从零起步动手学电子(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-12-03 13:42:00

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作者:张军 颜西苑

出版社:人民邮电出版社

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

从零起步动手学电子

从零起步动手学电子试读:

前言

少年电子技师科普活动是一项面向青少年的电子科技普及活动。发起此项活动的目的是为了贯彻党和政府提出的科教兴国和可持续发展战略,激发广大中小学生对电子科学的学习和探索兴趣,培养其设计、制作等各项运用电子技术的实践技能和创新精神,促使更多的青少年在科技实践中逐步锻炼,成长为有用的人才。

随着科学技术的发展,以及素质教育理念的深入人心,鼓励学生参加创意制作项目、重视学生科普实践活动已成为全国自上而下的一种教育态度与理念。随着教育新课程改革的深入,许多省市的学校和教育机构都投入了大量的人力、物力、精力和财力,促进学生素质教育的全面发展,对科技活动的开展也更加重视。

根据教育部近期颁发的关于将综合实践课程列为中小学的必修课程等有关文件的精神,少年电子技师科普活动也成为了中小学生综合实践课程的有力载体,被国内不少学校采用,起到了助力青少年科普实践教育活动的开展的作用。随着电子技术、信息技术的飞速发展,越来越多题材新颖的电子创意项目得到了中小学师生的关注,比如仿生机器昆虫、Arduino电子积木、三维LED显示等。少年电子技师科普活动将不断结合这些代表新技术、新知识的创意亮点,激发起青少年学电子、用电子技术的兴趣与热情。

应广大相关学科的专家和教师要求,征求了部分一线科技辅导教师的意见,本书作者将原有《走进电子世界》一书重新修订,在原有基础上将之前编写、排版中的一些不妥之处进行了修正,以保证本书在中小学综合实践电子类课程和少年电子技师科普活动中发挥指导及参考的作用。编著者第1章电子电路基础知识第1课神奇的电【学习目标】(1)了解人类最早认识电是从摩擦起电开始的。(2)通过观察摩擦起电现象,感知电荷的存在。(3)知道电荷有两种,并了解电荷之间的相互作用。【学习内容】

一、提出问题

电是什么?“空穴来电”——灯是怎么亮的?

所需材料:日光灯管、毛绒玩具、氖泡(见图1-1.1)、泡沫塑料、毛衣。图1-1.1 氖泡:一种装在验电笔中的灯泡管,管内充有氖气,把它靠近带电物体时,氖泡就会发亮

夜晚,在不开灯的房间里,用干燥的手使劲蹭蹭你的毛绒玩具,再靠近日光灯管,灯管会发光,效果如图1-1.2所示。

如果是白天,在较暗的地方,把泡沫塑料在毛衣上蹭蹭,一手拿着氖泡靠近这块泡沫塑料,可以看到氖泡红光一闪,效果如图1-1.3所示。图1-1.2 日光灯管发光图1-1.3 氖泡亮了

谁点亮了灯?

二、实验探究

实验一:摩擦可以使物体带电

所需材料:塑料尺子、碎纸片。

把塑料尺子在头发或毛衣上来回摩擦后,靠近小纸片。

可以看到小纸片被尺子吸了起来(见图1-1.4)!

任何物体中都含有带电的小粒子,它被称为电荷。摩擦时两物体中带电粒子的数量会重新分布,使物体表现出带电现象。物体带电后,如果电荷停留在物体表面静止不动,这种现象被称为静电。

实验二:电荷间相互作用

所需材料:塑料棒2根、玻璃棒2根、细线、毛皮、丝绸。

将一根塑料棒吊起来,它可以自由旋转。用毛皮同时摩擦两根塑料棒后,当吊起来的塑料棒静止下来时,用另一根塑料棒靠近它,如图1-1.5所示。可以看到它们相互排斥!

用丝绸摩擦两根玻璃棒,采用上面的方法,使两根玻璃棒互相靠近。如图1-1.6所示,它们也会互相排斥。图1-1.4 摩擦起电实验图1-1.5 带电塑料棒间的相互作用

再分别用毛皮摩擦塑料棒,用丝绸摩擦玻璃棒,然后使它们互相靠近。如图1-1.7所示,它们会相互吸引!

