享受实验乐趣领悟物理精华

李建源

【摘 要】高中物理知识抽象性较强、较难理解，本文结合自己的物理学习过程，以高中变压器实验为出发点，讨论了如何通过物理实验领悟所学的理论知识。还以变压器为例，拓展了变压器在日常生活中的应用，并分析了其应用原理，从而对物理知识有了进一步的理解，为如何学好高中物理知识起到了抛砖引玉的作用。

【关键词】高中物理；变压器实验；知识领悟；知识拓展

通过平时与同学们的交流，发现有些同学总是抱怨物理这门课程实在是太难学、有些知识点难以理解，甚至有的同学对物理课程都有点畏惧感。结合自己的物理学习过程，我比较深刻的感受是，在学习过程中应尽可能地把与物理相关的知识点与日常生活中的物理现象联系起来，，通过这些现象对物理知识有一个初步的认识，然后结合所学的物理知识解释这些现象，从而使得物理这门课程的学习变得轻松和具体。所以我认为，物理实验在物理这门课程的学习中起到了至关重要的作用，通过物理实验不仅能够使我们对物理过程、现象有一个感性认识，还使得我们对物理知识点的理解更加透彻，以达到意想不到的学习效果，下面通过中学物理变压器的实验，谈一谈在物理知识学习中的感受和体会。

一、实验方法及分析

实验电路图如图所示。在变压器原副边分别并联一只交流电压表，原边输入一电压可调的交流电，改变变压器原边U1的值，变压器副边U2的值随之改变。实验过程中记录原副边电压值，通过数据分析整理可以得出结论：在匝数比不变的情况下，U1和U2近似成正比。

二、知识领悟

1.实验中变压器输入的是交流电而不是直流电，变压器是对交流电变压的，不能对直流电变压，变压器的工作原理是电磁感应，只有交流电才能产生变化的磁场，变化的磁场才能在变压器的副边产生感应电动势。如果在变压器原边通入直流电则不会产生变化的磁场，因此不能在变压器副边产生感应电动势。

2.变压器原边通入的交流电压变化时，变压器的副边电压近似地与原边电压成比例变化，其原因还是电磁感应原理。当变压器原边通入的交流电的电压值增大时，产生的变化的磁通量增大，在变压器副边产生的感应电动势也增大。当变压器原边通入的交流电的电压值减小时，产生的变化的磁通量减小，在变压器副边产生的感应电动势也减小。

3.当变压器的副边两端连接小灯泡等用电电器时，在副边线圈的电路中就会有电流流过，用电器也会工作。那么电能是从哪里来的呢？当然不是创造出来的，而是通过变压器原边转换和传递到变压器副边的，其原因仍然是电磁感应原理。变压器原边输人的电能首先转换为变化的磁场能，再转换为变压器副边用电电器的电能。

三、知识拓展

只要我们留心观察，就会发现变压器在我们的日常生活中应用的非常普遍，可以说我们只要使用电能，几乎就离不开变压器，它为我们的现代生活做出了巨大贡献，比如说电脑、电视机、手机、电动车等等都离不开变压器，变压器也成为我们生活的必需品，与我们的生活息息相关。

（1）手机充电器就是变压器在日常生活中应用的一个典型实例。一般手机充电需要5V直流电，而不能直接使用220V交流电源直接充电，这就需要使用变压器将220V交流电进行降压，使变压器副边输出5V交流电，然后再把5V交流电转换为5V直流电才能给手机充电。

（2）住宅小区变电所里的主要设备就是电力变压器，它的作用就是把输送来的高电压转换为居民使用的220V的交流电，那为什么不直接使用220V的交流电输送电能，而使用高电压输送呢？其主要原因是减少电能的损耗。输送线路本身具有一定的电阻，输送功率相同时，电压越高电流就越小，在线路电阻上的损耗就越小；电压越低电流就越大，在线路电阻上的损耗就越大，所以为了减少电能输送过程中在线路电阻上的损耗，住宅小区采用高电压送电，经过变压器再降压为220V的交流电供居民使用。

（3）家庭中计量用的电能表也是变压器的一种典型应用。为了便于计量电能把高电压转换为低电压、将大电流转换为小电流，这就需要变压器进行转换，在电能表中就存在这两种变压器，用较小的电压、电流值来代表较大的电压电流值，从而计量家庭中使用的电能。

借助物理实验不仅能够锻炼我们的动手能力，培养我们独立思考、分析和解决实际问题的能力，更重要的是通过物理实验能使我们对所学的物理知識有更深一层的领悟，透过实验现象理解物理知识的内涵，对我们的学习起到事半功倍的效果。日常生活中的一些物理现象给了我们一些感性认识，运用我们所学的知识去分析这些物理现象，能够使我们所学知识得以升华，更为准确地把握事物的本质。