物理量中的正负号

司芹

摘 要：正负号在物理问题中，有着丰富的意义，在不同的情况下具有不同的含义。为了帮助学生正确认识并掌握中学物理中正负号的意义，做了几点归纳总结。

关键词：正负号；意义；矢量和标量

在高中物理教学中，一些物理量的正负号问题一直困扰着学生，物理量的正负也就成为物理教学中的难点。本文就高中物理中常见的正、负号应用问题作一简要的归纳。

一、矢量中的正负号

物理量分为矢量和标量，高中物理涉及的矢量有力、电场强度、磁感应强度等，所有矢量的运算都遵循平行四边形法则，正负号的含义都完全相同，即：正号表示该矢量的方向与规定的正方向相同；负号表示该矢量的方向与规定的正方向相反，也因此在比较矢量的大小时，就是比较矢量的绝对值的大小，不能带着正、负号进行比较。

二、标量中的正负号

1.表示大小意义的正负号

如，重力势能、分子势能、电势能、电势等。这类物理量的数值表示和零势能的相对大小即等同于数学代数课中的正数大于负数的意思。

2.表示特殊意义的正负点

此类物理量的正负号是我们人为或习惯赋予的，用来表示相反的物理现象、性质，过程等既不表示方向，也不表示大小的含义，常见的有下面几种：

①电荷量的正负号：自然界中只存在两种电荷：正电荷和负电荷。物理学中规定：用正号表示正电荷，用负号表示负电荷，因此正负号表示带电体所带电荷的电性，并不表示电荷量的多少，因此在比较电荷多少时不能带着正负号进行比较。

②功的正负号：力对物体做功只存在三种情况：做正功、做负功和不做功。

这里的正负号并不表示做功的多少，它的意义：从力的角度分析它们，表示动力做功还是阻力做功；从能量的角度分析它们表示能量转化的方向。

③热力学第一定律ΔE=W+Q，对于Q的正负意义；我们用“正”表示吸热，用“负”表示放热；对于W的正负意义，如，外界对气体做功，W取“正”值，气体对外界做功，W取“负”值；对于ΔE的正负意义，如内能增加，ΔE取“正”值，内能减少，ΔE取“负”值。

3.电势差的正负号

在电场中的两点电势有相对高低之分，表示两点电势的相对之差时也要特别注意正负号的含义。

4.电流强度I和磁通量的正负

此物理量是双向标量，带有非矢量的“方向”的含义。电流强度I的正负表示电流的方向，正值表示电流方向与规定方向相同，负值表示电流方向与规定的正方向相反；磁通量的正负表示磁感线穿过平面（或曲面）的方向关系。平面（或曲面）均有一个法线方向n，正值表示磁感线沿法线方向一侧穿过此面，而负值表示沿法线反方向一侧穿过此面。

5.交流电图像（如e-t，i-t）中的正负号

交流电是指电流方向呈周期性变化的电流，虽然带着“方向”的字眼，但并不是说电流是矢量，这里的正负号仅仅表示电流的流向与规定的正方向相同和相反。

三、变化量的正负号

1.矢量变化量的正负号

在选定了正方向的矢量运算中，会出现正负号，矢量变化量的正负号仍表示与规定正方向的相同或相反。如，速度变化量△v=5 m/s表示速度向正方向变化而不是表示速度一定增加。速度变化量Δv=-5m/s表示速度向负方向变化而不是表示速度一定减少（如：末速度v=-6 m/s，初速度v0=-1 m/s）

2.标量变化量的正负号

标量变化量的正负号分别表示该标量增大或减小，如ΔEk=6 J表示动能增大了6 J，即：末动能比初动能大6 J，ΔEk=-4 J表示势能减少了4 J，即：末势能比初势能小4 J，可见：这里的正号和负号一定分别表示该量增大和减小。

因此，在物理学习中正确理解这些问题是正确掌握和应用物理知识的基础，是提高物理成绩的重要保证。

（作者单位 安徽省怀远一中）