手摇发电机

发电机能将机械能转换成电能。通过手摇手柄可操作发电机。我们摇手柄的速度越快，发电机发的电也就越多。

立即搭建手摇发电机并研究其发电能力。

搭建手摇发电机和焦耳吉普小车
（搭建说明手册 1A 和 1B，参考第 15 页步骤 16）。

• 测试模型的功能。松开衬套可减少摩擦
• 适当连接插头，将它们紧紧地压在一起
• 确保在测试前将焦耳 (J) 读数归零

测试设置
为焦耳吉普小车标记起跑线

手摇和行驶
本任务要求学生研究手摇发电机在 60 秒的时间段内可积聚多少焦耳 (J) 的能量，并了解这些能量可供焦耳吉普小车行驶多远的距离。

首先，让学生在坐标系中标出他们的预测值，以显示他们在 60 秒的时间段内可积聚多少焦耳的能量。

然后，让学生研究通过摇动手摇发电机手柄在 60 秒内可积聚多少焦耳的能量。让他们每隔 10 秒读取并记录一次研究结果，再让他们将研究结果标在预测值所在的坐标系上。

接下来，让学生弄清楚所积聚的这些能量可供焦耳吉普小车跑多远距离。

研究结果会有所变化；学生将会看到，焦耳吉普小车的行驶距离会根据积聚能量值的不同而变化。

提出如下问题帮助学生对他们的研究进行回顾：
• 你根据什么因素进行的预测？
• 你能解释你的研究结果吗？
• 你能在研究结果中找出某种模式或趋势吗？

在给定时间内，所积聚的能量值与摇动手柄的速度成正比。

• 你如何确保你的研究结果科学可靠？

学生需进行数次研究，以确保研究结果一致，且焦耳吉普小车每次都从相同起点并在相同跑道路面上行驶。

你知道吗？
惰齿轮只改变转动方向， 不影响输出速度。

加速
（搭建说明手册 1A 和 1B，参考第 16 页步骤 1）。

本任务要求学生研究重新搭建的手摇发电机在 60 秒的时间段内可积聚多少焦耳 (J) 的能量，并了解这些能量可供焦耳吉普小车行驶多远的距离。

首先，让学生重新搭建手摇发电机的齿轮装置。 然后，让学生根据他们所知的齿轮的具体特点， 在坐标系中标出他们的预测值，以显示他们在 60 秒的时间段内可积聚多少焦耳的能量。

然后，让学生研究通过摇动手摇发电机手柄在 60 秒内可积聚多少焦耳的能量。让他们每隔 10 秒读取并记录一次研究结果，再让他们将研究结果标在预测值所在的坐标系上。

接下来，让学生弄清楚所积聚的这些能量可供焦耳吉普小车跑多远距离。

研究结果会有所变化，我们会发现所积聚的能量值明显增加。理想情况下，学生应预测出能量值增长率为 60%。焦耳吉普小车的行驶距离取决于所积聚的能量值。

识别变量
让学生识别并写出至少三个变量，阐明这些变量如何影响手摇发电机和焦耳吉普小车的效率。

有些因素可能包括改变齿轮装置、手柄长度、摇动手柄的速度、手柄摇动人的气力和手摇发电机的结构稳定性所产生的效果。焦耳吉普小车的效率会受到小车质量、齿轮装置、摩擦和跑道路面的影响。

你知道吗？
描述食物产能潜力的单位是卡路里 (cal)。 通常，1 卡路里为 4.2J。