1. 關於電場的三大比值概念 是啥
http://wenku..com/link?url=-GkckhdVjgVQbpEGWrUh2tGIoYh_XhRb5evnnzDn3G1fhf_uxszFtBN1lgigUzmbrx_H_cdPLPFS【參考自網路文庫】
比值定義法
小學就學除法,但高中大多數學生對除法的意義以及意義的延伸,卻很少去問津。很多小學生都知道「去書店買書,算一下每本書的單價」,而高中學生卻輕視了這裡面思想方法的問題。 然而我們教師在教學中,特別是在用老教材時,感到有些難度、頗費口舌。新教材很好:在處理電場強度概念時候,在分析出電場力F與電荷量q成正比後,直接給出F=Eq,後面接著指出其中的E是「比例常數」,是「與電場有關的」比例常數,它反應了電場的性質,電荷放到不同點,發現E不同等。之後,引出E的概念,定義它為E=F/q。由「與電場有關」到「它反應了電場性質」再到「比值定義法」──單位電荷量在該位臵的受力。這種思維過程,不但使問題簡化,而且顯得很自然、能使學生更深刻的理解比值定義法。
一、「比值法」的定義
比值定義法,就是在定義一個物理量的時候採取比值的形式定義。用比值法定義的物理概念在物理學中佔有相當大的比例,比如速度、加速度、密度、壓強、功率、電場強度、電勢、電勢差、磁感應強度、電阻、電容等等。
比值法就是應用兩個物理量的比值來定量研究第三個物理量。它適用於物質屬性或特徵、物體運動特徵的定義。由於它們在與外界接觸作用時會顯示出一些性質,這就給我們提供了利用外界因素來表示其特徵的間接方式,往往藉助實驗尋求一個只與物質或物體的某種屬性特徵有關的兩個或多個可以測量的物理量的比值,就能確定一個表徵此種屬性特徵的新物理量。應用比值法定義物理量,往往需要一定的條件;一是客觀上需要,二是間接反映特徵屬性的的兩個物理量可測,三是兩個物理量的比值必須是一個定值。
比值法適用於物質屬性或特徵、物體運動特徵的定義。應用比值法定義物理量,往往需要一定的條件;一是客觀上需要,二是間接反映特徵屬性的的兩個物理量可測,三是兩個物理量的比值必須是一個定值。
二、物理量系統歸類
加速度a=(Δv)/(Δt) ;電場強度E=F/q ;電容C=Q/U ;電阻R=U/I ;電流I=q/t ;電動勢,ε=W/q;電勢差U=W/q;磁感應強度B=F/(IL)或B=F/qv或B=Φ/S。
中學物理中應用比值法定義的物理量很多,現將它們收集整理成下表,供同行在教學中參考。 類別 物理量 現象(正反比) 定義式(微分) 決定式(根本)
力 學
速度v s∝t v=x/t atvv0
角速度w
φ∝t
ω=φ/t
tww0
加速度a tv
dt
dvatva
或 mFa/=
勁度系數k f∝x
k=f/x
/ 動摩擦因數
NfFF
NfFF/
/
功率P W∝t
P=W/t cosFvUIP
密度ρ m∝V /
壓強P
F∝S
P=F/S
ghP 熱 學
比熱容C tmQ
)/(tmQc
常數CcM
熔解熱λ Q∝m λ=Q/m / 汽化熱L
Q∝m
L=Q/m
/
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電
磁 學
電場強度E F∝q E=F/q 2點kQ/r=E
電勢φ ε∝q φ=ε/q
φ點=kQ/r
電勢差U Wq WUq
EdU
電動勢ε W∝q ε=W/q
ΔΦ/Δt=ε
電流I
qt qIt
或dqIdt
UIR
電容C Q∝U
C=Q/U
)(4kπkεS/=C平行板
電阻R I∝U
U/I=R
ρL/S=R
磁感應強度B
F∝IL
