趣談電學中的幾個物理現象

石家軒

摘 要：在現代的生活當中，電已經成為人們生活得一部分，不管是生產還是生活活動都已經離不開電。雖然電學是物理學分支學科之一，但是隨著科學技術的進步，電學已經成為專門的獨立學科，是物理學中頗具重要意義的基礎學科。對于我們廣大學生來講，如何才能學好電學，學懂電學，學會電學是最重要的。為此，教師可以借助物理現象來使學生加深理解，加深記憶，以期激發其對電學的興趣，促進其對電學知識的掌握。

關鍵詞：電學；物理現象；趣味教學

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9132（2018）03-0178-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.03.113

一、電學與物理學的相關聯系

看起來電學與物理學沒有關系，是兩門不相關的學科知識，但是實際上，不管是在我們日常的生活當中還是在學校課堂教學當中，這兩個領域的知識是分不開的。我們在上物理課時，會有關于電學的知識，也可以說電學是物理學的基礎學科理論。隨著電在生活、生產和科學技術中的作用越來越大，電學已經獨立于物理學成為一門專業且獨立的學科知識。相比較于物理學來講在對電的研究方面，電學更加全面、深奧。而正是由于電學更加專業深奧的知識，我們學生在學習時對電學的興趣才會不高。

二、電學當中的幾個物理現象

（一）電荷移動會產生巨大的能量和現實當中的雷電現象相聯系

在學習了電荷的移動會產生巨大的能量這一節時，我們就能夠理解打雷現象的原因了，同時對電荷的移動為什么會產生能量有了深刻的理解。自然環境中雷電的產生，是烏云當中存在的一些物質微粒通過摩擦之后產生的電，但是這些烏云所帶的電荷是不同的，有的攜帶大量正電荷，有的攜帶大量的負電荷，這樣每一個烏云都成了帶有大亮電荷的帶電體，隨著烏云逐漸和地球這個導電體的接近，地球表面會感應出與烏云所帶電荷的正負相對的正負電荷，而烏云與地球之間的電場力就會隨著距離的縮小而逐漸變大。

另外，當烏云中大量的水汽隨著雨水降落到地球上，這時烏云的體積逐漸變小，我們都知道，能量是守恒的，隨著體積的變小，烏云所帶電荷量是不會發生變化的，因此電荷的密度就會增大，導致電場的強度隨之增大，當電場的強度增加到一定程度時，電場當中的正、負電荷就會通過中間的空氣并產生中和現象，大量的電荷會釋放熱能和光能，而空氣就會受熱產生膨脹，從而發出巨響，這也就是我們常見的閃電和雷聲。由于放電會產生大量的能量，在擊打到樹木或是房屋，又或是人身上時，因為能量過大，房屋、樹木或是人畜是承受不了的，才會對人或是物品造成毀滅性的打擊。

電荷的移動產能解決了我們自然現象中對雷電的認知，同時也加深了我們自己對電場原理的理解。在放電的過程中，電荷會釋放巨大的熱能和光能，由于能量巨大，不是人或是牲畜以及草木所能承受的。如果在放電的地方有樹木、房屋、牲畜或是人類，就會遭到毀滅性的打擊，這也就是我們在“雷打死人”的迷信說法中科學性的理解，同時也懂得了電荷移動會產生巨大能量的原因。

（二）嚴防短路

對于電路發生的短路現象，我們可以做一個小實驗，例如在野外生存時，什么都沒有，只有一節干電池，一個口香糖，在又冷又餓的狀態下，一個火堆就能解決很多事情，既可以取暖還可以防止野獸的襲擊，那要怎樣才能用一節干電池和一個口香糖生火呢？首先，將包裹口香糖的錫紙折成兩個紙條，并將紙條的其中一端剪成須狀，然后將紙條的兩端分別按壓在干電池的正負兩級，再將剪成須狀的一段相互接觸，相接觸的地方就會發熱并達到紙條的燃燒點，從而出現燃火的現象，再將易于燃燒的枯草等接觸火種，就可以生火做飯了。當然，還要保護好自己避免被干電池正負兩極的熱量燙傷，可以將包裹口香糖的彩色紙包裹好電池的正負兩極，以此來達到保護的目的。

其實這就是利用電池正負兩極碰撞會產生火花的原理，短路也是這樣產生的。面對電池這么小的電壓和電流在短路時都會產生這么高的能量將火點燃，要是放在家庭電路上會造成多大的傷害？因此，面對這一情況一定要嚴防短路的發生。所以，我們在日常生活中使用電器的時候，一定要在接通電路以前檢查接線是否正確，還要經常檢查電氣設備和電路的絕緣情況是否符合要求等。

（三）電磁力方向的判定

在我們所學的電學當中，電磁學的學習是非常重要的。同樣在我們所學的高中物理知識當中，就有關于對電磁學的介紹，我們可以用高中電磁學中的左手定則或者右手定則來判斷電磁力的方向。首先，我們可以將左手定則用安倍定則來代替，判斷通電導體或運動電荷在磁場中的受力方向，對左手定則作如下改進：伸開右手，使大拇指與其余四指垂直并和手掌在同一平面內，讓四指指向電流或正電荷運動方向（相當于 x 軸），然后讓四指指向磁場方向旋轉彎曲（相當于由 x 軸向 y 軸方向旋轉），大拇指所指的方向就是所要判斷的電磁力的方向。

除了上述方法之外，我們還可以將左手定則和右手定則相結合，統一成右手定則，這樣一樣可以正確地判斷電磁力的方向或是感應電流的方向，可以避免分開記憶帶來的困難。如果要判官電磁力的方向，可以伸開右手，使大拇指與其余四指垂直并和手掌在同一平面內，讓四指指向電流或正電荷運動方向，四指彎曲成與手掌垂直并指向磁場的方向，此時大拇指所指的方向就是所要判斷電磁力的方向。如果要判斷感應電流方向：開頭操作與上面相同，只是改變了四指的指向方向，讓四指指向磁場中導體運動方向，再讓四指彎曲成與手掌垂直并指向磁場方向，此時大拇指所指的方向就是所要判斷感應電流的方向。這樣，我們就可以不用再記憶兩種判斷定則，對電磁學的記憶也會更加深刻。

三、結語

總之，對于我們學生來講在學習電學的時候，不能只通過書本來學習，還要學會自己動手，從日常中找到答案。跟電學有關的物理現象還有很多，尤其是從廚房電器中我們可以找到很多，例如電水壺，就與物理中能量轉化有關，還有微波爐也能在物理中找到答案，所以我們要學會發現，學會利用。

參考文獻：

[1] 王乃玉.活用“右手定則”解決高中物理電磁學問題[J].中華少年，2016（17）.

[2] 王偉平.趣談電學中的幾個物理現象[J].職業，2005（S1）.endprint