现行教材中一个重要关系式表述的不妥和修改建议

李海浪

(九江市同文中学　江西 九江　332000)



现行教材中一个重要关系式表述的不妥和修改建议

李海浪

(九江市同文中学江西 九江332000)

摘 要：电势差和电场强度关系是高中物理教材中的一个重要关系式，现行的几种新课标教材公式表述都有不妥之处，本文对此作了比较分析，并对教材中的表述提出了改进建议．

关键词：电势差电场强度关系多版本教材改进意见

根据教材定义(以人教版为例)，电场中A,B两点电势差UAB=φA-φB．电势差是有正负的，当A点电势低于B点电势，电势差UAB就是负值．但“第一种表述”中，当电势差UAB出现负值，等号右边电场强度E和沿电场方向距离d乘积的符号却是正号，不相等了．有学生认为只要电场强度补一个负号(他们的理由是场强有时候也是负的)，或者距离加一个负号就“相等了”，这些说法显然是错误的．因为电场强度的负号是在一维情况下，人为规定正方向后，与正方向相反的情况下才出现的，与电势差的正负号没有任何关系．等号左右正负号不匹配，等式怎么能成立？教师讲题或学生练习中这个问题常常会感到有点麻烦．

“第二种表述”由于电势差不写下脚标，一般表示电势差的绝对值，等号两边都是正值，不存在正负号匹配问题，等式是没问题的．但这样的话，似乎在回避问题，因为在实际问题当中，的确会出现涉及电场强度E与两点电势差UAB关系的问题，学生遇到这类问题往往感到疑惑，作为教材和教辅资料，应该给学生以必要的说明或指导．

查询普通物理教材，我们发现关于电势差与电场强度关系的表述是相当严谨的，这些教材一般先引入电势梯度矢量，然后得出“电场中任意点的场强等于该点电势梯度的负值”，即E=-gradφ=-φ，这样的表达式，等号两边都是有方向的矢量，显然没有任何问题．

不过，这样的表述，难度比较大，超越了教学要求，中学阶段不可能这样处理，如何表述才比较合适呢？

笔者建议，关于电势差与电场强度关系的表述，以人教版为例，可以在原有推导基础上，补充说明，“如果匀强电场中A，B两点的电势关系为φA<φB，则UAB= -Ed”，最后总结得出，“匀强电场中两点间电势差(绝对值)等于电场强度与这两点沿电场方向距离的乘积”，并给出“U=Ed”这一表达式．

这样处理至少有两点好处．

第一，讨论更严谨、完整，如果教材已经讨论了UAB= -Ed这种情况，学生不会再提出φA<φB情况下，原教材中公式UAB=Ed两边正负号矛盾的问题；

第二，便于学生选择应用恰当的公式，今后遇到相关问题的时候，学生可以选择电势差带下脚标的关系式UAB=Ed或UAB= -Ed，也可以选用只考虑各个量绝对值的公式U=Ed．

参 考 文 献

1人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心．普通高中课程标准实验教科书物理·选修3-1．北京：人民教育出版社，2010

2司南中学物理教材编写组.普通高中课程标准实验教科书物理·选修3-1.山东：山东科学技术出版社,2011.7

3广东基础教育课程资源研究开发中心物理教材编写组.普通高中课程标准实验教科书物理·选修3-1.广州：广东教育出版社，2004.7

4教育科学出版社.普通高中课程标准实验教科书物理·选修3-1.北京：教育科学出版社,

5上海科学技术出版社.普通高中课程标准实验教科书物理·选修3-1.上海：上海科学技术出版社,2013

6程守珠，姜之永.普通物理学(第2册)(第5版).北京：高等教育出版社，1998

7张三慧.大学物理学第3册电磁学(第2版) .北京：清华大学出版社，1999.12

The Inappropriate Expression of an Important Equation in the Current Physics Textbook and Its Modification Suggestion

Li Hailang

(Jiujiang Tongwen Middle School, Jiujiang, Jiangxi332000)

Abstract:For high school education, an equation of the electric potential and the electric field is an important formula in physics, but the equation in current new textbook has several shortcomings. This paper makes a comparative analysis and put forward suggestions for improvement in the teaching material.

Key words:electric potential; electric field; relationship; textbook; suggestions

(收稿日期：2015-11-13)