数字化便携式实验柜

　　在很多学生的眼中，物理是一门较难掌握的学科，如果缺少对相关实验的操作与理解，學起来会觉得更难。

　　通过调查，我发现一些中学的物理实验教学存在缺陷。比如硬件设施不齐全、教师携带实验器材极不方便、难以组织所有学生到实验室操作、学校实验室未能随时开放等。

　　为解决上述问题，我设计了一个数字化便携式实验柜。

　　一、结构组成

　　数字化便携式实验柜主要由柜体、交直数字显示实验电源、电流表、电压表、多孔电插板、学生实验平台、多种实验组合体展示平台等组成。

　　柜体主体用铝合金型材、木制大芯免漆板及万向轮制作。柜体分三层，柜门由两块磁性白板用活动铰链连接组成，展开后尺寸为1 200×800mm，可满足演示实验要求。

　　实验电源釆用专业厂家生产的数字实验电源，提供0V至30V交直电流电压输出。外壳采用ABS工程材料，核心部件采用优质环形变压器，电路采用单片机控制技术。

　　数字实验电源带2个数码管，能显示交流电压、交流电流、直流电压、直流电流。可提供220V交流电，即插即用，还能承受瞬时冲击电流。设短路、过载快速保护，过载时蜂鸣报警，有独立的输出开关，安全适用。

　　两根升降活动杆用于固定活动磁性白板和做各种支撑实验。

　　活动透明盖板和学生实验平台均釆用透明有机玻璃板制作，适用于做各种静电实验提供平台，也方便师生看清柜内的实验器材。

　　演示实验板用两根升降杆固定，主要用于教师做课堂教学演示实验，操作简便。

　　二、实验附件

　　1.电学实验附件

　　本仪器可供教师在投影机上演示通电导线在磁场中的受力情况，让学生掌握安培力的产生原理，安培力与电流方向、磁场方向之间的关系，还能验证左手定则。

　　2.力光实验附件

　　如图所示，演示实验板根据中学物理教材力学演示实验的基本要求，吸取了线路实验板的特点和长处，同时在每块线路实验板上安装4个强磁体，可吸附在磁性白板上。

　　力光实验器材可拫据教学要求，配备如实验底板、大三角支板、紧固销、塑料吊环、平抛导轨、斜抛导轨、重锤等。

　　三、操作与演示

　　使用时，打开柜盖锁，翻开折叠前上盖，往上拉至竖直位置，插入固定槽，翻盖形成一块演示板，可做各种实验演示。相关的演示数据可在演示板上端的显示屏上显示，方便学生实时掌握实验结果。

　　柜内有三层组合体柜，包括力学类和电学类等各种相关的实验器具，可随时拿出做相关的实验。除了在课堂内进行实验操作之外，如果对相关知识点掌握不牢，还可在课余时间反复进行实验。

　　四、创新点

　　1.通过调查中学实验室建设与实验教学中普遍存在的问题，结合教学与实验的实际情况进行设计，让农村学校也可正常开展实验教学，实现实验常态化。

　　2.教师在教室做实验时无需大费周章地搬器材，学生在课余时间也可以反复进行实验，真正理解所学知识。

　　本作品可视为教室里的实验室，功能齐全，方便高效，成本低，易普及，市场需求量大，应用前景好。（指导老师：唐迎华）

　　唐子璇