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高一物理静电学中正负号的含义与处理方法学法指导

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静电学中正负号的含义与处理方法

□湖南 ○夏造乾

一、静电学中正负号的含义

1. 库仑力（电场力）和电场强度是矢量，它们的正负号表示其方向与规定的正方向是相同（+）还是相反)(。

2. 电场力做的功是标量，它的正、负号表示电场力与位移的方向是相同还是相反，其绝对值表示功的多少。

3. 电荷量是标量，它的正负号表示电荷的电性（“+”表示正电荷，“－”表示负电荷），电荷量的大小是电荷量的绝对值。

4. 电势也是标量，它的正负号表示大小，负电势总比正电势低。

可见，静电学中的正负号在许多情况下都不表示大小（高低），而具有其他特定意义。

二、静电学中正负号的处理方法

1. 在处理库仑力（电场力）和电场强度的合成时，常要用矢量运算法则，用正交分解法分解后，规定一个正方向，将矢量运算转化为同一直线上的代数运算，借用正负号表示矢量的方向性。但须注意，不要将表示电荷电性的正负号代入，而造成错误。

例1 三个点电荷在真空中排成一正三角形，两两相距r，它们的电荷量分别是C100.1q,C100.2q,C100.1q9C9B9A，若m10.0r，试求该正三角形几何中心O处的电场强度0E。

[解析]三个点电荷在O处都产生电场，所求OE应是三个点电荷在O处的场强的合场强，由题意易知A点电荷在O处的场强2AOAAr|q|kE，方向是从A指向O。

同理，2BOBBr|q|kE，方向是从O指向B，2COCCr|q|kE，方向是从C指向O。

因r33rrr|,q||q|BOCOAOCA，故CAEE，从而可将CBAEEE、、沿BE的方向与垂直BE的方向正交分解，并取OB方向为正方向，则易得所求场强的大小为

60cos·EE60cos·EECBAO

C/N101.8C/N10)5.00.25.0(10.033/100.9)60cos·|q||q|60cos|q(|r33k60cosr|q|kr|q|k60cosr|q|k3929CBA22COC2BOB2AOA

OE方向是从O指向B。

点评 本题中，若不注意方向性，则得C/N1008.1EEEE4CBAO；若还将Bq的负号代入，则得0EO，它们都是错误的。

2. 求电场力做功或电势差时，可不带符号也可带符号。

例2 电场中A点电势B,V18A点电势V27B，一电荷量为C100.3q8的电荷，由A点移至B点。

（1）A、B两点间的电势差为多少？

（2）移动过程中，电势能改变了多少？是增加还是减少？

（3）电场力做了多少功？是正功还是负功？

解法一 不带符号的解法

（1）因0A，故V45||UAB

（2）电热能的改变

J1035.1U·|q|W6

负电荷从低电势点A移至高电势点B，电势能减少。

（3）电场力做功J1035.1U·|q|W6

负电荷从低电势点A移至高电势点B，电场力做正功。

解法二 带符号的解法

（1）V45UBAAB

（而V45UABBA）

（2）J1035.1J)]45(100.3[U·qWE68ABABAB

（“－”表示减少）即电势能减少了J1035.16。

（3）J1035.1J)45(100.3U·qW68ABAB，即电场力做正功J1035.16。

点评 现行教科书首选带符号法，因为该法通过将各量的符号代入算式计算，就可直接得待求量（带符号），而不需再由有关物理关系去判定是增是减，是正功是负功等，从而简化求解过程。

