十八章 实践 自制简易电报机
问题缘起
制作一个简易电报机,并自行编制电码,进行信息传递.
活动方案
1.第一个发明电报机的是美国的发明家 ,同时也发明了利用“点”“划”和“空白”的不同组合构成的电码—— ,揭开了人类通信史的新纪元.
2.如图是一台早期的有线电报机的模型,主要由 和 组成.发报机的按键开关闭合时, (选填“有”或“无”)电流通过电磁铁,电磁铁吸引衔铁,使得铅笔芯与纸带接触,会在纸带上留下字迹;由此可知,电磁铁相当于是一个 .
3.自制简易电报机
【器材】2节干电池、一个按键开关、一个电磁铁、铁片、铁钉帽、导线、支架(固定电磁铁和铁片)等部件.
【制作步骤】
(1)组装电磁铁:在铁钉上紧密缠绕漆包线(至少50圈),两端留出导线连接电路.
(2)制作发声机构:将金属片(衔铁)一端固定在底座上,另一端悬空对准电磁铁.
(3)连接电路:电池正极 → 开关 → 电磁铁线圈 → 电池负极.
【调试】
当按下按键时,电路得以接通,电磁铁中便会有电流通过,从而产生 ,吸引下方的铁片.铁片与磁铁发生碰撞,发出清脆的“啪”声.松开按键后,电流即刻 ,铁片在弹力的作用下回到原位,并与上方的铁钉帽发生碰撞,再次发出“啪”声.这个过程中,铁片两次碰撞的声音间隔可以被用来区分长音和短音,通过短按(代表“点”·)和长按(代表“划”—)模拟莫尔斯电码,实现信息传递.
【编码】
该电路作为“自制有线电报机与接收机”使用,采用莫尔斯电码(如表),用点(开关接通时间较短)、划(开关接通时间较长)组合来表示数字,若与对方约定的电报密码中有“合(2893)”“主(3703)”“作(6541)”“自(2156)”等,甲给乙发来的电报记录为“··——————··————····——-·············-·————”,其译文为“ ”两字.
莫尔斯电码
实验 探究通电螺线管外部磁场的方向
实验步骤 (1)把小磁针放置在螺线管四周不同位置,闭合开关使螺线管通电,待小磁针稳定后,记录小磁针N极的方向; (2)依次改变电流方向和螺线管的绕线方向,重复(1)中的操作
器材及其作用 (1)螺线管中插入一个铁棒的作用:增强磁场强度; (2)在螺线管的不同位置放小磁针:显示螺线管周围各点的磁场方向→转换法; (3)对调电源的正、负极:改变螺线管中 的方向
实验结论 (1)通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似 (2)通电螺线管极性的影响因素:螺线管中 的方向
注意事项 (1)为了使实验效果更明显,应增大通电螺线管中的电流; (2)螺线管不能长时间通电,否则会引起螺线管过热
【例】在我们熟悉的各种磁体的磁场中,通电螺线管外部的磁场可能与哪种磁体的相似?小伟用小磁针、条形磁体、通电螺线管来进行探究,实验操作及现象如图所示.
(1)实验中小磁针的作用是 ,如果撤去小磁针,通电螺线管周围的磁场 (选填“仍存在”或“消失”).
(2)在螺线管中插有一根铁棒,目的是 ,实验中,若想增强通电螺线管的磁场,可以采取的改进措施是 (写出一条).
(3)比较甲、乙两图可知,通电螺线管的外部磁场与 周围的磁场相似.
(4)比较乙、丙两图可知,通电螺线管的外部磁场方向与通过它的 方向有关.
(5)对比图甲、乙可知,图甲中,黑色一端为条形磁体的 (选填“N”或“S”)极.
(6)在螺线管外部A、B两处放置小磁针,闭合开关,发现A处小磁针发生偏转,而B处小磁针不偏转,试说明B处小磁针不偏转的可能原因: .
(7)观察实验现象后,应立即断开开关,是为了 .
(8)同组的小红在一块有机玻璃板上安装一个用导线绕成的螺线管,板面上均匀地撒满铁屑,再给螺线管通以电流并轻轻敲击玻璃板面,观察到玻璃板面上铁屑的分布情况如图丁所示.小红所做的实验的优点是可以观察到磁场的强弱分布,铁屑越密的位置,磁场越 .缺点是与小磁针相比,铁屑 .十八章 实践 自制简易电报机
问题缘起
制作一个简易电报机,并自行编制电码,进行信息传递.
