袁德生首創(chuàng)技術(shù)

1、袁德生首創(chuàng)技術(shù)1. 材料：(1) 2B型鉛筆2支(2)有粗黑色標(biāo)題字的日?qǐng)?bào) 1張(3) 作業(yè)本1個(gè)(4)別針1個(gè)(5)電燈花線長(zhǎng)30cm的四段(6)硬 紙盒一個(gè)(裝墨水瓶、牙膏瓶或藥瓶的硬紙盒均可)(7)萬能表( 8)剪刀( 9)透明膠布( 10)氖管( 11)電源插頭( 12)直 流電流表(13)鋼鋸條一根 ( 1 4)冰棍棒一根( 1 5)美工刀( 1 6) J1202-1型學(xué)生電源(17) 一段長(zhǎng)為6cm左右，直經(jīng)為1.2mm左 右的單根帶絕緣皮的銅心電線或鋁心電線。在作業(yè)本上畫電阻及研究的最理想方式(1)在作業(yè)本上用 2B型鉛筆分別畫出 R仁60 , R2=40KD , R3=20KQ

2、的電阻，如圖1所示，具體畫法如下：用尺子和2B型鉛筆分別在作業(yè)本上畫出三個(gè)長(zhǎng)20mm寬4mm的小方框，然后在第一個(gè)方框(圖 1-1 )中用 2B 型鉛筆，一筆 一筆的反復(fù)的來回(大約 100次左右)均勻涂、畫鉛筆粉，畫出 R1,將萬能表功能檔拔至X 1K Q或X 10KQ電阻檔(模擬表調(diào)零， 數(shù)字表不用調(diào)零)按圖1-1所示測(cè)量R1電阻，若阻值大于60KQ , 接著用2B型鉛筆繼續(xù)在方框中涂鉛筆粉，增加鉛筆粉的厚度， 從而達(dá)到增加導(dǎo)體橫截面積而減小電阻的目的； 若所測(cè)的電阻小 于60KQ可用橡皮輕擦一兩下，也可用指甲在所畫的電阻上均勻 的輕輕刮幾下，電阻即可增大， (擦和刮的目的主要是減小導(dǎo)體

3、的厚度從而減小導(dǎo)體的橫截面積， 而達(dá)到增加電阻的目的） 上述 過程可反復(fù)進(jìn)行，直至R1約等于60KQ為止。再用同樣的方法， 分別畫出 R2=40K2 ; R3=20忽。說明：畫電阻的規(guī)律是：在相同尺寸的方框內(nèi)，用2B鉛筆反復(fù)的均勻的畫，畫的次數(shù)越少，電阻阻值就越大（為幾百兆歐 至幾千千歐），畫的次數(shù)越多，電阻的阻值就?。s為幾千千歐 至幾千歐），所以在畫制電阻的過程中，是先畫制阻值大的電阻 R1=60忽，后畫制的電阻小的電阻，R2=40 和R3=20K2。在畫制電阻中，最好是用鉛筆畫一陣， 再用萬能表測(cè)一下電阻阻值， 在接近規(guī)定值時(shí)，少畫幾下，再測(cè)一下，很快就可達(dá)到要求。（2）在作業(yè)本上畫制電

4、阻的理論研究如下：根據(jù)電阻定律公式 R=p L/S分析，由于畫電阻的方框尺寸一定，鉛筆的型號(hào)一定，說明電阻定律公式的電阻率P和長(zhǎng)度L 就一定，所以所畫制電阻大小的決定因素是電阻定律公式中橫 截面積S,橫截面積S又由鉛筆粉所涂的厚度決定，厚度又由鉛 筆所畫的次數(shù)決定，也就是說：畫涂鉛筆粉的次數(shù)越少，厚度越 薄，橫截面積就越小，所畫制的電阻阻值就越大；反之：畫涂鉛 筆粉的次數(shù)越多， 電阻定律公式的橫截面積就越大， 所畫制的電 阻阻值就越小。結(jié)論：所畫電阻的阻值與鉛筆粉的厚度成反比， 也與所畫的次數(shù)成反比。對(duì)鉛筆畫制電阻的進(jìn)一步研究如下：用直尺在作業(yè)本上確定2cm長(zhǎng)的一段，再用2B型鉛筆緊靠 直尺邊

