通过设计八个电子秤的低成本创新实验，浅谈电子秤在物理教学中的妙用，以用来增强学生学 习物理的兴趣，为课堂教学服务，取得更好的教学效果。

刘炳昇教授和朱正元教授对低成本创新实 验的研究引起了广大教师对低成本创新实验的研究 兴趣。电子秤在生活中随处可见，读数方便，很多教 师也将其应用在物理实验教学中。笔者结合教学 实际，总结了一部分利用电子秤开发低成本创新实验 的案例。

一、利用电子秤研究力的相互作用

实验一

(1)器材:两台电子秤、固定支架、可升降支架、水 杯、墨水瓶、水。

(2)实验过程:如图1所示，将一个电子秤放在桌面 上，一个放到可升降的支架上，在水杯里放适量的水，再 在墨水瓶里装适量的水，挂在水杯上方，先将两个电子秤 的示数去皮归零，再把右边的电子秤缓慢向上移，当墨水 瓶浸人水中时,发现左边的示数为负，右边为正。

(3)实验结论:两个电子秤一个示数为负、另一个 示数为正的原因是水杯中的水对墨水瓶有向上的力， 使左边的整体部分(包括支架和墨水瓶）对电子秤的 压力减小，而右边由于墨水瓶对水杯中的水有压力， 导致水杯对电子秤的压力变大。同时可以发现两个 示数的大小是相等的。该实验说明墨水瓶与水之间 的力是相互的且相互作用力的大小是相等的。

实验二

(1)器材:两台迷你电子秤、固定支架、两个条形 磁铁。

(2)实验过程:如图2所示，将条形磁铁固定在电 子秤上，再固定在小车上，将两个电子秤的示数去皮 归零。松手后两个小车相互靠近（电子枰示数都为 负）。若改变一个条形磁铁的磁极则，两个小车相互 远离（电子秤示数都为正）。松手前两次读数大小都 是相等的.

(3)实验结论：两个条形磁铁之间的力是一对相 互作用力，相互靠近是因为相互吸引、相互远离是因 为相互排斥。不管是吸引还是排斥，作用力大小都是 相等的。

二、利用电子秤研究电流所受的力——安培力

实验三

(1)器材:迷你电子秤、固定支架、多匝直导线、条 形磁铁、电源等。

(2)实验过程：按如图3所示的方法将条形磁铁 放在电子秤上，电子秤的示数去皮归零，再将支架放 到上方，将多匝直导线固定在条形磁铁的正上方（注 意使多匣直导线与条形磁铁垂直），再把多匝直导线 接到电源上。接通电源之前，电子秤的示数为0，接 通后(假设电流垂直于纸面向外），电子秤示数为负； 将电流反向，则示数为正。

(3)实验结论：该实验说明通电导线在磁场中受 到力的作用，即安培力：①电子秤的读数为负，说明此 时导线对条形磁铁有向上的作用力，则导线所受的安 培力是向下的（磁铁和导线相互吸引）。②电流反向 后电子秤的读数为正，说明此时导线对条形磁铁有向 下的作用力，则导线所受的安培力是向上的（磁铁和 导线排斥）。仅改变电流方向，两次示数大小是相等 的，说明安培力的方向与电流的方向有关。③还可以 仅改变磁场的方向，发现两次示数大小也是相等的， 说明安培力的方向与磁场的方向有关。④仅改变电 流大小，发现电子秤示数与电流的大小成正比。

三、利用电子秤研究超重和失重

实验四

(1)器材：电子秤、重物、电梯、智能手机。

(2)实验过程：①将重物放到电子秤上，电子秤的 示数去皮归零，再将电子秤放在电梯中；②让电梯从 底层向高层运动，发现电子秤示数先为正，再为0，再 为负，最后为0;③让电梯从髙层向底层运动，发现电 子秤示数先为负再为0，再为正，最后为0。数据记录如表1所示。

(3)实验结论：由表1可得加速度向上时，视重大 于实重，重物处于超重状态;加速度向下时,视重小于 实重，重物处于失重状态。超重、失重与速度方向无 关。由于不能带着所有学生做这个实验，可以用手机 将实验过程拍摄下来，在课堂上播放。

