自制教具:点火爆炸演示器

1、设计意图：
　　现行初中物理新教材（苏科版）§12·6安排一个演示实验“点火爆炸”，编者想通过此实验说明：气体燃烧化学能转化为热能推动活塞做功，将内能转化成机械能。这是热机的基本原理。相比于（旧人教版）“在试管内装水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸汽会把软木塞冲出。”的实验方案有了明确的改进。这是由于常用的热机绝大多数是内燃机的原故。新教材中提供的方案是用电子式煤气点火器引爆密封塑料盒中的酒精蒸汽推动盒盖飞出。教材中的装置看起来很简单，但具体做起来还是觉得困难重重。主要表现在要找到课本中的煤气打火器不一定容易，因为一般家用煤气灶都是自动打火了。此外要找到图示塑料盒很不容易，用可乐瓶代替也有许多技术问题要解决。该实验成功与否直接决定着本节内容教学目标的达成。我们还是考虑从实验室的现有条件出发，结合教材编写意图，受过去“水蒸汽膨胀做功”实验装置的启发，从外燃机到内燃机的设计思路由此形成。以便完成教材此处设定演示实验的目标要求。
　　2、材料来源：
　　本实验的选材全部来自于物理实验室。电火花打点计时器是普通完中必备的分组实验仪器，除了研究物体运动中的打点计时功能外，还有输出30KV高电压的功能。玻璃管也是实验室所具有的，我们选了一个壁很厚的特殊玻璃轴瓦是几年前买来的，市场上玻璃器皿商店一般有售。其实本实验是常压下的酒精气体燃烧不会有多大的威力，没必要用太厚的玻管。橡皮塞一般学校都有，也可到化学实验室去找，用打孔器打合适的孔。导线、硬导体磨尖，橡皮筋，铁夹，铁架台等辅助材料应该是容易找到的。
　　3、制作过程：
　　当任课教师提出来后，我们无法按教材方案选取材料。我突然觉得有办法，找来电火花打点记时器和玻璃管，橡皮塞。（橡皮塞是已打孔的）为了塞住两个孔，我就只能找更粗的导线，手头的同轴电缆线刚好合适。用什锦锉将剥好的电缆线芯磨成尖针。穿过橡皮塞后，让尖针形成一定的可调间距。塞紧玻管的一端，（此端尽可能塞紧，以后作为固定端），另一端选一橡皮塞（此橡皮塞堆度大些，摩擦小容易推出。）为了防止塞子冲出发生危险。可用洋眼绞连，系着橡皮筋扣在铁架台跟部，保证实验安全。必要时可用石蜡密封孔洞。
　　4、使用方法：
　　实验时将玻璃管用铁夹夹于铁夹台上，将开口端略向上翘，将封闭端的引入导线与电火花计时器高压输出端的导线相连。向玻璃管中喷入酒精，液滴尽可能小，让酒精充分蒸发。盖上另一橡皮塞，松紧适度。钦动计时器开关按钮，会听到“噗”的一声，塞子飞出。在气温高时容易成功，当气温低于10℃以下时，由于酒精挥发变慢，实验效果较差。通过探索，我发现用打火机中的丁烷气体来做，效果非常好。但要注意不宜太多，必须与空气适度混合。
　　5、教学效果：
　　当我把装置组装成功并且掌握一定操作技巧后，分享给同事马老师等后，他们在课堂中都能很成功的演示，学生们非常感兴趣。能很好地调动学生们的学习积极性，加深对物理现象的认识和理解，感染力很强。
　　(南京市第三十四中学 张加龙 王咏鸣)