享受實(shí)驗(yàn)樂(lè)趣領(lǐng)悟物理精華

李建源

【摘 要】高中物理知識(shí)抽象性較強(qiáng)、較難理解，本文結(jié)合自己的物理學(xué)習(xí)過(guò)程，以高中變壓器實(shí)驗(yàn)為出發(fā)點(diǎn)，討論了如何通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)領(lǐng)悟所學(xué)的理論知識(shí)。還以變壓器為例，拓展了變壓器在日常生活中的應(yīng)用，并分析了其應(yīng)用原理，從而對(duì)物理知識(shí)有了進(jìn)一步的理解，為如何學(xué)好高中物理知識(shí)起到了拋磚引玉的作用。

【關(guān)鍵詞】高中物理；變壓器實(shí)驗(yàn)；知識(shí)領(lǐng)悟；知識(shí)拓展

通過(guò)平時(shí)與同學(xué)們的交流，發(fā)現(xiàn)有些同學(xué)總是抱怨物理這門(mén)課程實(shí)在是太難學(xué)、有些知識(shí)點(diǎn)難以理解，甚至有的同學(xué)對(duì)物理課程都有點(diǎn)畏懼感。結(jié)合自己的物理學(xué)習(xí)過(guò)程，我比較深刻的感受是，在學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)盡可能地把與物理相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)與日常生活中的物理現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)，，通過(guò)這些現(xiàn)象對(duì)物理知識(shí)有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，然后結(jié)合所學(xué)的物理知識(shí)解釋這些現(xiàn)象，從而使得物理這門(mén)課程的學(xué)習(xí)變得輕松和具體。所以我認(rèn)為，物理實(shí)驗(yàn)在物理這門(mén)課程的學(xué)習(xí)中起到了至關(guān)重要的作用，通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)不僅能夠使我們對(duì)物理過(guò)程、現(xiàn)象有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，還使得我們對(duì)物理知識(shí)點(diǎn)的理解更加透徹，以達(dá)到意想不到的學(xué)習(xí)效果，下面通過(guò)中學(xué)物理變壓器的實(shí)驗(yàn)，談一談在物理知識(shí)學(xué)習(xí)中的感受和體會(huì)。

一、實(shí)驗(yàn)方法及分析

實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。在變壓器原副邊分別并聯(lián)一只交流電壓表，原邊輸入一電壓可調(diào)的交流電，改變變壓器原邊U1的值，變壓器副邊U2的值隨之改變。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄原副邊電壓值，通過(guò)數(shù)據(jù)分析整理可以得出結(jié)論：在匝數(shù)比不變的情況下，U1和U2近似成正比。

二、知識(shí)領(lǐng)悟

1.實(shí)驗(yàn)中變壓器輸入的是交流電而不是直流電，變壓器是對(duì)交流電變壓的，不能對(duì)直流電變壓，變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，只有交流電才能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)才能在變壓器的副邊產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果在變壓器原邊通入直流電則不會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，因此不能在變壓器副邊產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

2.變壓器原邊通入的交流電壓變化時(shí)，變壓器的副邊電壓近似地與原邊電壓成比例變化，其原因還是電磁感應(yīng)原理。當(dāng)變壓器原邊通入的交流電的電壓值增大時(shí)，產(chǎn)生的變化的磁通量增大，在變壓器副邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也增大。當(dāng)變壓器原邊通入的交流電的電壓值減小時(shí)，產(chǎn)生的變化的磁通量減小，在變壓器副邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也減小。

3.當(dāng)變壓器的副邊兩端連接小燈泡等用電電器時(shí)，在副邊線圈的電路中就會(huì)有電流流過(guò)，用電器也會(huì)工作。那么電能是從哪里來(lái)的呢？當(dāng)然不是創(chuàng)造出來(lái)的，而是通過(guò)變壓器原邊轉(zhuǎn)換和傳遞到變壓器副邊的，其原因仍然是電磁感應(yīng)原理。變壓器原邊輸人的電能首先轉(zhuǎn)換為變化的磁場(chǎng)能，再轉(zhuǎn)換為變壓器副邊用電電器的電能。

三、知識(shí)拓展

只要我們留心觀察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)變壓器在我們的日常生活中應(yīng)用的非常普遍，可以說(shuō)我們只要使用電能，幾乎就離不開(kāi)變壓器，它為我們的現(xiàn)代生活做出了巨大貢獻(xiàn)，比如說(shuō)電腦、電視機(jī)、手機(jī)、電動(dòng)車(chē)等等都離不開(kāi)變壓器，變壓器也成為我們生活的必需品，與我們的生活息息相關(guān)。

（1）手機(jī)充電器就是變壓器在日常生活中應(yīng)用的一個(gè)典型實(shí)例。一般手機(jī)充電需要5V直流電，而不能直接使用220V交流電源直接充電，這就需要使用變壓器將220V交流電進(jìn)行降壓，使變壓器副邊輸出5V交流電，然后再把5V交流電轉(zhuǎn)換為5V直流電才能給手機(jī)充電。

（2）住宅小區(qū)變電所里的主要設(shè)備就是電力變壓器，它的作用就是把輸送來(lái)的高電壓轉(zhuǎn)換為居民使用的220V的交流電，那為什么不直接使用220V的交流電輸送電能，而使用高電壓輸送呢？其主要原因是減少電能的損耗。輸送線路本身具有一定的電阻，輸送功率相同時(shí)，電壓越高電流就越小，在線路電阻上的損耗就越??；電壓越低電流就越大，在線路電阻上的損耗就越大，所以為了減少電能輸送過(guò)程中在線路電阻上的損耗，住宅小區(qū)采用高電壓送電，經(jīng)過(guò)變壓器再降壓為220V的交流電供居民使用。

（3）家庭中計(jì)量用的電能表也是變壓器的一種典型應(yīng)用。為了便于計(jì)量電能把高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓、將大電流轉(zhuǎn)換為小電流，這就需要變壓器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在電能表中就存在這兩種變壓器，用較小的電壓、電流值來(lái)代表較大的電壓電流值，從而計(jì)量家庭中使用的電能。

借助物理實(shí)驗(yàn)不僅能夠鍛煉我們的動(dòng)手能力，培養(yǎng)我們獨(dú)立思考、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，更重要的是通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)苁刮覀儗?duì)所學(xué)的物理知識(shí)有更深一層的領(lǐng)悟，透過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象理解物理知識(shí)的內(nèi)涵，對(duì)我們的學(xué)習(xí)起到事半功倍的效果。日常生活中的一些物理現(xiàn)象給了我們一些感性認(rèn)識(shí)，運(yùn)用我們所學(xué)的知識(shí)去分析這些物理現(xiàn)象，能夠使我們所學(xué)知識(shí)得以升華，更為準(zhǔn)確地把握事物的本質(zhì)。