实验五

(1)器材：电子体重计、智能手机。

(2)实验过程:①让一位学生站在体重计上，另一 位学生负责读数(可以用手机把示数拍下来），发现学 生猛下蹲的过程中，读数是先变小再变大、最后不变 (等于体重）；②再让学生由蹲着猛地站起来，发现读 数是先变大再变小、最后不变(等于体重）。

(3)实验结论：由表2可得加速度向上时，视重大 于实重，学生处于超重状态；加速度向下时，视重小于 实重，学生处于失重状态。超重、失重与速度方向无 关。由于实验过程中只有一个学生看见读数的变化， 所以最好用手机拍摄读数的变化，通过投影向所有学 生展示，这样效果更好.

实验六

(1)器材：电子秤、纯净水瓶、水、乒乓球、剪刀、定 滑轮。

(2)实验过程:按图4所示装 置将定滑轮固定在纯净水瓶底 部，给瓶中装适量的水，用细绳将 乒乓球拉到水中，细绳一端固定 在瓶口，电子秤的示数去皮归零，剪断细绳发现电子秤的读数 为负。

(3)实验结论:乒乓球向上加速运动时，有同体积 的水向下加速运动，因为水的密度比乒乓球大，所以 整体有向下的加速度，处于失重状态，视重减小，电子 秤读数为负。该实验装置的缺点是只能演示失重现 象，不能演示超重现象。

实验七

(1)器材：电子秤、纯净水瓶、水、铁球、剪刀、 支架。

(2)实验过程:如图5所示，将纯净水瓶上端细的 部位用剪刀剪去，在瓶中装人适量的水，将小球用细 线挂在瓶子上方，将电子秤的示数去皮归零（此时支 架、铁球、水和纯净水瓶组成整体的重力等于对电子 秤的压力），剪断细线后发现铁球下落过程中电子秤 示数为负值，铁球落到瓶底时，电子秤示数先为正，后为0.

(3)实验结论:①铁球下落过程中，有一个向下的 加速度，同体积的水有向上的加速度，但由于铁的密 度比水的大，所以整体有向下的加速度，整体对电子 秤的压力减小（小于重力），所以电子秤示数为负，铁 球处于失重状态。②铁球落到瓶底时，有一个速度， 需要减速到0，所以铁球有向上的加速度，使整体对 电子秤的压力增大（大于重力），所以电子秤示数为 正，铁球处于超重状态。③最终静止，电子秤示数为o(压力等于重力）。

四、利用电子秤研究电磁感应现象

实验八

(1)实验器材:迷你电子秤、多匝线圈、条形磁铁、 灵敏电流计、木块。

(2)实验过程：如图6所示，将多匝线圈（假设线 圈从上面看是顺时针绕向）与 灵敏电流计（图中未画出）连接 成一个闭合回路后放到电子秤 上,将电子秤的示数去皮归零，将条形磁铁插入线圈过程中 (注意磁铁与木块不能接触），发现电子秤示数为正，电流计 图6

指针发生偏转；拔出时电子秤数为负，电流计指针反 方向偏转。

(3)实验结论:①磁铁插入时，通过闭合线圈的磁 通量增多，产生感应电流，所以电流表指针发生偏转。此时感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向相 反，有斥力，线圈和木块对电子秤的压力变大，所以读 数为正。②磁铁拔出时，通过闭合线圈的磁通量减 少,产生感应电流，所以电流表指针反方向偏转。此 时感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向相同， 有引力，线圈和木块对电子秤的压力减小，所以电子 秤示数为负。该实验可以解释电磁感应现象中的“来 拒去留”。

五、结束语

利用电子秤可以设计出更多的低成本创新实验，这些实验有利于提髙学生学习物理的兴趣。所以在 平时的物理教学过程中，每一位教师都应该发挥自己 的创造力去发现更多的低成本创新实验，也可以引导 学生发挥主观能动性去设计实验。