5、，在作業(yè)本上較重的來回畫 20 次，然后再用萬能表測(cè)得 01cm的電阻為R1, 02cm的電阻為R2,如圖2所示，用萬能 表所測(cè)得結(jié)果表明：R2是R1的兩倍，原因是R2的長(zhǎng)度是R1長(zhǎng) 度的兩倍，根據(jù)電阻定律公式 R=p L/S可知，在其它條件不變的 情況下，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體長(zhǎng)度成正比。接用直尺在作業(yè)本上，重復(fù)上面的畫法，畫制出一段長(zhǎng)為1cm的電阻線，用萬能表測(cè)出 01cm電阻線的電阻為 R1,如圖3（3-1 ）所示。再用同樣的方法畫兩條挨的很近的平行電阻線，長(zhǎng)均為1cm然后在兩條電阻線的0刻度處用2B型鉛筆，在垂 直方向用力的來回畫 20 30 下，也就是所畫的兩條電阻線在 0 刻度處良好接通

6、；接著用同樣的方法，在1cm刻度處用力的來回 畫2030下，兩條電阻線在1cm刻度處良好接通，用萬能表測(cè) 01cm雙電阻線的電阻為 R2,如圖3 （3-2）所示，所測(cè)得結(jié)果 表明：R2是R1的倍，原因是R2的橫截面積是R1的橫截面積 的兩倍（R2的寬度是R1寬度的兩倍），根據(jù)電阻定律公式R=p L/S 可知，在其它條件不變的情況下， 導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體橫截面積成 反比。說明：通過在作業(yè)本上用 2B 型鉛筆畫電阻，其目的有兩個(gè) 隨時(shí)可畫制電阻， 想畫多大阻值的就畫多大阻值的， 想畫成什 么形狀的，就畫成什么形狀，隨心所欲，特別方便。所有的電 工（物理）老師、學(xué)生和從事電工的工作人員，利用2B 型鉛

7、筆、作業(yè)本和萬能表，可以透徹的掌握電阻定律公式R=p L/S，按圖2 的形式任意畫電阻，用萬能表測(cè)電阻研究認(rèn)識(shí)，在其它條件一 定時(shí)，導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度成正比的關(guān)系。按圖3（3-2 ）的形式任意畫兩條、三條、四條電阻線并聯(lián)，用萬用表測(cè)電阻研究認(rèn) 識(shí)，在其它條件一定時(shí)， 導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體橫截面積成反比的關(guān)系， 總之，它不受條件限制， 是一種最理想的學(xué)習(xí)和掌握電阻定律公 式R=p L/S方式。報(bào)紙上黑色標(biāo)題字電阻的測(cè)量與研究筆者在研究中發(fā)現(xiàn)， 各類日?qǐng)?bào)的黑色標(biāo)題字或黑色圖案， 均 是一種電阻，具體測(cè)量研究如下：將萬能表功能檔，拔至兆歐（MQ）量程檔位，調(diào)零，測(cè)量 報(bào)紙上某一黑色標(biāo)題字中， 某一筆畫的某

8、一部分的電阻， 阻值大 約在幾千千歐到幾十兆歐之間；若在同一筆畫上01段的電阻為R1和02段的電阻為R2（要求02段的長(zhǎng)度大約是01 段長(zhǎng)度的兩倍）用萬能表測(cè)量的結(jié)果是R2=2R1如圖4所示，該測(cè)量結(jié)果充分說明了導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比； 若分別測(cè) 字體大小不同的測(cè)點(diǎn)距離相等的兩個(gè)字的某一筆畫的電阻， 如圖 5 所示，測(cè)量結(jié)果是：筆畫粗的電阻小，筆畫細(xì)的電阻大。該測(cè) 量結(jié)果充分說明了導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積成反比。說明：（ 1）報(bào)紙或書（包括課本）中的黑色字，均為鉛粉印刷 而成，鉛本身就有良好的導(dǎo)電性能。（ 2）報(bào)紙或書（包括課本）中的黑色字，在印刷中，特別均勻，因而測(cè)每個(gè)字的某一筆畫的

9、 電阻，跟長(zhǎng)度成正比的關(guān)系特別準(zhǔn)確。跟橫截面積（寬度）成反比的關(guān)系也特別準(zhǔn)確。用2B鉛筆畫制實(shí)用電阻與自制電氣產(chǎn)品(電源指示燈與 電工測(cè)電筆)用2B鉛筆畫制實(shí)用電阻的方法一(自制電源指示燈)用2B鉛筆在硬紙殼上畫制實(shí)用電阻，具體方法如下： 第一步：將質(zhì)量較好的硬紙盒，如：裝墨水瓶、牙膏瓶或藥 瓶的硬紙盒，用剪刀剪出長(zhǎng) 20mm寬5mm勺兩小塊(稱為硬紙 板)，在其中一塊上，用別針分別在兩端各戳兩個(gè)小孔，如圖 6 ( 6-1 )所示。第二步：用削尖的2B型鉛筆，在小孔內(nèi)和小孔周圍，很畫 很涂鉛筆粉，如圖 6(6-2 )所示。第三步：用斜口鉗剪出一段長(zhǎng)為100mm勺電燈花線，抽出其 中的三根細(xì)銅絲