B=F/IL kI/rB直導線
F∝qv B=F/qv Φ∝S B=Φ/S 光學 折射率n sini∝sinr
sini/sinr
材料
三、「比值法」的特點 兩類比值法及特點
一類是用比值法定義物質或物體屬性特徵的物理量,如:電場強度E、磁感應強度B、電容C、電阻R等。它們的共同特徵是;屬性由本身所決定。定義時,需要選擇一個能反映某種性質的檢驗實體來研究。比如:定義電場強度E,需要選擇檢驗電荷q,觀測其檢驗電荷在場中的電場力F,採用比值F/q就可以定義。
另一類是對一些描述物體運動狀態特徵的物理量的定義,如速度v、加速度a、角速度ω等。這些物理量是通過簡單的運動引入的,比如勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動。這些物理量定義的共同特徵是:相等時間內,某物理量的變化量相等,用變化量與所用的時間之比就可以表示變化快慢的特徵。 四、「比值法」的理解
1.理解要注重物理量的來龍去脈。為什麼要研究這個問題從而引入比值法來定義物理量(包括問題是怎樣提出來的),怎樣進行研究(包括有哪些主要的物理現象、事實,運用了什麼手段和方法等),通過研究得到怎樣的結論(包括物理量是怎樣定義的,數學表達式怎樣),物理量的物理意義是什麼(包括反映了怎樣的本質屬性,適用的條件和范圍是什麼)和這個物理量有什麼重要的應用。
2.理解要展開類比與想像,進行邏輯推理。所有的比值法定義的物理量有相同的特點,通過展開類比與想像,進行邏輯推理、抽象思維等活動,從而引起思維的飛躍,知識的遷移,在類比中加深理解。如在重力場、電場、磁場的教學中,相同的是都需要選擇一個檢驗場性質的實體,用檢驗實體的受力與檢驗實體的有關物理量的比來定義。但也存在區別,重力場的比值中,分母是質量最簡單,電場定義時,要考慮電荷的電性,而磁場定義最復雜,不僅與考慮電流元I,而且要考慮電流元的放臵方位與有效長度。
3.不能將比值法的公式純粹的數學化。在建立物理量的時候,交代物理思想和方法,搞清概念表達的屬性,從這些量度公式中理解它們的物理過程與物理符號的真實內容,切忌被數學符號形式化,忽視了物理量的豐富內容,一定要從量度公式中揭示所定義的概念與有關概念的真實依存關系和物理過程,防止死記硬背和亂用。另一方面,在數學形式上用比例表示的式子,不一定就應用比值法。如公式a=F/m,只是數學形式上象比值法,實際上不具備比值法的其它特點。
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所以不能把比值法與數學形式簡單的聯系在一起。
在物理教學中,把既具有質的規定性,又具有量的規定性的物理概念稱為物理量。中學物理中,有相當數量的物理量是採用「比值法」定義的。「比值法」有它自身的特殊性,了解「比值法」的一些特點,能夠更好地開展實際教學。
比值法探究建立幾個電磁學物理量
摘要:比值法建立物理量是物理學中定義新物理量常見的形式之一,在電磁學的教學里這種方法的應用是比較集中的。為遵循學生的認知規律,尊重學生的認知水平,我們必須沿著物理學發展的歷史足跡,在學生已經學習過的電磁知識基礎上逐步進行新知識的探究型教學。 關鍵詞:比值法 探究 建立 電場 電勢 電動勢
比值法建立物理量是物理學中定義新物理量常見的形式之一,在電磁學的教學里這種方法的應用是比較集中的。為遵循學生的認知規律,尊重學生的認知水平,我們必須沿著物理學發展的歷史足跡,在學生已經學習過的電磁知識基礎上逐步進行新知識的探究型教學。通常操作過程是這樣的,我們用幾個已經學習過的物理量之間的內在聯系來表示一個新的研究對象的性質,這種內在聯系的表現方式就是一個物理量與另一個物理量的比值。筆者下面著重從幾個新概念的提出到建立的教學認知的過程中進行分析討論。