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高中物理矢量、标量的正负号问题

高中物理矢量、标量的正负号问题

教海新探 探索

新教育󰀃综合49新教育•综合 2021•08 总第503期

一、矢量、标量的区分

笔者注意到19年人教版新教材中，编者将矢

量的定义重点放在了平行四边形定则的教学部

分，与旧教材相比，这样的编排细节更能帮助学生

从本质上认识矢量和标量，而不是单一地停留在

“有无方向”这一表面区别上。例如“电流”这个

物理量，学生在初中阶段对电流都有较为深刻的

印象，都知道电流是有方向的，且高中阶段还定义

了电流的方向，如果学生对矢量的认识只停留在

“有大小又有方向”的层面上，很容易将电流误判

为矢量。

其实，矢量和标量的教学也不应仅仅是在

“力的合成与分解”这一节内容中，在每一次新的

物理概念提出后都应引导学生主动辨别其为矢量

还是标量，并帮助学生总结经验：

1.标量的变化量（如ΔEP、ΔEk、ΔE、ΔФ（U）、

ΔØ、ΔU）仍是标量；

2.矢量的变化量（如Δx、Δv、Δa、Δp）仍

是矢量；

3.矢量的变化率（如v=Δx/Δt、a=Δv/Δt、

F=ΔP/Δt）仍是矢量；

4.一个标量比上一个标量可以定义一个新

的标量（如v=Δx/Δt、P=W/t、Ф=Ep/q、U=W/q、

C=Q/U、I=U/R）；

5.一个矢量比上一个标量可以定义一个新的

矢量（如a=F/m、E=F/q）；

6.矢量和标量相乘得到的仍是矢量（如

F=ma、F=Eq、I=Ft、P=mv）；

7.矢量和矢量相乘可以得到矢量（矢积：如

a=wv、F=BIL.sinθ、ƒ=qvB.sinθ）；

8.矢量和矢量相乘可以得到标量（标积：如

Ep=mgh、Ek=1/2mv2、W=Fx.cosθ、P=Fv.cosθ、

U=Ed.cosθ、Ø=Bs.cosθ）。

伴随着矢量标量的符号问题是学生经常会在

解决物理问题过程当中遇到的易错点。教师在教

学过程中如果没有对符号问题规范化，具体化，将

使得学生在许多重要的符号问题上受挫，也会在

许多解题细节中缺乏逻辑性。

二、矢量的正负号问题

矢量的符号只代表方向，在解题过程中有两种处理方法：

物理实验中偏符号的意义

物理实验中偏符号的意义

物理实验中偏符号的意义

在中学物理中，无论是运算过程，还是所求结果，均会涉及物理量的正负。其物理含义比较广泛，往往使学生感到难以应付，只有先弄清楚正负号所表示的意义，才能正确运用。下面谈谈正负号的几种意义。

用“+”、“一”号表示物理量的性质相反，这些物理量通常是标量中学物理中常遇到某些标量具有性质相反的情况。为了区别它们的不同，就用“+”、“一”号来区别，“+”号通常省略不写，若为零表示没有。比如，电荷前的“+”、“一”号，用来区别两种不同性质的电荷，即正电荷与负电荷；功也有正负，正功表示力对物体做功，负功表示物体克服该力做功，当然也可以说正功表示动力对物体所做功，负功表示阻力对物体所做功；两电荷间的相互作用力用“+”、“一”号来区别这一对作用力是斥力，还是引力；重力、弹簧的弹力、分子力做正功都表示物体系的势能减少，做负功都表示物体系的势能增加；热量前的“+”号表示物体吸热，“一”号，表示物体放热；内能前“+”号表示内能增加，“一”号表示内能减少；在核反应方程中，能量前的“+”号表示放出能量，“一”号表示吸收能量。

谈高一物理中的正负号

谈高一物理中的正负号

谈高一物理中的正负号

曹昭文

【期刊名称】《数理化学习：高中版》

【年(卷),期】2003(000)003

【摘 要】高一物理中的正、负号,有时表示物理量的方向,有时表示物理量的大小,很容易混淆,解题时也不易把握.现归纳如下.1 正、负号可表示矢量的方向对于矢量,如果只研究一条直线上的情况,其方向只有2种可能,故可用正号表示一个方向,负号表示另一个相反的方向.

【总页数】3页(P37-39)

【作 者】曹昭文

【作者单位】江苏省铜山县郑集中学221143

【正文语种】中 文

【中图分类】G633.702

【相关文献】

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5.摭谈高一物理教学 [J], 何学基 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买

浅谈高中物理中的正负号问题

浅谈高中物理中的正负号问题

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浅谈高中物理中的正负号问题

作者：李文福

来源：《学周刊》2018年第04期

摘 要：在高中物理学科中，一些物理规律和物理量中往往会出现数学学科中的正负号，但是它们的内涵与数学学科中的正负号是有一定差异的，是针对具体的物理规律而使用的一种学科式的表现形式。因此，针对学生可能出现的把数学中的正负号和物理中的正负号混淆的问题，非常有必要把这部分知识进行针对性的学习，来有效解决学生出现的问题。

关键词：正负号；物理量；正确理解运用

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2018）04-0130-02

DOI：10.16657/ki.issn1673-9132.2018.04.078

在高中物理学科中，一些物理规律和物理量中往往会出现数学学科中的正负号，但是它们的内涵与数学学科中的正负号是有一定差异的，它们有的是和数学中的有理数的正负是一致的，而有些表示物理量的性质、方向，较为复杂，所以不能够简单地像理解数学中的正负来分析高中物理学科中的正负号，否则容易出现问题。为了更好的防止学生出现问题，我把常见的正负号应用问题，进行了简要的归纳。

一、图像的正负

物理规律是物理学理论体系中的核心内容，一般用数学关系表达，其实质是运用函数关系式来呈现物理规律。例如最常见的运动问题，在速度时间图像中，如果画出的线是一条直线，且与x轴平行，则此物体做的是匀速直线运动，运动过程中速度大小不变，如果图像在x轴上方，则是物体沿正方向做匀速直线运动，反之在x轴下方，则是沿负方向做匀速直线运动；如果画出的线是一条直线，图像呈上升趋势，且图像在x轴上方，表示此物体做的是沿正方向的加速直线运动，反之物体则是沿负方向做加速直线运动。在物体运动过程中如果画出的线是一条曲线，且图像在x轴上方，则表示此物体的速度大小在不断变化，但方向不一定变。方向的判定要看图像是在x轴上方还是下方。还有，速度时间图像所围成的面积表示物体在这一段时间内所通过的路程，正的表示和正方向相同，负的表示和正方向相反，总位移为正负的代数和。