活动方案
1.第一个发明电报机的是美国的发明家 莫尔斯 ,同时也发明了利用“点”“划”和“空白”的不同组合构成的电码—— 莫尔斯电码 ,揭开了人类通信史的新纪元.
2.如图是一台早期的有线电报机的模型,主要由 发报机 和 收报机 组成.发报机的按键开关闭合时, 有 (选填“有”或“无”)电流通过电磁铁,电磁铁吸引衔铁,使得铅笔芯与纸带接触,会在纸带上留下字迹;由此可知,电磁铁相当于是一个 开关 .
3.自制简易电报机
【器材】2节干电池、一个按键开关、一个电磁铁、铁片、铁钉帽、导线、支架(固定电磁铁和铁片)等部件.
【制作步骤】
(1)组装电磁铁:在铁钉上紧密缠绕漆包线(至少50圈),两端留出导线连接电路.
(2)制作发声机构:将金属片(衔铁)一端固定在底座上,另一端悬空对准电磁铁.
(3)连接电路:电池正极 → 开关 → 电磁铁线圈 → 电池负极.
【调试】
当按下按键时,电路得以接通,电磁铁中便会有电流通过,从而产生 磁场 ,吸引下方的铁片.铁片与磁铁发生碰撞,发出清脆的“啪”声.松开按键后,电流即刻 消失 ,铁片在弹力的作用下回到原位,并与上方的铁钉帽发生碰撞,再次发出“啪”声.这个过程中,铁片两次碰撞的声音间隔可以被用来区分长音和短音,通过短按(代表“点”·)和长按(代表“划”—)模拟莫尔斯电码,实现信息传递.
【编码】
该电路作为“自制有线电报机与接收机”使用,采用莫尔斯电码(如表),用点(开关接通时间较短)、划(开关接通时间较长)组合来表示数字,若与对方约定的电报密码中有“合(2893)”“主(3703)”“作(6541)”“自(2156)”等,甲给乙发来的电报记录为“··——————··————····——-·············-·————”,其译文为“ 合作 ”两字.
莫尔斯电码
实验 探究通电螺线管外部磁场的方向
实验步骤 (1)把小磁针放置在螺线管四周不同位置,闭合开关使螺线管通电,待小磁针稳定后,记录小磁针N极的方向; (2)依次改变电流方向和螺线管的绕线方向,重复(1)中的操作
器材及其作用 (1)螺线管中插入一个铁棒的作用:增强磁场强度; (2)在螺线管的不同位置放小磁针:显示螺线管周围各点的磁场方向→转换法; (3)对调电源的正、负极:改变螺线管中 电流 的方向
实验结论 (1)通电螺线管外部的磁场与 条形磁体 的磁场相似 (2)通电螺线管极性的影响因素:螺线管中 电流 的方向
注意事项 (1)为了使实验效果更明显,应增大通电螺线管中的电流; (2)螺线管不能长时间通电,否则会引起螺线管过热
【例】在我们熟悉的各种磁体的磁场中,通电螺线管外部的磁场可能与哪种磁体的相似?小伟用小磁针、条形磁体、通电螺线管来进行探究,实验操作及现象如图所示.
(1)实验中小磁针的作用是 显示螺线管周围的磁场方向 ,如果撤去小磁针,通电螺线管周围的磁场 仍存在 (选填“仍存在”或“消失”).
(2)在螺线管中插有一根铁棒,目的是 增强磁场强度 ,实验中,若想增强通电螺线管的磁场,可以采取的改进措施是 增电大流(或增加线圈匝数) (写出一条).
(3)比较甲、乙两图可知,通电螺线管的外部磁场与 条形磁体 周围的磁场相似.
(4)比较乙、丙两图可知,通电螺线管的外部磁场方向与通过它的 电流 方向有关.
(5)对比图甲、乙可知,图甲中,黑色一端为条形磁体的 N (选填“N”或“S”)极.
(6)在螺线管外部A、B两处放置小磁针,闭合开关,发现A处小磁针发生偏转,而B处小磁针不偏转,试说明B处小磁针不偏转的可能原因: 小磁针N极的指向与磁场方向相同 .
(7)观察实验现象后,应立即断开开关,是为了 保护电路,防止螺线管温度过高 .
(8)同组的小红在一块有机玻璃板上安装一个用导线绕成的螺线管,板面上均匀地撒满铁屑,再给螺线管通以电流并轻轻敲击玻璃板面,观察到玻璃板面上铁屑的分布情况如图丁所示.小红所做的实验的优点是可以观察到磁场的强弱分布,铁屑越密的位置,磁场越 强 .缺点是与小磁针相比,铁屑 不能显示磁场的方向 .