唐兵
一、课标要求
通过对教材上原有“声信息与电信息”这一实验的改进与创新,使实验过程的呈现更直观形象,实验现象更加明显,教学效果更好,完成以下目标:
(1)通过对实验的改进用更直观形象的手段让學生理解动圈式话
筒与扬声器的原理。
(2)通过本实验原理与发电机、电动机原理的对比,加深学生对
前后知识的联系。
(3)通过实验活动培养学生学科学、爱科学、用科学的兴趣,培
养学生自主探究的习惯和创新意识。
二、实验原型(教科版。如下图)及不足之处
原实验一是对着纸片大声说话,纸片振动并带动线圈切割磁感线,连接线圈的示波器上图形会发生变化,从而获知声信息可以转化为电信息。二是给线圈通电后,线圈会在磁场里振动并带动纸片振动,从而获知电信息可以转化为声信息。在此实验中存在以下几点不足之处:
(1)原实验一中要使用示波器,一般的学校实验室都没有配备。而且示波器上只显示了波形的变化,学生听不到还原的声音。
(2)原实验二中纸片振动幅度过小,不容易观察到纸片的振动,尤其是听不到纸片发出的声音。
(3)原实验装置图与话筒、扬声器的结构图有较大差距,不方便学生理解原理。
三、实验改进的思想与原则
(1)放大实验效果,使学生(特别是教室后排学生)易于观察。
(2)易化实验操作,减少教师工作量,节约学生学习时间。
(3)便于就地取材,最好废物利用,节省开支,也利于学生复制。
四、实验器材
①饮料瓶(去掉瓶口瓶盖)
②漆包线(引出线端与废耳机插头相接处应去掉绝缘漆)
③废耳机插头(将两根声道线合并)
④一小段较粗的导线(弯折成支架,用来固定饮料瓶)
⑤强磁铁(若磁性不够,可多用几枚叠加使用)
⑥铁钉2枚(一枚用来固定支架,一枚用来放置磁铁)
⑦木板(实验装置的支撑面)
五、实验操作步骤
(1)设计实验装置。
(2)根据实验设计将各部件整理成型,组装好各部件。
(3)将电脑与本装置相连,打开录音软件开始录音,对着饮料瓶说话,录制结束后播放刚才的录音,探究话筒的原理。
(4)将电脑、功放与本装置相连,电脑输出音频信息可以听到饮料瓶发出了较明显的声音,线圈远离永磁铁时瓶子不再发声,探究扬声器的发声原理。
六、实验现象
(1)电脑还原出了本装置录制的声音。
(2)本装置作为电脑的扬声器时,发出的声音较大;将线圈远离永磁铁时饮料瓶不能发声。
七、实验结果
实验得出了动圈式话筒与扬声器的原理。
(1)话筒:电磁感应,使线圈振动切割磁感线产生电流从而将声信息转换成电信息。
(2)扬声器:通电导体在磁场里受到力的作用,物体受力振动发声从而将电信息转换成声信息。
八、实验的创新点
(1)将示波器换成电脑,利用录音软件录制声音,回放的时候可听到较明显的声音,效果较好。
(2)将纸片换成饮料瓶,线圈绕在瓶颈上以利于它带动瓶身振动,通入信号电流,可以听到明显的声音,几乎具备实用扬声器的功能。
(3)新装置结构图与实用扬声器、话筒结构图相似,而且
方便学生看清它的构造。
九、实验的优点
(1)取材方便。本实验的主要器材都是利用废品制作,一般在家用废品中就可以找到。
(2)结构简单,便于复制。教学中即可以作演示实验,学生也很容易亲手制作,成功率高,可以锻炼动手能力。
(3)重复性强、节省材料。本装置几乎无损耗,不论教几个班,用多少次,只要操作方法正确,均不需要重新添置材料。
(4)操作方便,现象明显。改进后让实验准备变得简单,现象明显、趣味性强。
十、反思与拓展
(1)本装置需要较大的电流驱动,还没有找到较小电流驱动的方法。
(2)绕制线圈的时候需要注意不能磨掉漆包线的绝缘漆,否则短路可能烧掉功放,因此使用使用之前最好用万能表测一下线圈的电阻,3欧左右才是正常的。
(3)线圈的引出线端一定要去掉绝缘漆,这是本实验成功的关键。