10、， 將它們扭在一起， 穿過硬紙板一端的兩個(gè)小孔， 再將兩端頭對(duì)齊扭在一起， 它的作用是電阻的一個(gè)電極。 該電極 一定使穿過小孔的銅絲與硬紙板上的鉛筆粉良好接觸， 然后再在 紙板的小孔周圍和細(xì)銅絲上很涂鉛筆粉。接著再用同樣的方法， 在另一端的兩個(gè)小孔中穿入細(xì)銅絲， 制成電阻的另一個(gè)電極。 如 圖 6( 6-3 )所示。第四步：將萬能表功能檔拔至X 10K Q量程位置，調(diào)零后兩 表筆分別接觸兩個(gè)(細(xì)銅絲)電極，然后在硬紙板上的兩個(gè)電極 之間用來回畫電阻，使萬能表指示的電阻在1MQ既可，如圖6( 6-3 )所示。第五步：在另一塊小硬紙板上寫上所畫制電阻的阻值“R=1M2 XXX制造”，然后再將其蓋在

11、第一塊所畫涂鉛筆粉電阻 的上面，用透明膠布將兩將兩塊從外面粘在一起，如圖6（6-4 ）所示。第六步：將上述電阻和氖管串聯(lián)后， 裝進(jìn)空的電源插頭中既 可，如 7 所示。袁德生指導(dǎo)學(xué)生研究出一種用筆畫制出的實(shí)用電阻及自制 電源指示燈圖7說明：用2B型鉛筆在紙上畫電阻，可在硬紙板上畫電阻， 可在木板上畫電阻， 也可在其它絕緣體上畫電阻。 總之用畫電阻 的方法制造電阻， 可以把電阻做的很小很小， 純屬一種創(chuàng)新發(fā)展 技術(shù)。該技術(shù)可把電阻的尺寸做的很小很小， 讀者可在這方面進(jìn) 行研究開發(fā)。（2）用2B鉛筆畫制實(shí)用電阻的方法二（自制電工測(cè)電筆） 第一步：在一根很干燥的長(zhǎng)約為 12cm左右冰棍棒的一端， 用細(xì)

12、銅絲固定一個(gè)長(zhǎng)為 6cm左右，直經(jīng)為1.2mm左右的單根帶絕 緣皮的銅心電線或鋁心電線，為測(cè)電筆的筆尖，如圖8（ 8-1 ）所示。第二步：用2B鉛筆畫制實(shí)用電阻的方法一，在冰棍棒上筆 尖的右側(cè)，用2B鉛筆和電燈花線中的細(xì)銅絲畫制出一個(gè)阻值為 1MQ的電阻，如圖8 （8-1 ）所示。再在1MQ電阻的右側(cè)用電燈 花線中的細(xì)銅絲， 將氖管固定在冰棍棒上， 然后在氖管的右側(cè)離 氖管約2cm處，用電燈花線中的細(xì)銅絲或用電信電纜中的單根細(xì) 銅絲，繞在冰棍棒上，為測(cè)電筆的人手接觸電極。圖8第三步：按圖 8（8-2 側(cè)視圖）所示，在冰棍棒的下部用細(xì) 導(dǎo)線將測(cè)電筆的筆尖、畫制的電阻、氖管和人手接觸電極，串聯(lián) 起

13、來既可。第四步： 用剪刀剪一小塊硬紙板， 尺寸與在冰棍棒上所畫制 出的電阻表面的尺寸相同，在紙板上面寫上“ R=1MQ, XXX制 造”，再將紙板蓋在所畫制的電阻表面， 用透明膠布將其固定在 此處既可，但有字的面一定要朝上，如圖 8（8-3 ）所示。最后 再用絕緣膠布把測(cè)電筆下部連接電極的導(dǎo)線粘起來， 進(jìn)行絕緣包 裝既可。說明：氖管可選用圖 8（8-4）的，效果也很不錯(cuò)，圖 8/ 黑 色部分就是我們用鉛筆畫出的電阻， 正在進(jìn)行試測(cè)， 但還沒有進(jìn) 行絕緣包裝，為了使讓讀者看的更清楚。鉛筆電阻穩(wěn)定性的測(cè)試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與表演第一步：用美工刀分別將一根 2B型鉛筆兩端長(zhǎng)約為5mm勺 木質(zhì)部分削掉， 但不要

