书中提到,目前静电的利用以有多种,如今电除尘,静电喷漆,静电植绒,静电复印等。
特别是以煤作燃料的工厂,电站,每天排出的烟气带走大量的煤粉,不仅浪费燃料,而且严重地污染环境。利用进电除尘可以消除静电中的煤粉。如图1是静电除尘器的原理示意图。除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成,A接到高压电源的的正极,B接到高压电源的负极,他们之间有很强的电场,而且距B越近,场强越大。B附近的空气中的气体分子被强电场电离,成为电子和正离子,正离子被吸到B上,得到电子又成为分子。
电子在向正极A运动的过程中,遇到煤气中的煤粉,使煤粉带负电,吸附到正极A上,最后在重力的作用下落入下面的漏斗中。静电除尘用于粉尘较多的各种场所,除去有害的微粒,或着回收物资,如回收水泥。
但是在《高中物理教材(必修加选修)第二册》静电的利用和防护一节中,只阐述了静电除尘的原理及原理图,却没有提供相应的演示实验,供学生观察思考。
众所周知,物理是以实验为基础的自然科学。物理实验是学生获取知识,进行知识创新的重要手段,是培养学生的科学兴趣,科学态度的和提高学生终生学习能力的重要手段,因此在新课程改革中不得不重视物理实验在提高学生科学素养及终身学习中应有的作用。
于是,在我的教学中,尽可能的设计出一些装置简单,可见度大,直观性强,现象明显的演示实验,进行有效教学。
一.器材:500毫升可乐瓶,健力宝易拉罐,长约 22cm、直径为2.5mm粗的铝丝,感应起电机、铁架台、十字夹、自由夹、试管夹,蚊香、导线,火柴等.
(1)取下可乐瓶底座,用炽热的粗铝丝,在底座中央烫一个孔,再在周围烫几个孔.
(2)待铝丝冷却后,距铝丝上端5cm处穿入一3号橡胶塞,并在胶塞上方的铝丝端接一根导线,然后将其插入底座中央孔中.
(3)用剪刀剪下可乐瓶的半圆形底部.
(4)用剪刀剪掉易拉罐的上、下底.在易拉罐圆筒侧壁距一端0.5cm处用铁钉钉一小孔,在小孔内穿过一根导线并接牢.
(5)将接有导线的圆筒放入无底可乐瓶内,把该导线从插有铝丝的底座上任一孔中穿出,并将此底座盖在可乐瓶底部.
(6)将组装好的简易静电除尘器固定在铁架台上。
(7)将两根导线接感应起电机的两个电极上.
二.操作及现象
(1)用试管夹夹住一段蚊香并点燃,然后置于可乐瓶的口部,片刻可见缕缕青烟从简易除尘器上部的小孔中冒出.
(2)摇动感应起电机,当摇动五六圈以后便见青烟顿时消失,不断摇动起电机,青烟不再冒出.
(3)停止摇动起电机,并让两电极接触放电,马上又看到青烟重新冒出.
(4)再次摇动起电机,青烟再次消失,可反复实验多次.
该实验取材方便,操作简单,现象明显,课堂演示效果非常好,学生普遍反映情绪高涨,充分调动了积极性。所以以后的教学课程要多加入实验演示,提高课堂效率。同时也实现了素质教育。