韓文哲

摘要

一種能量轉(zhuǎn)換教學(xué)演示裝置，包括桌面，桌面上放置有電源、單控開關(guān)及射燈，電源、單控開關(guān)及射燈通過導(dǎo)線構(gòu)成一個串聯(lián)電路，射燈正對硅光電池方向照射，射燈及硅光電池之間設(shè)置有可移動的遮光板；硅光電池通過第一雙控開關(guān)分別與左側(cè)的揚聲器及發(fā)光二極管連接，揚聲器及發(fā)光二極管并聯(lián)設(shè)置。本新型結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單合理，方便向?qū)W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(zhuǎn)換，通過聲、光及觸覺多種方式來幫助學(xué)生直觀理解能量轉(zhuǎn)換的概念，方便教學(xué)。

關(guān)鍵詞：能量轉(zhuǎn)換 教具

技術(shù)背景：

在物理課堂教學(xué)中，能量間的相互轉(zhuǎn)化的內(nèi)容較為重要，學(xué)生理解分析比較困難?，F(xiàn)有的非常適合學(xué)生理解分析自然界能量間的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的教具卻很少。

技術(shù)特點：

使用時，關(guān)閉單控開關(guān)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(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件，因此再通過第一雙控開關(guān)及第二雙控開關(guān)的合理啟閉即可實現(xiàn)揚聲器、發(fā)光二極管、熱吹風(fēng)及電動機的啟閉，方便向?qū)W生演示電能與光能、電能與聲波、電能與熱能（內(nèi)能）及電能與機械能之間的轉(zhuǎn)換，另外電動機的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換，通過聲、光及觸覺多種方式來幫助學(xué)生直觀理解能量轉(zhuǎn)換的概念；設(shè)置遮光板，用于遮擋射燈照向硅光電池的光，不需要關(guān)閉射燈即可實現(xiàn)揚聲器、發(fā)光二極管、熱吹風(fēng)及電動機的停止，使學(xué)生懂得是硅光電池把光能轉(zhuǎn)化成電能再轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，方便教學(xué)。

技術(shù)介紹：

1、一種能量轉(zhuǎn)換教學(xué)演示裝置，包括桌面，桌面上放置有電源、單控開關(guān)及射燈；

2、電源、單控開關(guān)及射燈通過導(dǎo)線構(gòu)成一個串聯(lián)電路，射燈正對硅光電池方向照射，射燈及硅光電池之間設(shè)置有可移動的遮光板；

3、硅光電池通過第一雙控開關(guān)分別與左側(cè)的揚聲器及發(fā)光二極管連接，揚聲器及發(fā)光二極管并聯(lián)設(shè)置；

4、硅光電池還通過第二雙控開關(guān)分別與右側(cè)的熱吹風(fēng)及電動機連接，熱吹風(fēng)及電動機并聯(lián)設(shè)置；

5、電動機右側(cè)的桌面上固定設(shè)置有水平布置的滑輪，滑輪前側(cè)設(shè)置有立板；

6、立板后側(cè)設(shè)置有彈簧，彈簧自由端設(shè)置有牽引繩，牽引繩繞過滑輪與電動機的轉(zhuǎn)軸連接；

7、通過第一雙控開關(guān)及第二雙控開關(guān)的合理啟閉即可實現(xiàn)揚聲器、發(fā)光二極管、熱吹風(fēng)及電動機的啟閉，方便向?qū)W生演示電能與光能、電能與聲波、電能與熱能（內(nèi)能）及電能與機械能之間的轉(zhuǎn)換；

8、電動機的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換，通過聲、光及觸覺多種方式來幫助學(xué)生直觀理解能量轉(zhuǎn)換的概念；

9、設(shè)置遮光板，用于遮擋射燈照向硅光電池的光，不需要關(guān)閉射燈即可實現(xiàn)揚聲器、發(fā)光二極管、熱吹風(fēng)及電動機的停止，使學(xué)生懂得是硅光電池把光能轉(zhuǎn)化成電能再轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，方便教學(xué)；

10、本裝置簡單合理，方便向?qū)W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(zhuǎn)換，通過聲、光及觸覺多種方式來幫助學(xué)生直觀理解能量轉(zhuǎn)換的概念，方便教學(xué)。

結(jié)構(gòu)介紹：

工作原理：

使用時，關(guān)閉單控開關(guān)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(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件，因此再通過第一雙控開關(guān)及第二雙控開關(guān)的合理啟閉即可實現(xiàn)揚聲器、發(fā)光二極管、熱吹風(fēng)及電動機的啟閉，方便向?qū)W生演示電能與光能、電能與聲波、電能與熱能（內(nèi)能）及電能與機械能之間的轉(zhuǎn)換，另外電動機的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換，通過聲、光及觸覺多種方式來幫助學(xué)生直觀理解能量轉(zhuǎn)換的概念；設(shè)置遮光板，用于遮擋射燈照向硅光電池的光，不需要關(guān)閉射燈即可實現(xiàn)揚聲器、發(fā)光二極管、熱吹風(fēng)及電動機的停止，使學(xué)生懂得是硅光電池把光能轉(zhuǎn)化成電能再轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，方便教學(xué)。

綜上所述，本裝置簡單合理，方便向?qū)W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(zhuǎn)換，通過聲、光及觸覺多種方式來幫助學(xué)生直觀理解能量轉(zhuǎn)換的概念，方便教學(xué)。

參考文獻

[1] 姚奇志； 劉南. 三維掃描儀在產(chǎn)品設(shè)計中的運用[M].北京：高等教育出版社，2013，

[2] 濮良貴.機械設(shè)計（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2008，151～158

[3] 懷主編.機械設(shè)計（第四版）[M].北京：高等教育出版社，1997，170～175

[4] 張建中.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：人民教育出版社，2008，87～93

[5] 南京農(nóng)業(yè)大學(xué).農(nóng)業(yè)機械學(xué)[M].中國農(nóng)業(yè)出版社，1996，143～148

[6] 中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院.農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊（K）. 機械工業(yè)出版社，1990，301～308endprint