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神奇的力学导电墨水
导电墨水是一种神奇的黑色液体。它能够随意画出任意的形状,待笔墨干了之后,即可导电。 本课程以小见大,从导电墨水的平时使用中发现了特殊的电阻变化现象,并进一步探究其原因,从而发现导电墨水与材料力学之间的微妙关系!

神奇的
力学
导电墨水
思维
元素
自变量
因变量
导电墨水的电阻值
标题
设计
小天
这么多的可能因变量,那到底是什么原因导致的电阻值变化呢?
小天
别着急,我们不妨先来观测一下,不同的形变情况,对导电墨水的电阻值的影响规律。但用手肯定不是很好的选择,让我们先来设计一下实验方案吧~
小天
太棒了!就是这样!
动手
制作
1
器材选择
薄木板,导电墨水笔,万用表

2
用导电墨水画传感线
沿着受力方向画一根粗细均匀的线

3
万用表准备
将万用表的两个探针(鳄鱼夹)分别夹到传感线的两端

4
弯曲木板观测电阻变化
沿着传感线的方向轻轻弯曲木板,观测电阻变化情况

5
5电阻变化设计图
电阻变化明显,但没有明显的规律性。

小天
电阻发生了好明显的变化哦!
嗯,确实很明显!不过数据的变化并没有规律性。
张博士
小天
嗯,刚才在实验的时候我发现了下面的问题: 木板吸水->导电墨水一部分被吸附,一部分停留表面->厚度不均匀; 木板表面比较粗糙->弯曲时导致各个受力点无法产生平稳的形变。 怎么办呢?
用胶带隔绝导电墨水和木板,是不是就可以了?!
张博士
小天
嗯,好想法,不过胶带的拉伸延展性不是很好,没办法产生规律的形变哦。
“绝缘 薄 延展性好 薄膜” 百度一下~有了! 聚酰亚胺胶带! 太棒了!再来仔细做一次~!
张博士

高级版
导电墨水力学监测实验
6
高级版的器材
薄木板,Kapton薄膜胶带,导电墨水笔,万用表,量角器

7
用导电墨水画传感线
沿着受力方向画一根粗细均匀的线

8
用胶带贴出辅助线
为了画出粗细均匀的线,我们用两根胶带分别贴在左右,留出一条画笔缝隙

9
用导电墨水涂匀缝隙
画出一条粗细均匀笔直的导电传感线

10
揭开辅助线
待导电墨水风干3分钟后,揭开辅助线

11
揭开具有弯曲传感能力的木板完成辅助线
下面我们来测试一下高级版本的变化情况吧~

12
用导电墨水涂匀缝隙
用量角器记录弯曲角度的同时读取电阻数值

13
高级版电阻变化数据图
可见高级版导电墨水的电阻值随着弯曲变化数据十分明显,且接近线性关系!

小天
哇!电阻变化非常规律哦!张博士~虽然我还不清楚里面的原理,但是我觉得我们可以使用它来测量我们实验时材料受力情况了呀!
也许真的可以哦!传统的受力分析仪器要好贵呢。小天你来给你的神奇发明起一个名字吧!
张博士
小天
神奇的导电墨水,就叫它“应变力触感器”吧!


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