14、損傷鉛筆心， 用萬能表在鉛筆的兩端測(cè)出 該鉛筆的電阻，約為10Q （不同的鉛筆，阻值是不同的），然 后將兩根電燈花線某端， 分別緊緊的扭在削掉木質(zhì)部分的鉛筆心 上。第二步：將 2B 型鉛筆、直流電流表和學(xué)生電源（直流部分） 連接成電路，如圖 9 所示。通過調(diào)節(jié)學(xué)生電源的電壓，使電流表所指示的電流約為 1A 左右，待 10 分鐘左右， 即可看到鉛筆兩端的木質(zhì)部分開始帽煙， 此時(shí)此刻，電流表的示數(shù)略有增大（ 1.2A 左右），斷掉電源， 用萬能表迅速在鉛筆兩端，測(cè)鉛筆的熱電阻，大約9 Q左右，（由 于鉛筆的木質(zhì)部分是熱的不良導(dǎo)體， 導(dǎo)熱性能很差， 斷掉電源后 鉛筆心的溫度不會(huì)很快降低的，所以此時(shí)所

15、測(cè)得鉛筆心的熱電 阻，也是比較準(zhǔn)確的）。說明：（1） 2B型鉛筆電阻的性能比較穩(wěn)定，溫度由室溫20C左右升至木質(zhì)燃燒的溫度200 C左右時(shí)，阻值變化并不大，該實(shí)驗(yàn)說 明：鉛筆制成的電阻溫度系數(shù)較小，是一種較理想的電阻，也就 是說鉛筆本身就是一個(gè)性能較穩(wěn)定的較理想的電阻。（ 2）上述實(shí)驗(yàn)證明了 2B 型鉛筆電阻是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)電阻。 在通電的過程中可以觀察到：通電時(shí)間越長(zhǎng)，通過它的電流（電 流表的示數(shù)）會(huì)有所增加，由于學(xué)生電源的電壓U是不變的，根據(jù) R=U/I 可知：電流增加是由于電阻變小所導(dǎo)致， 電阻變小又是 由于溫度升高所導(dǎo)致， 尤其是鉛筆兩端木質(zhì)部分帽煙的時(shí)候， 電 流增加的較明顯些，從而

16、證明鉛筆電阻是負(fù)溫度系數(shù)電阻。（3）利用鉛筆可以制成電熱器，讀者可概據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果 自行設(shè)計(jì)并自制電熱器。用鉛筆畫制的電阻進(jìn)行精彩的表演與科學(xué)研究 第一步：在報(bào)紙或信紙上用 2B 鉛筆來回均勻的涂出長(zhǎng)為 100mm寬為8mnm勺一綹，用萬能表測(cè)長(zhǎng)方向兩端的電阻約為 60KQ左右既可。第二步：將報(bào)紙平放在玻璃板上， 把萬能表的兩表筆短筆尖 的端頭分別插在電源插座內(nèi)， 長(zhǎng)筆尖的兩端相互遠(yuǎn)離放置， 防止 兩表筆短路。 然后將電源插頭插在電源上， 用兩手分別拿著萬能 表的兩個(gè)長(zhǎng)表筆端，再分別接觸鉛筆的不同位置，如圖 10 所示，調(diào)節(jié)其中某一筆的位置，可看到在涂有鉛筆粉的區(qū)域內(nèi)， 有像天上星星閃爍般的火

17、花產(chǎn)生， 十分漂亮， 過一會(huì)還會(huì)看到在 涂有鉛筆粉的區(qū)域內(nèi)有大火花產(chǎn)生， 而且還冒煙， 并且還會(huì)形成 連片的火花，但絕對(duì)不會(huì)起明火。說明：（ 1）鉛筆畫制的電阻，電阻的面密度相當(dāng)大，導(dǎo)電 能力十分弱， 在這個(gè)電阻面密度十分大的平面內(nèi)， 導(dǎo)電情況接近 靜電的情況， 在報(bào)紙上鉛筆粉涂的在均勻， 也會(huì)有小的漏洞或空 白小點(diǎn)，在通電時(shí)，它的周圍就會(huì)產(chǎn)生較大的電勢(shì)差，或較強(qiáng)的 電場(chǎng)強(qiáng)度， 因而就會(huì)在漏洞或空白處產(chǎn)生電火花， 也就是會(huì)在導(dǎo) 電過程中輕則會(huì)象天上的星星一樣閃爍， 重則將會(huì)產(chǎn)生大的電火 花，把報(bào)紙燒的冒煙；（ 2）若把畫制好的報(bào)紙電阻對(duì)折一下， 將萬能表的兩個(gè)表筆分別放在對(duì)折線的兩側(cè)，在重復(fù)上述