近日,宜宾学院数理学院青年教师汤莉以第一作者身份在国际物理教育权威期刊《The Physics Teacher》上发表题为“A Detachable Multifunctional Transformer Device for Electromagnetic Demonstration”的研究论文。该论文合作者为上海师范大学物理系方伟教授。《The Physics Teacher》由美国物理教师协会主办、AIP Publishing出版,创刊于1963年,是国际上影响力最高的物理教育类期刊之一,也是基础物理教学研究领域被SCIE收录的唯一期刊,自创刊以来国内学者发文占比不足2%。

传统教学用变压器通常将初级线圈和次级线圈缠绕在同一铁芯柱上,虽然磁通集中、结构紧凑,但内部构造难以直接观察。论文针对中学和大学电磁感应教学中变压器实验的局限性,设计开发了一种可拆卸多功能变压器装置(MFTD)。该装置采用四组独立硅钢片构成的可拆卸铁芯,初级线圈和次级线圈分别绕制于铁芯左右两侧,学生可以直观观察到铁芯结构和线圈绕制方式。论文展示了利用该装置完成的三个层次的物理演示实验:一是变压器原理实验,通过调节初级和次级线圈匝数比,探究电压比与匝数比的关系;二是远距离电力传输模拟实验,利用MFTD模拟高压输电全过程;三是跳环实验,通过改变铁芯结构展示楞次定律和电磁感应现象。
审稿专家对该论文给予了积极评价,认为该装置“设计巧妙、实用性强”,能够“帮助学生更直观地理解变压器的工作原理,激发学生对电磁现象探索的兴趣”。该论文的发表实现了宜宾学院在物理教育类SCI期刊上的突破,也体现了数理学院在基础物理教学研究和师范生培养方面的持续投入。
论文地址:https://doi.org/10.1119/5.0236395
撰稿:汤莉 编辑:周靖松 审核:黄多辉、刘敏