中學物理量中的正負號歸析

摘要：物理量的正負號能準確表示物理量的各種性質，掌握好才能順利解決問題

關鍵詞：傳遞熱量；光滑斜面；相對大小；零勢點；矢量；非矢量；正負號

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A文章編號：1003-6148(2008)5(S)-0024-2

1 表示物理量或物理結論的性質

很多物理量或物理結論的性質只有兩種，這兩個方面通常用正負號來表示。例如原子能級躍遷時是發射還是吸收光子可分別用能級差ΔE的正負號來表示，核反應過程質量是減小還是增大可分別用質量虧損Δm的正負號來表示。透鏡的會聚和發散性質可分別用焦距f的正負來表示，實像和虛像可分別用像距v的正負來表示，還有上升、下降、放入和取出，相撤斥和相吸、肯定和否定，以及誤差的性質等也可用正負號來表示，另外動力或阻力對物體所做的功可分別用功W的正負來表示，物體內能的增加或減少可分別用內能增量ΔE的正負號來表示，正電荷和負電荷可分別用電量Q的正負來表示，表示物理結論的性質的正負號本身并不表示物理量的大小，但如果要比較一下這些量的大小，用它們的絕對值進行比較。

例1 若空氣壓縮機在一次壓縮中，活塞對空氣做了2.0×105J的功，同時空氣的內能增加1.5×105J，這時是空氣向外界傳遞熱量，還是外界向空氣傳遞熱量，傳遞多少熱量？

解析 以空氣為研究對象，活塞對空氣做功為正，外界向空氣傳遞熱量為正，內能的增加為正，由熱力學第一定律，得

2 表示標量的相對大小

物理量如時間、溫度、高度、重力熱能、彈性熱能、電勢能、電熱、分子勢能等都可以用正負號來表示它們的相對大小，在比較這些物理量的大小時，必須連同它們的正負號一起比較，也就是說，這些物理量的大小遵循正大于零，零大于負的規律。

3 表示物理矢量的方向

有的量由大小、方向兩個方面才能確定，它們的運算遵循平行四邊形定則，叫做矢量，如力、力矩、位移、速度、加速度、線速度、沖量、動量、電場強度、磁感應強度等。在一維情況下，即只有正反兩個方向，如直線運動中的位移、速度、加速度、動量、沖量等，可把其中一個方向規定為正方向，凡是與這個方向相同的為正矢量，相反的為負矢量，在二維情況下，如平拋運動，勻速圓周運動中的位移，速度和加速度，可在選定的平面直角坐標系中先把有關的矢量沿坐標軸分解，則各個分矢量的方向成為正矢量或負矢量，化為同一條直線上的代數運算。這里正負號只表示矢量的方向，并不表示矢量的大小。比較大小要去掉正負號來比較。

例3 一物體以20m/s的初速度做勻變速直線運動，加速度的大小為5m/s2，方向與初速度的方向相反，且加速度始終存在，則物體在5s內( )

A.通過的路程是37.5m。

B.通過的路程是42.5m。

C.平均速度為8.5m/s。

D.速度的變化為-15m/s。

4 表示偽矢量的方向

物理量電流強度、電勢、電勢差、重力勢能、磁通量等是非矢量，但也有大小和方向，方向表示一種趨勢，不像物理矢量有確定的指向，運算不遵循平行四邊形法則，僅遵從代數運算，也常用正負號表示方向。

例4 如圖所示，在磁感應強應為B的勻強磁場中，穿過線圈的磁通量為1×10-3Wb。若線圈以ab邊為軸翻轉180°，則此過程中線圈的磁通量的變化大小是____________。

解析 若開始時穿過線圈的磁通量φ1為正，則翻轉180°時穿過線圈的磁通量φ2應為負，故磁通量的變化

Δφ=φ2-φ1=-1×10-3Wb-（+1×10-3Wb）=-2×10-3Wb

磁通量的正負只表示一種趨向，并不表示某個確定的方向，正確答案為2×10-3Wb。

(欄目編輯黃懋恩)

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