一種能量轉換教學演示裝置

韓文哲

摘要

一種能量轉換教學演示裝置，包括桌面，桌面上放置有電源、單控開關及射燈，電源、單控開關及射燈通過導線構成一個串聯電路，射燈正對硅光電池方向照射，射燈及硅光電池之間設置有可移動的遮光板；硅光電池通過第一雙控開關分別與左側的揚聲器及發光二極管連接，揚聲器及發光二極管并聯設置。本新型結構設計簡單合理，方便向學生演示電能與光能、電能與熱能、電能與機械能及機械能與彈性勢能之間的轉換，通過聲、光及觸覺多種方式來幫助學生直觀理解能量轉換的概念，方便教學。

關鍵詞：能量轉換 教具

技術背景：

在物理課堂教學中，能量間的相互轉化的內容較為重要，學生理解分析比較困難。現有的非常適合學生理解分析自然界能量間的相互轉化規律的教具卻很少。

技術特點：

使用時，關閉單控開關使得射燈啟動并將光照射至硅光電池上，硅光電池是一種直接把光能轉換成電能的半導體器件，因此再通過第一雙控開關及第二雙控開關的合理啟閉即可實現揚聲器、發光二極管、熱吹風及電動機的啟閉，方便向學生演示電能與光能、電能與聲波、電能與熱能（內能）及電能與機械能之間的轉換，另外電動機的轉動還能通過牽引繩使得彈簧拉伸，因此可以演示機械能與彈性勢能之間的轉換，通過聲、光及觸覺多種方式來幫助學生直觀理解能量轉換的概念；設置遮光板，用于遮擋射燈照向硅光電池的光，不需要關閉射燈即可實現揚聲器、發光二極管、熱吹風及電動機的停止，使學生懂得是硅光電池把光能轉化成電能再轉化為其他形式能的過程，方便教學。

技術介紹：

1、一種能量轉換教學演示裝置，包括桌面，桌面上放置有電源、單控開關及射燈；

2、電源、單控開關及射燈通過導線構成一個串聯電路，射燈正對硅光電池方向照射，射燈及硅光電池之間設置有可移動的遮光板；

3、硅光電池通過第一雙控開關分別與左側的揚聲器及發光二極管連接，揚聲器及發光二極管并聯設置；

4、硅光電池還通過第二雙控開關分別與右側的熱吹風及電動機連接，熱吹風及電動機并聯設置；

5、電動機右側的桌面上固定設置有水平布置的滑輪，滑輪前側設置有立板；

6、立板后側設置有彈簧，彈簧自由端設置有牽引繩，牽引繩繞過滑輪與電動機的轉軸連接；

7、通過第一雙控開關及第二雙控開關的合理啟閉即可實現揚聲器、發光二極管、熱吹風及電動機的啟閉，方便向學生演示電能與光能、電能與聲波、電能與熱能（內能）及電能與機械能之間的轉換；

8、電動機的轉動還能通過牽引繩使得彈簧拉伸，因此可以演示機械能與彈性勢能之間的轉換，通過聲、光及觸覺多種方式來幫助學生直觀理解能量轉換的概念；

9、設置遮光板，用于遮擋射燈照向硅光電池的光，不需要關閉射燈即可實現揚聲器、發光二極管、熱吹風及電動機的停止，使學生懂得是硅光電池把光能轉化成電能再轉化為其他形式能的過程，方便教學；

10、本裝置簡單合理，方便向學生演示電能與光能、電能與熱能、電能與機械能及機械能與彈性勢能之間的轉換，通過聲、光及觸覺多種方式來幫助學生直觀理解能量轉換的概念，方便教學。

結構介紹：

工作原理：

使用時，關閉單控開關使得射燈啟動并將光照射至硅光電池上，硅光電池是一種直接把光能轉換成電能的半導體器件，因此再通過第一雙控開關及第二雙控開關的合理啟閉即可實現揚聲器、發光二極管、熱吹風及電動機的啟閉，方便向學生演示電能與光能、電能與聲波、電能與熱能（內能）及電能與機械能之間的轉換，另外電動機的轉動還能通過牽引繩使得彈簧拉伸，因此可以演示機械能與彈性勢能之間的轉換，通過聲、光及觸覺多種方式來幫助學生直觀理解能量轉換的概念；設置遮光板，用于遮擋射燈照向硅光電池的光，不需要關閉射燈即可實現揚聲器、發光二極管、熱吹風及電動機的停止，使學生懂得是硅光電池把光能轉化成電能再轉化為其他形式能的過程，方便教學。

綜上所述，本裝置簡單合理，方便向學生演示電能與光能、電能與熱能、電能與機械能及機械能與彈性勢能之間的轉換，通過聲、光及觸覺多種方式來幫助學生直觀理解能量轉換的概念，方便教學。

參考文獻

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