以旧换新推陈出新
——以“水力发电演示器的制作”为例

王秀玲　吴小兵

(灌南县初级中学　江苏 连云港　222500)



以旧换新推陈出新
——以“水力发电演示器的制作”为例

王秀玲吴小兵

(灌南县初级中学江苏 连云港222500)

实验室器材更新换代，如何使濒于淘汰的老旧破损器材发挥余热，通过老式的水轮机与微风扇的组合，达到以旧换新，推陈出新的效果．在开发课程资源的同时，提升教师专业素养与学生创新能力．

以旧换新推陈出新水力发电演示器水轮机

随着教育经费投入加大，学校经常会添置一些新的器材，一些老旧破损器材逐步被淘汰而被闲置在仓库．一线的教师其实都有这样的体会：新的教具，融入了一些新的设计思想，操作简单，现象明显，但是质量欠佳，使用年限短，而老旧器材，质量好，耐用性强．有些器材，因为教材内容删减的原因，即使器材质量很好，也很少有人问津．在喜欢做教具教师的眼里，放置老旧器材的仓库实在是块宝地．他们总能从这些老旧破损器材中发现宝贝，通过对这些器材的局部的取舍、改进和整合，制作出一些新的教具，达到以旧换新、推陈出新的效果．

下面结合实例，以学校老旧的水轮机为例，谈谈水力发电演示器的制作．

1　水力发电演示器的制作

1.1水轮机的制作说明

如图1，是学校实验室里的老旧的水轮机装置整体图．如图2，是水轮机的水箱侧面图．水箱是用长11.5 cm，宽10.1 cm，高23.5 cm铁皮制作而成．在侧面距底面6 cm处开一个3 cm×1 cm的长方形小孔，焊接导流口，便于水的流出．导流口向外延伸过程中，宽度适当减小．如图3，在出水口的内侧，制作一个凹槽，用铁皮作为插销，可以通过提起插销的高度来控制出水口水流的大小．此储水箱也可以用侧面开孔的大可乐瓶来代替，但水流稳定性较差．

图1　老旧水轮机整体图

图2　水箱侧面图

图3　水箱俯视图

如图4，水槽长宽高为38 cm×11 cm×9 cm．在水平方向距出水口12 cm处做一个凹槽支架，凹槽内表面要打磨光滑，便于减小水轮机转动时的摩擦．如图1所示，方形支架长宽高为15 cm×10 cm×28 cm．如图5，是转动的水轮．圆形水轮的内径为15 cm，外径为20 cm，转动轴轴长12 cm．如图6，水轮宽度为3 cm，内径15 cm处用薄铁皮封闭，每隔2.5 cm，用一个略弯曲的薄铁皮焊接，便于水流冲击使其转动．

图4　水槽

图5　水轮

图6　水轮放大图

1.2微风扇的处理

如图7，取一个微风扇，将其主轴部分截去一段，留下约5 cm的长度．导线从电机处留出5 cm的长度，用防水胶布粘好，防止演示时水进入电机内．将原来的塑料盖正对面分别钻出两个小孔，二极管的两个引线穿过．两个二极管并联，并与微风扇的两个线头连接．连接时注意二极管的极性，保证发电时两个二极管交替发光．

图7　微风扇处理

1.3两个主轴的连接

做一个长2.6 cm，直径1.6 cm的圆柱形塑料连接，用于连接微风扇与水轮机的主轴．如图8，左侧开孔的直径由微风扇的主轴直径决定，右侧开孔的直径由水轮机的主轴直径决定．当两个主轴插入塑料连接时，在塑料连接垂直于转动轴的方向打入两个细孔，并以废弃天平横梁的平衡螺母(连带螺丝)穿过固定．

图8　塑料连接

1.4制作水轮机支架

图9　制作的水轮机支架

为了便于水轮机的运转，还需要制作一个支架．如图9，整体由2.5 cm×2.5 cm不锈钢方管组成．底座大小为40 cm×30 cm．竖杆高16 cm，在左右两侧距底座6.5 cm和7 cm的竖杆处各焊接一个长为

16 cm的横杆，便于放置水槽．右侧的横杆位置稍高1～2 cm，是便于水槽内的水流出．在竖杆对面的底座上焊接一根宽1.6 cm，高17 cm的扁铁，上端开一个小孔，孔的直径与固定微风扇扇叶的螺丝相匹配，用于固定微风扇．

2　水力发电的演示

在各种配件完成制作后，就可以对配件进行组装与调试，如图10所示．

图10　改造完成后的演示仪器

将储水箱的插销按至底部，并向储水箱内倒入一定量的水．提起插销，控制水流大小，冲击水轮机的水轮，带动其转动，可以观察到二极管交替发光．

上面通过以学校老旧的水轮机和微风扇组合，达到以旧换新，推陈出新的效果．以旧换新，推陈出新具有重要的意义．第一，通过这一方式，可以充分利用老旧破损器材，变废为宝，变旧为新，实现实验资源的重组与开发，丰富课程资源；第二，通过这一方式，潜移默化中就提高教师自身的实验技能，提升自身的专业素养；第三，通过这一方式，利用身边的物品进行物理实验，还可以使学生真切的感受到物理就在身边，创新就在身边，有利于增强学生的创新意识和提高学生的创新能力．

2016-02-12)