介紹幾個學生終生難忘的實驗

以下實驗中要用到的器材為：實驗室小型變壓器（如右圖，設原、副線圈的匝數(shù)分別是為n₁和n₂且n₁＜n₂）、干電池若干節(jié)、電阻箱（0~99999Ω）、電鍵、導線若干。

先用歐姆表測定變壓器1、2和3、4之間的電阻，約為2Ω和4Ω，2Ω的為原線圈，4Ω的是副線圈。

1 自感實驗

自感實驗通常是按圖A電路圖進行，閉合S瞬間L₂立即亮，L₁緩慢亮；斷開S瞬間L₂立即熄滅，L₁過一會兒才熄滅。據(jù)兩燈的亮暗程度來顯示自感現(xiàn)象，當然很直觀，但能不能給學生強度更大的刺激呢？甚至讓學生留下終生難忘的印象呢？筆者設計了圖1所示的實驗。電感用變壓器的副線圈，人兩手握變壓器的兩端。S閉合瞬間以及穩(wěn)定后，人沒有什么感覺；當斷開S瞬間，人立即感到被電擊了（因時間短，通過人體的電最小，不會有危險）。此實驗說明了兩個問題，一是S閉合瞬間的電動勢比S斷開瞬間的電動勢小，二是S斷開后因自感有電流通人體。這種用人的神經感覺來體驗物理知識，會讓學生終生不忘。日后在生活中遇到自感現(xiàn)象，他們會運用自如，如日常燈原理、給手機充電時，為什么要先插上電源插頭，再讓充電器另一端接通手機，充電結束時，為什么要先取下手機，再拔電源插頭。

2 變壓器升降壓實驗

變壓器的原理是電磁感應現(xiàn)象，用法拉弟電磁感應定律證明變壓公式U₁/U₂=n₁/n₂，學生一般比較容易理解，如僅有證明沒有實驗，學生會感到雖然懂了，還是有點不相信，如果設計實驗，讓學生親身體驗一下，教學就上升到一個比較高的層次。

電路如圖2所示，人兩手握變壓器原線圈兩端，斷開S瞬間，人沒有感到被電擊了，說明U₁較小，然后，人再用手握副線圈兩端，如圖3所示，在斷開S的瞬間，人立即感到被電擊了，說明U₂大。此實驗說明變壓器升壓了。

電路如圖4所示，電源接副線圈，人兩手握副線圈兩端，斷開S瞬間，人感到被電擊了，說明斷開S瞬間n₂兩端的電壓大；然后人兩手握原線圈兩端，如圖5所示，在斷開S的瞬間，人沒有感到被電擊，說明S斷開瞬間n₂兩端電壓低，即變壓器降壓了。

3 遠距離輸電線路上電壓損失實驗

如圖B是遠距離輸電原理圖，用△U表示電壓損失，則輸出電壓U₃=U₂-△U，這是理論，能不能回歸實驗，讓學生親身來感受U₃小于U₂呢？筆者通過反復實踐完成了如下實驗。

如圖6，R是電阻箱，取值99999Ω，電源接變壓器原線圈n₁，讓一學生兩手握n₂的1、2兩端，在斷開S瞬間，人感到被電擊了，說明U₁₂大；然后再讓一學生兩手握3、4兩點，如圖7所示，在斷開S瞬間，人沒有被電擊的感覺，說明U₃₄低，此實驗電阻箱取值要大，取值小了，人手握3、4兩端時仍然會被電擊。

為安全起見，以上實驗筆者是通過自身的反復實驗、反復感受后才進課堂讓學生做的，我用的變壓器匝數(shù)比為32/8，電源用干電池不會有危險。中學物理每一個知識點幾乎都能找到讓學生親身體驗的實驗，如講授光的偏振時，教師外出旅游看立體電影時，把所戴眼鏡帶回來，取下兩鏡片，讓學生對著光源，轉動兩鏡片，就能看到亮度的周期性變化。在講授超重、失重時，讓學生手握亞鈴做豎直面的來回擺動，學生體會到在豎直圓周運動最低點手更痛，說明亞鈴對手的拉力大于重力，物理來自生活，我們不可能事事在生活中去學物理，但我們總可以用實驗來再現(xiàn)生活，從實驗現(xiàn)象中抽取物質之理。