高中物理电磁学知识在生活中的应用分析

孙华清

(江苏省运河中学 221300)

随着科技日新月异的飞速发展，电磁在人类生活、社会建设中起到了举足轻重的作用.在高中时期，电磁学是物理学科的重要知识内容，以人教版的教材为例，电磁学的知识包括磁场、磁感应、磁通量、电磁感应、电磁波以及电磁的生活应用等多项内容.深入探究电磁学的生活应用，可以化抽象为具体，帮助学生更好的理解抽象的电磁学知识，提高学生的生活实践应用能力.

1 高中物理电磁学在生活中的应用案例

1.1 电磁炉

如今，电磁炉作为一种新型的灶具，在家家户户中已经屡见不鲜.不同于火焰形式的烹调方式，电磁炉的工作原理主要利用了“电磁感应”，即借助电子线路来构建交变磁场.当料理炊具放置在电磁炉上时，磁场会被炊具的金属底面所切割，形成大量的交变电流，并构成涡流，集中在炊具的底部，促使炊具中的金属原子不断摩擦，生成大量的热.由此，就能起到烹饪和加热食物的作用.在使用电磁炉时，最好配用铁制品的炊具，因为铁对电磁的敏感度较高，并且能有效屏蔽磁场，缓解使用电磁炉时伴生的辐射作用.

1.2 指南针

指南针是我国的四大发明之一，是一种专门用来分辨方向的指路工具.指南针的构成十分简单，只要将一根两边标记了不同颜色的磁针套在中轴上，保证磁针能自由转动即可.通过大地磁场的影响，磁针的一端会一直指向地理的北极.因此，指南针对于出家旅行、军事领域都起到了不可或缺的影响作用.由于指南针广为人知，普及度较高.在教学过程中，用指南针来作为电磁学的实验案例，可以帮助学生迅速进入学习状态，理解知识难点.

1.3 无线充电

无线充电是电磁技术的革新，主要通过电磁感应的原理，在充电端构建电动势，与电源形成感应磁场.关于无线充电技术的原理，主要包括感应电动势和电磁感应.当直流电流进入到送电线圈时，送电线圈和受电线圈之间可以形成交变磁场.此时，借助闭合电路，由受电端开始切割磁场，就能形成感应电动势，促使电子在闭合电路中运动，形成充电的电流.

无线充电技术的应用比较广泛，从IPAD到电动汽车，都能作为无线充电的使用途径.虽然目前无线充电的应用还受到电流强度的影响，还无法完全替代有线充电的作用.但随着磁通量的提高，受电端的电流也能上升，有效提高充电的效率与充电的距离.

1.4 电磁屏蔽

关于电磁屏蔽，在过去主要应用于大容量的汽轮发电机.代指通过铁磁材料，对发电机中的定子绕组端部分进行屏蔽，以防止出现漏磁反应，产生相应的损耗.除此之外，电磁屏蔽在通信方面的应用也比较广泛.人们在使用手机时，需要向外界基站发送信号，这种信号需要通过电磁波来进行传播.而通过屏蔽材料，将电路、电缆、元部件完成包裹，防止其中的电磁场对外扩散，实现信号的隔离.此时，电磁波无法传送到外界的信号接收器中，这就隔断了信号的流通，也就是人们常说的“手机信号比较差”.

1.5 磁悬浮列车

关于磁悬浮列车，是高中物理教材中重点介绍的电磁学应用案例.通过“同性相斥、异性相吸”的运行原理，让磁铁的斥力与列车本身的重力能保持在平衡的状态，使得列车能通过电磁悬浮的形式无接触的停留在轨道上.磁悬浮列轿车的前进动力主要来源于直线电机，利用磁极产生的吸引力来开动列车.同时，在列车彻底、轨道上方安装了磁铁，以保证列车能与轨道始终一定的距离，不会在开动中失去平衡.由于磁悬浮列车不会与轨道接触，开动过程中只会受到空气阻力的影响，摩擦力近乎为0.所以，磁悬浮列车无论在形式速度，或是运输物品上，其效率都会远远超过传统的火车、电轨车.因此，这项交通技术的潜力十分巨大，是电磁学在生活应用中的典型代表.

1.6 磁记录

随着信息技术的高速发展，电磁感应技术在信息记录上也得到了深入应用.其作用原理为：将像点、数码等非电信息经过非电与电的转化装置，形成电流.再通过线圈，产生能随着时间而变化的磁场.最后，利用磁铁材料的特点，将磁场的变化存储到介质中，完成磁记录的过程.在实际生活中，录像带、磁盘、信用卡，都应用了磁记录的原理来记录信息.而我们的二代身份证中，也安装了感应磁片，可以方便人们在报名、登记时上传自己的个人信息.

2 高中物理电磁学在生活应用中的负面影响

凡事有利必有弊，电磁学的广泛应用虽然方便了人们的通信、交通、生活，创造了无比巨大的财富，但这并不意味着电磁对人类完全没有负面影响.我们应当从客观的角度认识电磁，用正确的态度使用电磁，有效预防电磁对环境和人体带来的隐患.

