高中物理电磁感应知识的应用解析

乌尼日勒

摘要：电磁感应现象跟我们的生活息息相关，电磁感应因其应用的广泛性，有很多很好的应用案例，高中物理课程体系中物理电磁感应现象作为普遍的物理规律更是重中之重，生活中从发电机到电动机，从汽车到火车以及航天飞机都涉及到电磁感应原理的应用，带着理论学习同实践相结合，对于深刻理解和掌握电磁感应理论意义非凡。本文就高中物理电磁感应现象为出发点，笔者结合高中学物理的学习同生活中具体实例的剖析，扩展了高中电磁学知识的学习范畴。

关键词：高中物理：电磁感应;应用分析

1、电磁感应知识融入高中物理教学的重要性

1.1兴趣培养的重要手段

通过高中物理基础知识的融入，尤其是采用现代化的教学手段，将电磁感应知识与学生的兴趣培养相融入，构建多层次、多角度、多视角的教学创新，让学生在自我学习中感受到物理知识带来的乐趣，增强物理学习的能力，尤其是加强物理实验的运用，更好的将电磁感应知识作为物理知识学习的重要方式，形成高中生自主探究、自我学习的运用方式，并加强对公式的运用、定理的把握等，更好的发挥出整体的教学效应。譬如，在“电流磁效应的发现”环节的教学中，在过程叙事与逻辑分析结合的基础上，层层递进地将奥斯特如何思考并最终发现电流的周围存在磁场这一现象的过程呈现给学生，有利其更好地领会物理规律自身所包含的本质与内涵，从而起到良好的兴趣引导作用，将学生的个性思维与智力开发充分地调动起来。

1.2创新知识的重要载体

当前，在我国的物理教学课程指标中明确提出，物理教学的重要任务是培样学生的基本物理知识并训练其技能，通过对物理学的基本理论知识及其原理认真学习，使学生对物理现象与科学研究的方法有的更为深入的了解，并且使得学生的创新意识和实践能力得到增强。伴随我国物流教学方法的完善及教学水平的不断提升，物理教学和实验的内容不一再追求物理学本身的完善性及全面性，而是在教学题材和课程目标中融入了学生们应当重点掌握的一些更有价值的物理学内容，这样更加接近实践化的教学设置，使学生在科学教学中更好的掌握科学研究方法、学科思想、及学科知识。

2、电磁感应现象应用分析

2.1电磁感应原理在变压器中的应用

我们日常生活中用到的民用电、以及工厂用电等都是从电厂输送过来的，我们大都生活在城市，而电厂都建设在距离居民区和工厂较远的地方。回想学过的电路知识，电流在流经具有电阻的导线时会发热，进而发生电能的耗散。再长距离输电中，发热耗散掉的电能更为明显，无法忽略。此外，导线上还会产生电压降，而生活中我们常见的电器都有额定电压，必须再额定电压下家用电器才能正常工作，若电压高于或者低于额定电压，不光家用电器不能正常工作，更有甚者还会烧毁电器，造成较大的经济损失。为解决这个问题，变压器应用而生了，再发电机端，接入升压变压器，将电压提高到较高的水平，由于再同等条件下，提高电压可以降低导线的发热，进而节省大量的电能，提高输电效率，降低电费。沿途经过变电站，最后通过降压变压器将电压降到电器额定电压水平。输电过程中电压的一升一降都是由变压器完成，而变压器实现该功能的原理都是基于电磁感应原理，电压高的一段，线圈的绕组匝数较大，电压低的一端绕组匝数较少，通过控制变压器两端绕着线圈匝数的比例可以得到适合的电压。通过变压器可以驱动不同等级的机械设备，比如高铁、地铁，变压器作为核心设备发挥着不可替代的作用。

2.2电磁感应原理在磁悬浮列车中的应用

磁悬浮列车作为高科技技术之一，代表了一国的科技创新能力。我国磁悬浮研究处于世界领先水平，已经建成和运营若干磁悬浮试验线。磁悬浮列车的原理是基于电磁感应理论，让列车跟导轨之间留一条窄缝，这样可以消除常规列车跟钢轨之间由于接触而产生的巨大摩擦力，该摩擦力導致大量能源的耗散。这样极大了提高了列车的运行速度。在中学学习中以及生活常识中，我们已经知道具有相同极性磁铁会相互排斥，而磁悬浮就是基于同性磁极相斥，利用电磁感应原理让导轨和列车产生同一极性，产生相互排斥，接着给列车通电，驱动列车高速运转。据科学家最新研究表明，基于磁悬浮技术，在真空状态下，磁浮列车的时速达到3000公里，远远超过了飞机的运行速度，电磁感应原理能产生我们意想不到的奇迹。相信不远的将来磁悬浮列车会是居民出行的必备工具。

2.3电磁感应原理在日常生活中的应用

随着电器技术的发展改进，家用电器的种类越来越丰富，比较常见的电磁炉，已经成为好多家庭烹饪的主要工具之一，而电磁炉正是基于电磁感应原理，安全、高效，在电磁炉盘面上布满导线线圈，当通电后，产生感应电流发热，进而通过电能转换为热能来加工食物。而通过控制电磁炉参与发热的导电线圈可以控制感应电流的大小，进而可以控制发热功率。此外，在好多港口，大型集装箱的搬运都是通过电磁感应原理来实现，在通电的状态下，基于同性磁铁相互吸引，进而产生较大的磁力，以此来装卸集装箱，尤其在海运中较为常见。电磁感应中电磁力的特性是控制方便，通过控制电流电流大小便可以控制磁力的大小，启动和关停非常方便，速度极快！最后，电池是造成环境污染的一个重要源头，由于电极的特殊性，往往短期内都无法降解，而电池的应用又极其广发，家庭常用的电池电器为家用手电，常规的家用手电都是通过电池来照明，利用电磁感应原理，可以考虑去掉电池，类似发电机原理，在要用手电的的时候，通过手握手电筒来进行发电，该手电筒的原理是基于电磁感应，在手电筒中装有固定磁极和线圈，由于手电筒用的是直流电，故不需要考虑转子，只需考虑定子，产生同一个方向的稳定支流电流。不但节约了大量的能源，还避免了环境污染问题。

结束语

高中物理教材中的电磁感应知识并不难掌握，但要想灵活应用，正确解答相关问题并非易事，需要学生深入理解，把握电磁感应本质，才能以不变应万变。教学中为帮助学生树立应用自信，提高应用的灵活性，应做好相关问题情境的设计，通过应用讲解与评价，使其更好的掌握不同问题情境的解题思路以及解题注意事项。

参考文献：

[1]柯珊，马云鹏.基于学科核心内容的教学探索——以高中物理电磁学为例[J].教育科学研究，2016（05）：47-52.

[2]马北河.高中物理“似是而非解题思路研讨法”案例研究[J].中国现代教育装备，2014（02）：56-57+60.

[3]施燕民.“猜想-反驳”模式进行高中物理探究教学的尝试[J].才智，2012（16）：85-86.

鄂托克前旗民族职业高中 内蒙古自治区 鄂尔多斯市鄂托克前旗 016200