一、矢量和標量的再認識
我們知道,根據物理量是否具有方向性,我們把物理量分為矢量和標量,矢量,不但有大小,而且有方向,運算的時候遵循平行四邊形法則或者三角形法則,而標量,是只要大小沒有方向的物理量,運算的時候遵循代數運算法則,但是往往有同學簡單記憶,說成矢量有正負,標量沒有正負,這是對標量和矢量的一個誤解,是從表面產生的錯誤認識,下面董老師列舉幾個例子供大家參考。
矢量可以用正負來表示,但必須是在規定正方向的前提下,比如,我們規定向右為正方向,那麼,位移這個矢量就可以用正負來表示,位移為正就是向右的,位移為負就是向左的,這樣正負才有了實際意義,負責正負沒有意義。還有很多這樣的物理量,比如力,速度,加速度,電場強度,磁感應強度等等。
還有一些物理量,雖然是標量,但是我們也往往用正負來表示,但是這裡的正負有著他們特殊的物理意義。比如,溫度有正負之分,它表示溫度與零度的關係,是高於零度還是低於零度,正負可以表示溫度的高低。功有正功和負功,它表示這個力是動力還是阻力,正負不能表示做功的大小。重力勢能有正負之分,它表示物體在規定的零勢能面上面還是零勢能面下面,同時也可以表示物體重力勢能的大小。電勢差也有正負,它表示電場中兩點電勢的高低,A、B兩點的電勢差為正,表示A點電勢高於B點電勢,A、B兩點的電勢差為負,表示A點電勢低於B點電勢,電勢差的正負同樣不能表示電勢差的大小。
還有比較特殊的物理量,既有大小也有方向,但並不是矢量,比如電流,他的大小有定義式I=q/t,還有微觀表達式I=nqsv,並且電流規定正電荷的定向移動方向為電流的正方向,可以說這個一個大小和方向都有的物理量,但是它並不是矢量,一個最大的原因就是電流的運算不遵循平行四邊形法則或三角形法則。
二、磁通量的正負理解
1.磁通量
(1)定義:在勻強磁場中,磁感應強度B和與磁場方向垂直的平面面積S的乘積,叫做穿過這個面積的磁通量。
2.磁通量的正、負
(1)磁通量是標量,但有正、負,當以磁感線從某一面上穿入時,磁通量為正值,則磁感線從此面穿出時即為負值。
(2)若同時有磁感線沿相反方向穿過同一平面,且正向磁通量大小為Φ1,反向磁通量大小為Φ2,則穿過該平面的合磁通量Φ=Φ1-Φ2。
【例題】 (磁通量的理解和計算)如圖所示,勻強磁場的磁感應強度為B,方向與水平方向的夾角為30°,圖中實線位置有一面積為S的矩形線圈處於磁場中,並繞著它的一條邊從水平位置轉到豎直位置(圖中虛線位置)。則在此過程中磁通量的變化量的大小為( )日月星宸多變幻,生化物理有乾坤。
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董的規律,物理生萬象;
剛曉乾坤,衛子歸自然。