物体经过摩擦后可能带的电荷有两种:一种叫正电荷(+),一种叫负电荷(-)。电荷之间有相互作用。同种电荷会互相排斥,如图1-1.8所示;异种电荷会互相吸引,如图1-1.9所示。图1-1.6 带电玻璃棒间的相互作用图1-1.7 带电的玻璃棒和塑料棒间的相互作用图1-1.8 同种电荷相斥图1-1.9 异种电荷相吸【操作任务】(二选一)

一、模拟“静电复印”

所需材料:塑料垫板(单色,最好颜色深一点)、面粉、毛笔。

具体方法(见图1-1.10):图1-1.10 模拟“静电复印”(1)找一块洁净、干燥的塑料垫板。(2)用干燥毛笔在上面画一个圈,要稍稍用力沿圈多描几遍(起到摩擦起电的作用),画完后上面的痕迹看不出来。(3)抓一小把面粉,洒在塑料板上。轻轻吹面粉,直到面粉均匀分布到垫板上。

此时,毛笔画的圆圈就显示出来了,如图1-1.11所示。图1-1.11 面粉组成的圆圈

二、“动物追逐”小制作

所需材料:纸、彩笔、塑料吸管、签字笔芯、塑料笔杆、小瓶子、剪子、双面胶。

制作方法(见图1-1.12):图1-1.12 “动物追逐”制作过程(1)在塑料吸管中间用笔芯扎个孔,把吸管顶在笔芯上,使之能灵活转动。(2)在纸上用彩笔画两个你喜欢的小动物,用剪刀剪下来。(3)用双面胶把小动物贴在吸管两端,顶在笔芯尖端,并把笔芯放在小瓶里固定。

另用一个塑料笔杆在头发上摩擦后,靠近纸动物,如图1-1.13所示,小动物转了起来。图1-1.13 静电吸引纸动物旋转

注:本课所示实验与操作,在干燥处进行效果明显。【课后练习】

填空

__________叫电荷。电荷有__________种,分别叫__________和__________。相同电荷间__________,不同电荷间__________。第2课电池【学习目标】(1)知道电池可以提供连续流动的电流,记住电流的单位。(2)动手制作电池,了解电压,知道电压的单位。(3)知道电池有正、负两个电极,学会使用电池。【学习内容】

一、提出问题

摩擦起电现象持续时间不长,这给人们进行电学实验带来很大不便。是否还有其他可以得到电的方法呢?

令人刮目相看的橙子

所需材料:铜片、铁片(铝片也可,易拉罐皮打磨后即可)、导线、橙子(其他水果或蔬菜也可以)、小夹子、发光二极管。小贴士:为了避免浪费,水果、蔬菜可以选用不够新鲜的、不能吃的,只要不太烂,可以切开使用就行。

方法:把橙子切开,插上一个铜片,再插一个铁片,照此法做6~8个。用导线将一个橙子的铜片和另一个橙子的铁片连上(可用夹子夹住),连成一串,最后空出一个铜片和一个铁片,如图1-2.1所示。将发光二极管(小灯)正极接铜片,负极接铁片,这时发光二极管就亮了!图1-2.1 用橙子点亮小灯

难道橙子有电么?

二、实验探究

实验一:听听电流声

所需材料:铜钥匙(铜片)、铝钥匙(铝片或铁片)、杯子、盐、清水、木筷子、耳机、两根细导线。

如图1-2.2所示,接一杯清水,往里面放入一两勺盐,用筷子搅拌,让盐在水中充分溶解。

把钥匙串在筷子上,注意两把钥匙不要挨上。把筷子搭在杯子上,使钥匙浸入盐水中,如图1-2.3所示。电池就做好了!图1-2.2 配制盐水图1-2.3 做好的电池

听一听电的声音!

