享受實驗樂趣領悟物理精華

李建源

【摘 要】高中物理知識抽象性較強、較難理解，本文結合自己的物理學習過程，以高中變壓器實驗為出發點，討論了如何通過物理實驗領悟所學的理論知識。還以變壓器為例，拓展了變壓器在日常生活中的應用，并分析了其應用原理，從而對物理知識有了進一步的理解，為如何學好高中物理知識起到了拋磚引玉的作用。

【關鍵詞】高中物理；變壓器實驗；知識領悟；知識拓展

通過平時與同學們的交流，發現有些同學總是抱怨物理這門課程實在是太難學、有些知識點難以理解，甚至有的同學對物理課程都有點畏懼感。結合自己的物理學習過程，我比較深刻的感受是，在學習過程中應盡可能地把與物理相關的知識點與日常生活中的物理現象聯系起來，，通過這些現象對物理知識有一個初步的認識，然后結合所學的物理知識解釋這些現象，從而使得物理這門課程的學習變得輕松和具體。所以我認為，物理實驗在物理這門課程的學習中起到了至關重要的作用，通過物理實驗不僅能夠使我們對物理過程、現象有一個感性認識，還使得我們對物理知識點的理解更加透徹，以達到意想不到的學習效果，下面通過中學物理變壓器的實驗，談一談在物理知識學習中的感受和體會。

一、實驗方法及分析

實驗電路圖如圖所示。在變壓器原副邊分別并聯一只交流電壓表，原邊輸入一電壓可調的交流電，改變變壓器原邊U1的值，變壓器副邊U2的值隨之改變。實驗過程中記錄原副邊電壓值，通過數據分析整理可以得出結論：在匝數比不變的情況下，U1和U2近似成正比。

二、知識領悟

1.實驗中變壓器輸入的是交流電而不是直流電，變壓器是對交流電變壓的，不能對直流電變壓，變壓器的工作原理是電磁感應，只有交流電才能產生變化的磁場，變化的磁場才能在變壓器的副邊產生感應電動勢。如果在變壓器原邊通入直流電則不會產生變化的磁場，因此不能在變壓器副邊產生感應電動勢。

2.變壓器原邊通入的交流電壓變化時，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原理。當變壓器原邊通入的交流電的電壓值增大時，產生的變化的磁通量增大，在變壓器副邊產生的感應電動勢也增大。當變壓器原邊通入的交流電的電壓值減小時，產生的變化的磁通量減小，在變壓器副邊產生的感應電動勢也減小。

3.當變壓器的副邊兩端連接小燈泡等用電電器時，在副邊線圈的電路中就會有電流流過，用電器也會工作。那么電能是從哪里來的呢？當然不是創造出來的，而是通過變壓器原邊轉換和傳遞到變壓器副邊的，其原因仍然是電磁感應原理。變壓器原邊輸人的電能首先轉換為變化的磁場能，再轉換為變壓器副邊用電電器的電能。

三、知識拓展

只要我們留心觀察，就會發現變壓器在我們的日常生活中應用的非常普遍，可以說我們只要使用電能，幾乎就離不開變壓器，它為我們的現代生活做出了巨大貢獻，比如說電腦、電視機、手機、電動車等等都離不開變壓器，變壓器也成為我們生活的必需品，與我們的生活息息相關。

（1）手機充電器就是變壓器在日常生活中應用的一個典型實例。一般手機充電需要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交流電進行降壓，使變壓器副邊輸出5V交流電，然后再把5V交流電轉換為5V直流電才能給手機充電。

（2）住宅小區變電所里的主要設備就是電力變壓器，它的作用就是把輸送來的高電壓轉換為居民使用的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，電壓越高電流就越小，在線路電阻上的損耗就越小；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程中在線路電阻上的損耗，住宅小區采用高電壓送電，經過變壓器再降壓為220V的交流電供居民使用。

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

借助物理實驗不僅能夠鍛煉我們的動手能力，培養我們獨立思考、分析和解決實際問題的能力，更重要的是通過物理實驗能使我們對所學的物理知識有更深一層的領悟，透過實驗現象理解物理知識的內涵，對我們的學習起到事半功倍的效果。日常生活中的一些物理現象給了我們一些感性認識，運用我們所學的知識去分析這些物理現象，能夠使我們所學知識得以升華，更為準確地把握事物的本質。