[实用新型]热胀冷缩演示器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种固体金属条热胀冷缩演示实验装置，是义务教育课程标准【教科版】小学科学五年级下册第二单元——《热》中第五课的教学内容，在延续液体、气体的热胀冷缩探究后，进一步对固体热胀冷缩性质的探究，属于小学理科实验教学领域。 

背景技术

教材实验中运用一个铁环和一个刚好能通过铁环的铜球，把铜球用酒精灯加热数分钟后，铜球受热体积膨胀，不能从铁环中通过；再把铜球放入冷水中，铜球受冷后体积收缩，又能够从铁环中通过。在实际教学中，发现教材中设计的实验以及现有仪器室配备的实验装置存在以下不足：学生在加热铜球时，由于铜球是用金属链悬挂在手柄上，小学生活泼好动，拿着手柄不稳定，铜球的位置不固定，不能确保在酒精灯最佳人火焰上加热，影响加热效果；悬挂的铜球容易晃动和滚动，学生一不小心会造成烫伤，存在一定的安全隐患；铜球体积较大，需要加热很长时间，学生易失去耐心，实验效率低；实验中只能看到铜球热胀冷缩变化的结果，看不到热胀冷缩变化的全过程，缺乏直观感；实验只通过“铜球受热膨胀受冷收缩”这一种物体一种现象，得出“固体有热胀冷缩的性质”这一普遍性的结论，缺乏说服力。 

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种热胀冷缩演示器。演示实验器包括旋转脚、板面、旋转轴、指针、固定螺栓、金属条等，其特征是：金属条一端固定在板面的螺栓上，另一端锁在指针底端，金属条受热膨胀推动指针偏转，将不易观察到的金属条细微的膨胀通过指针放大显示出来。旋转脚装在板面的下端起支撑作用，可以旋转，使用时与板面垂直，不用时转动到与板面同一个平面，不占空间并于收藏。金属条有一端制作成钩锁状，一端固定在板面的固定螺栓上，另一端锁进指针下端的圆环内，金属条受热后只能向一个方向伸展，推动指针偏转。指针安装在旋转轴上，指示刻度的一端较长，与金属条连接的一端极短，只一个金属条直径稍大的圆环，将金属条受热后伸展的长度通过指针所指示的刻度放大显示出来。如果在演示器上设计一个电路，接上喇叭或指示灯，指针偏转到一定的角度，会接通电源使其发声或发光，可当作“火警警报器”，当金属条温度降到实验前起始温度时，指针回复到零刻度。 

附图说明

图1为热胀冷缩演示实验装置原理图。按图中的序号：1.旋转脚，2.板面，3.旋转轴，4.指针，5.固定螺栓，6.金属条，7.酒精灯。 

具体实施方式

制作两个热胀冷缩演示器的旋转脚（1），用螺丝钉固定装在板面的下端起支撑作用，螺丝钉孔比螺丝钉稍大些，装好可以旋转；金属条（6）可用直径为4mm左右，长度200mm的铜、铁、铝条各一根，其中一端制作成一个锁钩与指针连接；指针（4）为一根长度为100mm左右的细铜线，把前端打磨成尖形，靠近底端制作成旋转轴套，挨着旋转轴套制作一个锁钩环，旋转轴套与板面上的旋转轴（3）吻合，使其能灵活转动成为指针，再将指针尖端漆成红色。板面（2）可为木板，根据金属条的长度决定板面的大小，用来安装指针的一端制作成半圆形并画上刻度盘，另一端为长方形用来安装固定螺栓（5），金属条插进后用螺杆卡紧，用于调节实验所用材料的长短，以使指针起始位置指向零刻度。 

本实用新型热胀冷缩演示器，具有以下有益效果：稳定性更强，更安全。由于有支架固定金属条，不再需要学生手持，使加热更稳定、更安全；实验时间缩短，效率提高。实验中，加热金属条的时间只需十几秒左右，就可以清楚地看到指针向右偏转，熄灭酒精灯几秒钟后，指针就往回偏转。实验效率高，可视性强，学生兴趣浓厚，更有利于课堂组织教学；实验现象更直观。通过指针逐渐偏转，学生可以清晰地看到金属条热胀冷缩变化的全过程，而不只是看到结果，更为形象直观；可用多种材料实验，结论更具说服力；可以更换实验材料，加热铜、铁、铝条等，都可以看到热胀冷缩的现象。