生活中與電學相關的物理現象探討

蔣 鵬

（成都師范學院，四川 成都 610000）

隨著時代的不斷發展，電已經滲透到日常生活的方方面面。在生活中或多或少會遇到與電有關的物理現象，其中有些情況大家已經習以為常，忘記了這種現象是大家學習過的物理和電學。生活中，只要仔細觀察，認真思考，就能發現很多所學過的物理電學知識。這讓人們更加熱愛物理電學，對物理和電學的重要性有了更深的認識。

1 電學知識及其物理現象探討的意義和目標

1.1 電學的發展

電學是物理學的分支課程之一，“電學”的發生與應用是其重點內容。“電”一詞在西方國家來源于希臘語Amber，而在我國則來源于霹靂。 18世紀中葉至今，電學的科學研究呈現出蓬勃發展的態勢。它的每一項重大發現都引發了廣泛的有益科學研究，從而推動了科技進步的快速發展趨勢。如今，無論是大家的日常生活、科技進步的主題還是化工生產的主題，都早已離不開電。隨著科學技術的發展趨勢，包括評估師在內的一些研究方向逐漸分離，產生了微電子、電氣等專業課程。電學也可以稱為電磁場理論，它是一門在物理學中具有關鍵作用的基礎科學。

1.2 電學知識的相關內容

普通高中的電學知識內容主要包括靜電學、恒流學和電磁場理論。靜電學的主要內容是它與結構力學和動力學緊密結合，涉及靜電場、靜電力、庫侖定律、自由電子軌跡、電位差、勢能、電容器等恒流主要內容，比如一些并聯連接、串聯 相關的專業技能是歐姆定律的閉環加法。也就是工作層面上的連接。關鍵是電磁場、洛倫茲力、粒子在電磁場和磁感應混合場中的適應性運動、電磁感應定律、電磁感應定律、交流電、無線電波。

1.3 生活中與電學相關的物理現象探討的意義

討論生活中與電有關的物理現象，首先要確立討論生活中與電有關的物理現象的現實意義。現代社會的快速發展趨勢促使人們對電力工程的要求不斷提高。確立生活中與電有關的物理現象及其發生的基本原理，可以提高每個人在解決生活中用電問題時需要使用的方法的合理性和安全系數，從而合理提高日常工作能力。因此，探討生活中與電有關的物理現象對于提高生活水平和生活質量具有特定的現實意義，其必要性不容忽視。

1.4 生活中與電學相關的物理現象探討的目標

在確定了討論生活中與電有關的物理現象的現實意義后，對討論生活中與電有關的物理現象的總體目標進行研究。在討論生活中與電有關的物理現象時，應該從生活中常見的問題或狀況來考慮，比如生活中常見的磁感應、節日彩燈的使用、客廳的照明、熒光燈的使用都與日常生活息息相關。在思考生活中與電有關的物理現象時，可以以此為研究內容，確立這種情況的基本原理，從而更好地完成物理學中電基本原理在生活中的應用。

2 生活中衣、食、住、行等方面與電學相關的物理現象

2.1 生活中穿衣方面與電學相關的物理現象

全自動洗衣機是大家日常生活中最常用的家用電器之一。為大家的日常生活提供了極大的便利。幾乎每個家庭都有一臺洗衣機。洗衣機利用電機的機械設備使滾筒轉動，待清洗的衣物在滾筒內不斷地升降。在衣服中間產生摩擦效果，同時加上洗衣粉與水的共同作用，使衣服干凈整潔。使用全自動洗衣機時，要注意全自動洗衣機機殼的靜電感應。大多數全自動洗衣機的電源插座是三孔插座，其中一個孔是接地裝置。由于地的電位差為0，正電荷或負電荷將被引導到地中（正電荷的電位差高于地，所以正電流流向地；負電荷的電位差比地小，同樣會注入地里），這樣人接觸全自動洗衣機就不會觸電。