关于电磁的危害，首当其冲的就是电磁辐射，最严重者可以达到电磁污染的级别.而在当前，电磁污染与大气污染、噪声污染、水污染同时归类为四大环境污染现象，需要学生在生活中加以重视.造成污染的途径主要来源于辐射，人们在日常生活中常用的电视、手机等电子仪器，或微波炉、电磁炉等家用供电器，都会产生电磁波，具有一定的辐射性.如果人们长期置身于辐射之中，自身的健康细胞会被不断的杀死，从而出现各种疾病.例如，中短波电磁场可以影响到人们的中枢神经系统，使人出现头痛、乏力、记忆力衰退、食欲不振、心悸等症状，于机体的外在表现，还会出现脱发、近视.而对于超频的短波而言，人体的植物神经功能会进一步失调.有严重者，心血管系统会造成损伤，出现心区压迫痛、高血压、心律失常等严重的症状.而在超过330KV的高压电磁场中，人们会迅速产生疲惫、失眠的症状，生理功能上出现较大的波动.

从物理角度分析，电磁对人类产生的不良影响主要因为热效应、非热效应、累积效应.首先，人体的大部分组成是水，通过电磁辐射的影响，水分子会不断摩擦，让人体升温，影响到器官的正常温度，在潜移默化中产生病变，产生了热效应.对于非热效应，是由于人体的机体组织在电磁的干扰下，影响了运动秩序，导致人们的身体健康平衡受到破坏.而关于累积效应，是人们在受到热效应和非热效应的前提下，身体还未得到有效的缓解，又再次暴露在大量电磁的辐射之下.长此以往，就会导致影响程度的进一步加深.

综合以上论述，物理教师在教学过程中，应当告诫学生：一定要合理使用移动设备，尽量保持安全距离，引导学生用正确的生活态度来面对电子仪器.

3 高中物理电磁学生活化应用的教学价值

3.1 激发学生的学习兴趣

兴趣是学生学习的核心动力，可以提高学生的钻研热情，让高中生能更好地投入到物理知识的探究过程之中.而生活化教学，是利用学生日常生活中熟知的事物，将复杂的知识变得更为生动、直观，以提高学生的学习代入感.对于大多数学生而言，电磁学的课程比较晦涩难懂，使得学生的学习兴致相对偏低.当前，大多数教师需要通过布置学习任务这种方式来强迫学生被动学习，这种教学方式明显不符合学生的学习规律，很容易导致学生对物理电磁学课程产生反感的不良情绪.因此，物理教师如果能适当变换教学思维，在教学中适当介绍一些电磁学在生活中的应用案例，就能引起学生的联想，从而自然而然地形成学习共情.此外，对于一些内容比较抽象的电磁学知识，教师可以通过多媒体设备，播放关于这些知识的生活记录视频，以促进学生的学习理解，起到巩固学生学习基础的目的.

3.2 开发更多的教学资源

通过生活化教学的导入，可以开发出丰富的教学资源，为学生打开新颖的学习领域.在此过程中，高中生学习电磁知识，不再依赖于刷题，而是可以通过生活案例来进行深入理解.教师在教学过程中，也不必通过例题来剖析知识点，而是可以引入生活案例，挖掘常见的生活素材，将电磁课程讲解的深入浅出.这不仅契合陶行知“生活即教育”的理念，体现物理源于生活的道理.还能为教师提供丰富的教学思路，让教师有更多可选择的授课手段.除此之外，对于一些教学条件不够完备的高中，往往因为实验器材的缺乏，导致一些教学任务无法顺利完成.而电磁学的生活化应用，可以另辟蹊径，打开教师的教学思路，让教师能积极发掘生活中的常用素材，并进行改装加工，转化成优秀的实验素材.从教学收益上看，这可以缓解学校的资金压力，同时也不会影响教学进度，能将教学大纲中规定的实验课程及时完成，有助于学生的电磁学学习.

3.3 锻炼学生的实践能力

高中生学习电磁学切记不要纸上谈兵，电磁学既是高考的重点，有许多必须熟练掌握的题型.同时，它也是实验课程的“重头戏”，是学生不可忽略的学习关键.但观察学生在实际学习过程中，明显过分注重理论学习，在实践能力的培养上有明显不足.因此，通过电磁学生活化的渗透，可以弥补传统物理教学中的不足之处.通过生活案例的导入，教师为学生介绍微波炉的工作原理，让学生尝试以微波炉作为蓝本，来进行相关的实践研究.在此基础上，教师还可以开展关于电磁学的安全教育.例如，让学生观察微波炉中电源线是否符合使用标准，插座是否有安全盒的保护等等.由此，学生就会在潜移默化中形成良好的生活用电意识，这不仅对于学生的实践能力能起到良好的锻炼作用，也能有效提高学生的生活质量.

当前，许多高中物理教师将教学重点放在电路、电磁感应等主要考点上，对电磁学的生活应用只是简单介绍，教师应当及时改正这种功利性的教学倾向，否则，很容易导致学生向高分低能的方向发展.当学生能深入了解电磁与生活之间的联系，就能通过现实中的案例来理解复杂的电磁学知识，这有助于提高学生的物理学习效率和物理核心素养.