初中電學課外趣味實驗三則

潘華海

本文介紹的三個小實驗，適合初中學生學完電學知識后在家庭進行.所用器材易找，操作簡易，效果明顯，趣味性強，并有一定的啟發性和應用性.

一、袖珍通斷測試器

器材：發光二極管一只，200Ω電阻一只，電池二節，測試棒等.

電路圖：如圖1所示．

原理：當把紅、黑測試棒接在元件或電路兩端時，如果電路和元件是通路的，即有電流流過發光二極管，使發光二極管發光.電路的電阻大，發光就暗，反之就亮.由于發光二極管只要有幾毫安電流流過就會發光，所以檢測器的靈敏度是很高的.電阻Ｒ在電路中起限流保護作用.電源用兩節5號電池串聯而成，其電壓為3伏.

裝配：發光二極管、電池、電阻可裝在一只小盒中，發光二極管有正、負極，長腳為正極，不能接反，測試棒可用廢圓珠筆芯中間插入鋼絲制作，各元件可直接連接，也可焊接．

使用舉例：

（1）測試電路或導線的通斷.對小燈泡、電燈、喇叭、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋等，將測試器的紅、黑測試棒分別接觸電路器件的兩端，如果二極管發光，說明器件所在電路是通路.從發光的強弱可判斷被測電路的電阻大小.

（２）區別二極管的正、負極.將紅、黑測試棒分別接觸發光二極管的兩只引腳，看發光二極管是否發光，然后對調紅、黑測試棒，再測試一次，在兩次測試中應有一次會亮，這時，與黑測試棒相接的一端是被測二極管的正極，另一端則為負極.

二、家庭用電指示器

器材：實驗用小燈泡（額定電壓2.5~6.3Ｖ,電流為[LL]0.15~0.3Ａ），“220Ｖ,60Ｗ”以下的家用電器，開關等.

電路圖：如圖2所示.

工作原理：從圖2中可看出，小燈泡與其他用電器串聯于220Ｖ的照明電路上，小燈泡會不會燒壞呢？只要選用合理，一般不會燒壞.例如，“220Ｖ，40Ｗ”的燈泡，其正常工作電流為Ｉ＝Ｐ/U=40W/220V=0.18A,這時只要選用電流為“6Ｖ，0.3Ａ”的小燈泡與其串聯就能安全使用.只是由于小燈泡的電阻作用，“220Ｖ，40Ｗ”電燈發光功率略低于40Ｗ.在使用其他用電器（如電熨斗、洗衣機等）可參照上述計算方法算出電流后選用相應小燈泡.

裝配：為了安全，在小燈泡上先焊上兩段電線，再用合適的塑料套管套住（如圖3所示）.小燈泡可安裝于開關與燈座之間，也可安裝于插座的內部，用電器插入使用時，發光起到指示作用.安裝注意用電安全.

應用舉例：

（１）使用時，由于與電器串聯，小燈泡上有一定分壓，能延長燈泡的使用壽命.

（２）用電指示作用：對于開關裝在臥室的廚房燈、樓梯燈和走廊燈等，用電指示燈可起到提醒作用.

（３）將小指示燈裝于走廊或洗手間，當作弱光節能照明使用.

（４）當用電器功率過大或發生短路時，小燈泡起到保險絲的作用.

三、家用微風電扇趣味應用

器材：家庭用小微風電扇一只、發光二極管一只、“220~12Ｖ”小型變壓器一只、1.5Ｖ小燈泡及燈座、開關導線等.

典型連接圖：（如圖4所示）.

原理：微風電扇電動機是結構精巧的交流電機，內部有永磁體，一個匝數較多的線圈，通入220Ｖ交流電時，以一定轉速轉動，電能轉化為機械能.根據電磁感應原理，當用手轉動電扇的扇葉時，便會產生交流電，由于電動機結構決定了它產生的電壓較高，但是電流較小，不能直接使1.5Ｖ小燈泡發光.接入一只小型變壓器，便可點亮小燈泡.

應用舉例：

（1）左手抓住吊扇的固定部分，再讓拇指與食指分別與其插頭上的兩銅片接觸，當快速地轉動吊扇的轉子時，會產生強烈的電擊感覺.

（２）微風扇的插頭上直接接入一只發光二極管，轉動扇葉時二極管發出閃光（圖4甲所示）.

（３）微風扇的插頭接在小型變壓器的220Ｖ初級上，變壓器的次級接1.5Ｖ小燈泡，轉動扇葉時燈泡發強光（轉速太快易燒壞小燈泡）.當次級接一只喇叭時，轉動扇葉時喇叭發出低頻交流電聲.（圖4乙所示）

（4）將電扇吊桿水平固定，在室外迎風放置，可模擬一只風力發電機.

［責任編輯：黃春香］