2.2 生活中飯食方面與電學相關的物理現象

由于高科技的飛速發展，越來越多的電器產品被用于廚房和餐廳，讓日常生活更加方便。廚房餐廳燒水的電熱水壺和做飯用的電飯煲都是將電能轉化為罐頭，用來燒水做飯。加熱爐解決了以前用火煮飯的方式，利用電流的磁效應加熱食物。其表層由耐熱陶瓷板組成。交流電基于耐熱陶瓷板下方的兩層磁線圈產生交變磁場。常用工具的底部被快速加熱，從而達到加熱食物的目的。其原理是：將原來的交流電按照電子整流器轉換成直流穩壓電源，再按照高壓電源工程項目將直流穩壓電源轉換成音頻以外的高頻交流電，并加高頻-頻率交流電路利用電流的磁效應加熱磁感應。在電磁線圈上，會產生高頻交變磁場。它的磁感應線穿過灶臺的地磚櫥柜臺面，用于金屬材料鍋具，實現電磁能向熱能的轉化，進而對食材進行加熱。

2.3 生活中住宿方面與電學相關的物理現象

為了更好的方便住宿，幾乎每間臥室都配備了燈泡。電燈主要是利用電流的熱效應，將電磁能轉化為集中的光。其基本工作原理如下：根據電子鎮流器，給日光燈一個單脈沖工作電壓，單脈沖工作電壓使燈泡的鎢絲發熱并激發負極上的電子器件。電子與發光管內的汞分子劇烈碰撞，產生紫外線。紫外光根據涂在LED燈管壁上的夜光粉反射可見光，然后發熱。此外，由于全球氣候變暖，電風扇已成為居室不可缺少的電器。它根據電機的電機轉子帶動電風扇中的扇葉旋轉，從而促進室內空氣的流通，為每個人帶來涼風，在炎熱的天氣里感覺舒適。

2.4 生活中出行方面與電學相關的物理現象

隨著社會的發展趨勢，人們的生活越來越離不開汽車，而汽車也涉及到很多電氣和物理方面的專業知識。汽車的發動機是一個低壓馬達，將電磁能轉化為機械動能。蓄電池作為汽車電機常用的配電設備，在用作開關電源時將機械能轉化為電磁能，保證汽車的正常使用；它可以作為汽車中的家用電器，即在汽車工作的過程中使用。用車輪帶動電池發電，給電池充電，將電磁能轉化為機械能進行儲存。同時，電池還可以將電磁能轉化為機械動能，將電能分配給車內的其他家用電器，使用起來非常方便。

3 電學知識在生活中的相關應用

3.1 電路知識相關的應用

家具中的并聯串聯電路。例如，每個LED燈座與開關電源并聯，每個LED燈座的電源開關與LED燈座串聯，電源開關與LED燈座串聯后，與開關電源產生并聯電路。電源插頭和開關電源都是并聯電路。手電筒的電池是串聯的，花燈（小燈泡串聯的那種）是串聯電路。使用“光控開關”和“聲控開關”可以節省住宅樓樓梯燈的用電量。其中，“光控開關”可在天黑時自動關閉，天亮時自動切斷。這也是生活中非常簡單的聲控、光控開關電源電路。日常生活中使用的吹風機可以吹出冷風或暖風。使用時，關閉“空調”電源開關，吹出冷氣。生活中所有標稱電壓相同的大功率電器，都是并聯在使用的線路上。只有商用保險絲和按鈕與電源電路上的大功率電器串聯。功耗元件根據不同的設計規范會有很多并聯的供電電路。生活中也有很多引線和短路故障，比如斷了鎢絲；插座、電源開關、接線盒引線；保險絲熔斷或家用線引線。如果火線和接在插座內兩個端子上的零線相撞；如果電源插座或電源插頭中的兩根線相撞，火線和零線立即連接，造成短路故障。短路會燒毀保險絲并關閉所有照明設備的電源。嚴重時會損壞線路，引發火災事故。當發生短路故障時，線路中的電流一般會增加幾倍到幾十倍，產生大量的熱能。這種發熱會導致電導體的絕緣層被燒穿，會引起著火。引起短路故障的因素是機械設備絕緣層老化或絕緣層因高溫、潮濕、腐蝕而喪失工作能力，或絕緣層受到機械損壞。此外，雷擊擊穿電壓絕緣層和不正確的接線、外殼碰撞等都可能導致短路故障。