找一副耳机,如图1-2.4所示,在插头的A、B处分别拴上两根导线, 戴好耳机,用手把两根导线的金属部分分别接触铜钥匙和铁钥匙,不断地接触和断开,如图1-2.5所示。

这时你可以听到轻微的“喀啦、喀啦”的声音。这就是电流通过耳机时发出的声音。图1-2.4 耳机图1-2.5 导线不断地接通或断开

我们做的这个实验装置叫“伏打电池”,它最早是由意大利科学家伏特发明的,是现代干电池的鼻祖(注:伏打又译作伏特)。伏特(1745-1827)

看图1-2.6,说一说电池的基本结构。图1-2.6 电池基本结构

有人把“化学药液”换成酱油、醋、可乐等液体,把金属片换成其他导电材料,同样可以做成电池,大家可以试一试。当然,你也可以用水果、蔬菜来充当“化学药液”制作电池。

实验二:自制电池并检测电流大小及方向

所需材料:万用表、自制电池。

步骤:(1)自己制作电池。“化学药液”可以选择盐水、苹果等(见图1-2.7)。图1-2.7 自制苹果电池(2)使用万用表检测一下自制电池产生电的情况。

选择万用表直流“50µA”挡,如图1-2.8(a)所示;将两个表笔分别接到自制电池的两个金属片上,注意观察指针摆动情况。若指针反方向摆动,调换表笔接触的金属片,测一测不同的电池的电流。

我们可以发现如下现象。

1)指针会摆动到一定位置停住。

2)指针摆动方向不同:有的向左,有的向右。

3)指针摆动幅度不同:有的大,有的小。

这能说明什么?

1)指针摆到一定位置停住,说明电荷都向一个方向连续流动,我们称它为电流。

2)指针摆动方向不同,说明电流是有方向的。人们规定正电荷的移动方向为电流方向。所以万用表指针向右摆时,红色接线柱连接的叫电池正极,另一端则叫电池负极。图1-2.8 用万用表检测电池

3)指针摆动幅度不同,说明不同电池驱动电流的能力也不一样,电池自身的这种能力叫电压,单位是伏特(V)。在同样的电流流通的路径上,电压高,电流也强。电流大小用安培(A)表示。【操作任务】

一、观察干电池上标注的信息

在伏打电池的基础上,人们将电池不断改进,生产出定型的电池产品。现在,电池种类繁多,用途十分广泛,如图1-2.9所示。图1-2.9 各种各样的电池

图1-2.10所示为干电池,又称一次性电池。仔细观察,电池上有很多信息,其中标注有“1.5V”,还有“+”“-”,这些标注是什么意思呢?图1-2.10 5号干电池

1.5V相当于它工作时电池所提供的电压。“+”“-”指的是电池的正、负极。电流从正极流出,经过用电器流回负极。

二、用干电池驱动玩具电动机

所需材料:电池盒、电池、玩具电动机。

1.观察电池盒

如图1-2.11所示的电池盒,什么地方接电池正极?什么地方接电池负极?两根引线有什么作用?图1-2.11 5号电池盒(3V)

电池盒内的弹簧通常接电池负极,金属片则接正极。红色导线一般为正极引线,黑色导线一般为负极引线。

2.驱动玩具电动机旋转,并观察电动机转向

如图1-2.12所示,在电动机轴上粘一个小纸片,可以借助它看清电动机旋转方向。

把电池装入电池盒中。正极接电动机一个接线端,负极接另一个接线端。电机会向一定方向旋转。调转电池的正、负极,电动机就向相反方向旋转。

流过电动机的电流方向不同,电动机转动方向也不同。

三、用光电池驱动音乐贺卡发声

所需材料:光电池1块、音乐贺卡。图1-2.12 电动机正、反转实验

光电池又叫太阳能电池,如图1-2.13所示,它是用半导体材料制成的,光照在上面,可以产生电流。它同样有正、负极。

找一张音乐贺卡,取下里面的电池,并取下一个电池夹,如图1-2.14所示。图1-2.13 光电池图1-2.14 音乐贺卡内部音乐片

将光电池正、负极如图1-2.15所示分别接在音乐贺卡中音乐片的正、负极上,可以听到音乐声。最好在阳光下进行这项实验。图1-2.15 用光电池驱动音乐贺卡发声【课后练习】

1.填空

电荷的__________移动叫电流,描述电流大小的单位是__________,用字母__________表示。电压的单位是__________,用字母__________表示;一节普通干电池电压是__________V。电池盒的红色引线,表示电池的__________极;电池盒的黑色引线,表示电池的__________极。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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