物質世界中兩個有一定距離並不接觸的物體間有相互作用是毋庸臵疑的,基於因果關系的考慮,我們否定了超距作用。正如偉大的物理學家牛頓所說的那樣,「沒有其他東西做媒介,一個
物體可以超越距離通過真空對另一個物體作用……在我看來,這種思想荒唐至極。」
為了解決這個與人類理智和科學追求不符的問題,1837年英國物理學家邁克爾〃法拉第提出電荷周圍存在著一種看不見摸不著的物質—電場(electric field),兩個帶電體之所以能超越空間發生相互作用,正是通過場這種無形的媒介實現的。既然電場最明顯的特徵是對放入其中的電荷有靜電力作用——即電場具有力的性質。考慮到學生前一節已經學習過庫侖定律,因此在研究電場的強弱性質時,應該從靜電力入手來尋找描述電場性質的物理量。根據實驗我們很容易得出如下結論:不同電荷放在電場中相同位臵受到的電場力是不同的,同一電荷放在電場中不同位臵受到的電場力也是不同的,所以不能直接用試探電荷所受的電場力來描述電場的性質。另外,我們試圖建立的描述電場性質的物理量必須與試探電荷無關而僅由場源決定,在上述實驗現象得出的結論的限制下,這一物理量應該僅與位臵有關系。於是我們進行猜想,先在已知電場中選定一個位臵,然後把一個很小的電荷q1作為試探電荷放到該位臵,它受到的靜電力是F1,若有另一個同樣的電荷放到該位臵受到的靜電力一定也是F1;若將這兩個同樣的電荷同時放到該位臵,它們受到的合力很可能是2F1。當然這有待於進一步的物理實驗論證其正確性,不過我們可以先繼續進行大膽的邏輯思考,三個這樣的電荷同時放到該位臵,受到的靜電力可能就是3F1……最後得出試探電荷在電場中該位臵受到的靜電力很可能與試探電荷的電荷量q成正比的結論:F=kq或k=F/q ,k為學生熟知的比例系數且與試探電荷無關。
在這個猜想的可能結果基礎上,再創設一個運用庫侖定律去分析電場強弱性質的問題:設真空中的某電場來之於場源電荷Q,在它的附近定一個位臵A距+Q距離為r ,將不同的檢驗電荷q1、q2、q3……先後放在A位臵,則由庫侖定律知各個檢驗電荷所受靜電力分別是F1、F2、F3…… F1
=kQq1/r2、F2=kQq2/r2、F3=kQq3/r2……顯然,F1/q1=F2/q2=F3/q3……=kQ/r2
是個定值。這一定值反映了A位臵電場的性質,這與我們之前的推測k=F/q 是一致的。
最後教師總結說明,實驗證明我們這樣的猜想是正確的,在電場里的任一個位臵放臵試探電荷,在該位臵都有試探電荷受到的電場力與試探電荷的電荷量成正比的結論成立;而且實驗還表明電場中不同位臵的比例系數一般是不同的。至此,建立描述電場強弱性質的物理量時機已經成熟,定義 E=F/q 來表示電場強弱的物理量:電場強度(electric field strength )。
2. 誰給我物理電流電壓電阻這些公式
常用電學物理量符號、單位及計算公式
物理量 符號 單位 單位
符號 單位換算及公式
電量 Q 庫侖 c
電流 I 安培 A
電壓 U 伏特 V
電阻 R 歐姆 Ώ
電能(功) W 焦耳 J
電功率 P 瓦特 W
電熱 Q 焦耳 J
串、並聯電路規律
串聯電路 並聯電路
電流 I=I1 =I2 +…=In I=I1 +I2 +…+In
電壓 U=U1 +U2 +…+Un U=U1 =U2 =…=Un
電阻 R=R1 +R2 +…+Rn
電功率 P=P1 +P2 +…+Pn P=P1 +P2 +…+Pn