3.2 電磁知識相關的應用

另外，電磁線圈可以形成電磁場，做羅盤、指南針，電磁線圈可以用來做電磁起重機，磁懸浮列車、電磁繼電器、揚聲器、電機、發電機組和麥克風。磁懸浮列車利用“異性相吸”磁感應原理，使列車具有抵抗地球重力作用的能力，使列車完全擺脫軌道，漂浮在距軌道約1 cm的距離處，并在空中行駛，為在內部空間行駛創造一個接近“零相對高度”的驚喜。磁鐵的使用非常普遍，使用電磁線圈來制造運輸鋼材的起重設備。插入電源后，它會變成強磁鐵，因此可以拾取重鋼。磁感應選礦機是利用插入的電磁線圈產生磁性，然后吸引磁化的礦石。未磁化的被擋在另一邊。電感應爐利用電磁場感應電動勢（也稱為渦流）的加熱原理，利用電子器件PCB電路板的元件產生交變電磁場。當鐵鍋底端放入爐腔內時，即激光切割交變磁場線在炊具底部的金屬材料中產生交變電流（即渦流）。渦流使炊具的鐵分子結構快速不規則地運動，分子結構相互碰撞、摩擦。這就產生了熱能。所以，電磁做飯的熱源來自鍋底，而不是電磁本身給鍋送熱，所以熱效率比所有的高近1倍，使設備本身快速變熱，用于加熱和烹飪食材，進而達到烹飪的目的。

3.3 靜電知識相關的應用

靜電是一種處于靜止狀態的正電荷，靜電對生產和生活的影響是多方面的（有好有壞）。靜電在日常生活中也有一定的應用，如：靜電服裝印花、靜電噴漆、靜電植絨布、靜電除灰和港電篩分技術已廣泛應用于工業制造和生活中。靜電也在逐步應用噴灑農藥、人工驅雨、超低溫制冷等諸多方面，甚至在飛船上還安裝了靜電饋線等靜電設備。日常生活中，人們經常會出現這樣的場景，秋天脫毛衣時產生的靜電有啪啪的聲音。用干衣機烘干衣服和褲子時，衣服在風干的空氣中摩擦，導致衣服上產生靜電，穿起來也會有粘膩感和不舒服的感覺。“咔嚓”一聲，漆黑的夜色中，還能看到微弱的火花，這都與靜電有關。眾所周知，大家在日常生活中要特別注意防靜電：外出洗手，或者擦門上的墻壁去靜電，盡量不要穿化纖衣服和褲子；為防止被靜電擊中，可以使用小金屬部件（如鑰匙）、棉毛巾等，先觸摸大門、把手、水龍頭、座椅、床欄桿等去除靜電。避免靜電造成不利危害的具體措施，如在車輛運輸汽油的末端拖一根繩子到地上，避免因靜電積累和充放電引起的火災事故。

3.4 其他方面的應用

進排氣扇（抽油煙機）利用電磁能轉換成機械動能，利用空氣對流進行氣體轉換。電飯煲、電飯鍋、電熱水壺的三芯電源插頭要插入三孔插座，避免大功率電器和人員傷亡。微波加熱受熱均勻，熱效率高，環境衛生零污染，加熱原理是將電磁能轉化為電能。電飯煲的余熱回收利用，煮飯時鍋燒開后，斷開開關電源，利用電熱板的余熱恢復，幾分鐘后再按一下，電飯煲會自動斷電。電氣產品不必處于待機狀態，如果電器產品處于待機狀態，會消耗電能，損壞設備。看電視節目時，盡量降低聲音和色度，以節省電量，讓眼睛不易疲勞。待機后，由于部分遙控器仍處于通電狀態，指示燈亮，會消耗一部分電磁能量，所以待機后應拔掉電源線。

總而言之，在日常生活中，只要仔細觀察周圍的物理變化，用心思考，物理現象就會很好地為你服務。電飯煲煮飯、電鍋煮飯、電熱水壺煮開水都是利用熱對流來煮飯、燒水。各類電氣設備一般都有一定的散熱或自然通風措施。如果這些措施被破壞，很可能導致設備過熱。

4 結語

開展生活中與電學相關的物理現象探討，首先應當思考生活中與電學相關的物理現象探討的意義，進而明確生活中與電學相關的物理現象探討的目標，根據生活中與電學相關的物理現象探討的目標，并且發現思考生活中與電學相關的物理現象探討的內容。開展生活中與電學相關的物理現象的思考，給予生活中與電學相關的物理現象以更多的關注，應用科學的方式解決生活中的物理電學問題，可以為人們生活中的各項活動的開展奠定基礎和提供推動力。