双面胶将硬币粘在盖玻片中心位置。因激光束太细，需用凹透镜来扩束。如图7所示，在光具座上一次放激光光源、凹透镜和硬币，衍射图样可呈现在教室后面墙壁上。透镜位置要适当，不能使墙上的光斑过大，以避免光斑亮度过低。笔者用焦距为 8cm 的凹透镜置于激光器输出口处，让光沿主光轴通过，硬币距透镜 0.9m ，距教室后墙壁约 8m 。不放透镜和硬币时，墙壁上的光斑直径约为 3cm ；用凹透镜不放硬币时，光斑直径约为 8cm ；放上透镜和硬币后，衍射图样直径约 12cm 。虽然衍射条纹外侧的明暗圆环不够理想，但阴影区的中心亮斑很明显。 利用医用注射器改进的三个物理实验 1．油膜法测分子大小实验的改进 (1) 改进的理由 现行教材介绍，测定一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积时，用胶头滴管或注射器将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中。实践发现，胶头滴管或注射器均感使用不便，因胶头滴管滴出的液滴较大，在浅水盘里水面上形成油酸薄膜的面积太大，难以测定其面积；而使用注射器，当施加在活塞上的压力控制不当时，从针头出来的油酸酒精溶液就会时而成滴，时而喷射，实验往往半途而废。本是一堂学生实验课，呈现的却是学生一趟趟换水上洗手间的闹剧。 (2) 仪器的改进与制作 鉴于上述窘境，笔者从一次性使用输液器上，拆取注射细软管部分，将剩余塑料软管上的控制阀安装于细软管处，以便于直接调节控制阀来控制细软管中油酸溶液的流速，以保证在较大力推动注射器时，也能使注射针头处以液滴形式滴出，这样就制成了一件非常完美实用的注射滴定器。如图1 所示。 (3) 改进后的优点 该实验取材制作简单，操作稳定性加强。 经改进后，实验的成功率大大提高。 2．做功改变物体内能实验的改进 (1) 改进的理由 改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。 现实生活中有许多实例可以证实，热传递可以改变物体的内能。 新课程选修3-3第10章第1节功和内能演示实验：在有机玻璃筒底放置少量硝化棉，迅速压下筒中的活塞，观察筒底物品的变化。此实验通过活塞对筒内气体做功，温度上升，点燃硝化棉来说明做功改变物体的内能。观察到的现象是硝化棉燃烧发光，但持续时间很短，即使在光线较暗的教室也不易观察，更不用说明亮的环境下的实验效果。 这正是实验不易成功的关键所在，可视性不高。 笔者为了提高可视化程度，做了如下改进。 (2) 仪器的改进与制作 选取一支25 mL或50mL的注射器，取出注射栓，将热敏温度计的探头塞入注射筒内，使其横卧。将已溶解好的石蜡通过其他注射器注射入筒内，要求液面略高于热敏温度计探头的直径。等石蜡冷却凝固后，用针尖划去覆盖于热敏温度计探头上的石蜡，如图2 所示。 这样处理的目的：一是在用力推压活塞时，不至于损坏探头；二是有一定的空间让探头能检测到筒内温度的变化，从而对外输出信号。最后将从套针头管口穿出的探头导线与热敏温度计上的输入导线相连，整个装置制作完成，如图3 所示。 通过手掌用力推压注射器的活塞，当压缩至最大限度时，可观察到热敏温度计的示数的变化情况，可使系统的温度升高 0.7℃ 左右。由此说明，外界对气体做功可使气体内能增加；反之松开手掌，气体将活塞向上推动一段距离，又可见热敏温度计的示数逐渐下降，当示数稳定后又达到原来的室温，由此说明，系统对外做功，其内能减少。 (3) 改进后的优点 该实验现象明显，通过热敏温度计的示数变化来观察被压缩气体的温度变化，不仅直观性好，而且大大提高了可见度，加深了学生的印象及对知识点的理解，有助于培养学生的观察能力，提高了学生学习的兴趣。 3．验电器(静电计) 实验的改进 (1) 改进的理由 静电实验，是激发学生学习物理兴趣的一个好实验。 但该实验在演示时，往往容易失败，特别是在夏季的教室，即便是实验前将毛皮、丝绸、橡胶棒、玻璃棒都保证干燥、干净，却也不易成功。 究其原因很多，但主要原因是空气潮湿，电荷在通过验电器上的金属杆时已跑掉，使电荷到不了箔片或到达的量很少，导致实验不能成功或现象不明显。 由此可见，如果能保证电荷大量地通过验电器的金属杆而到达箔片，即可保证实验的成功。 其关键在于对金属杆的良好绝缘，经笔者多次试验，现改进如下。 (2) 仪器的改进与制作 将验电器金属杆上的金属验电球和箔片取下，就成了由有机玻璃螺栓将同一金属杆分成裸露的两部分。此时用2 支已切出套针头细管的5 mL的注射器套于两金属杆上，若注射器过长， 就切去带有手柄端的过长部分。上端保留安装金属验电球的螺纹部位，下端仅留安装箔片的部位。 再将已溶解好的石蜡通过第三支注射器注射入装有金属杆的塑料圆筒内，使金属杆包在石蜡中间，以保证其良好的绝缘性能。 最后待石蜡冷却凝固后， 拧上金属验电球，装好箔片，将其固定于验电器金属外壳内即可。如图4 所示。 (3) 改进后的优点 只要操作方法正确，实验成功率可达100 %。用橡胶棒与毛皮摩擦后去接触验电球，箔片张开，经数次接触后，箔片的张角可达60°以上，并且箔片的张角能保持相当长时间不变，即使向验电器上喷水雾，张开的箔片也不会很快落下，实验效果非常明显。 此实验也可演示枕形导体的静电感应实验。具体做法，只要制作两个上述验电器，且将验电金属球改装为枕形导体即可。实验效果也是非常明显。
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