(完整版)比值定义法(好).doc

比值定义法小学就学除法，但高中大多数学生对除法的意义以及意义的延伸，却很少去问津很多小学生都知道“去书店买书，算一下每本书的单价” ，而高中学生却轻视了这里面思想方法的问题然而我们教师在教学中，特别是在用老教材时，感到有些难度、颇费口舌新教材很好：在处理电场强度概念时候，在分析出电场力 F 与电荷量 q 成正比后，直接给出 F=Eq ，后面接着指出其中的 E 是“比例常数” ，是“与电场有关的”比例常数，它反应了电场的性质，电荷放到不同点，发现 E 不同等之后，引出 E 的概念，定义它为 E=F/q 由“与电场有关”到“它反应了电场性质”再到“比值定义法”──单位电荷量在该位置的受力这种思维过程，不但使问题简化，而且显得很自然、能使学生更深刻的理解比值定义法一、“比值法”的定义比值定义法，就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，比如速度、加速度、密度、压强、功率、电场强度、电势、电势差、磁感应强度、电阻、电容等等比值法就是应用两个物理量的比值来定量研究第三个物理量它适用于物质属性或特征、物体运动特征的定义 由于它们在与外界接触作用时会显示出一些性质， 这就给我们提供了利用外界因素来表示其特征的间接方式， 往往借助实验寻求一个只与物质或物体的某种属性特征有关的两个或多个可以测量的物理量的比值， 就能确定一个表征此种属性特征的新物理量。

应用比值法定义物理量，往往需要一定的条件；一是客观上需要，二是间接反映特征属性的的两个物理量可测，三是两个物理量的比值必须是一个定值比值法适用于物质属性或特征、物体运动特征的定义应用比值法定义物理量，往往需要一定的条件；一是客观上需要，二是间接反映特征属性的的两个物理量可测，三是两个物理量的比值必须是一个定值二、物理量系统归类加速度 a=( v)/( t ) ；电场强度 E= F/ q ；电容 C= Q/ U ；电阻 R= U/ I ；电流 I= q / t ；电动势， ε= W / q ；电势差 U= W / q ；磁感应强度B= F/( IL)或 B= F/ qv 或 B= Φ/ S中学物理中应用比值法定义的物理量很多，现将它们收集整理成下表，供同行在教学中参考类别物理量现象（正反比）定义式 (微分 )决定式（根本）力速度 vs∝tv=x/tvv0at角速度 wφ∝tω= φ/tww0t学加速度 avtav 或 adva = F/mt dt劲度系数 kf ∝xk=f/x动摩擦因数FfFNFf / FN功率 PW ∝tP=W/t密度ρm ∝V压强 PF∝SP=F/S热比热容 CQm tc Q /( m t)熔解热λQ ∝mλ=Q/m学汽化热 LQ ∝mL=Q/m电电场强度 EF∝qE=F/q电势φε∝qφ= ε/q磁WqWU电势差 Uq学电动势ε W ∝q ε=W/q//P UI Fv cos/P ghcM C常数//E点 = kQ/r 2φ点=kQ/rU Edε= ΔΦ / Δtq tqdq电流 II或 ItdtIUR电容 CQ ∝UC=Q/U电阻 RU ∝ IR=U/IF∝ILB=F/IL磁感应强度 BF∝qvB=F/qvΦ∝SB= Φ/S光学折射率 nsini ∝sinrsini/sinr三、“比值法”的特点两类比值法及特点C平行板 = εS/（4kπk）R = ρ L/SB 直导线 kI/r材料一类是用比值法定义物质或物体属性特征的物理量，如：电场强度 E、磁感应强度 B、电容 C、电阻 R 等。

它们的共同特征是；属性由本身所决定定义时，需要选择一个能反映某种性质的检验实体来研究比如：定义电场强度 E，需要选择检验电荷 q，观测其检验电荷在场中的电场力 F，采用比值 F/ q 就可以定义另一类是对一些描述物体运动状态特征的物理量的定义，如速度 v、加速度 a、角速度 ω等这些物理量是通过简单的运动引入的， 比如匀速直线运动、 匀变速直线运动、 匀速圆周运动这些物理量定义的共同特征是：相等时间内，某物理量的变化量相等，用变化量与所用的时间之比就可以表示变化快慢的特征四、“比值法”的理解1.理解要注重物理量的来龙去脉为什么要研究这个问题从而引入比值法来定义物理量（包括问题是怎样提出来的） ，怎样进行研究（包括有哪些主要的物理现象、事实，运用了什么手段和方法等） ，通过研究得到怎样的结论（包括物理量是怎样定义的，数学表达式怎样） ，物理量的物理意义是什么（包括反映了怎样的本质属性，适用的条件和范围是什么）和这个物理量有什么重要的应用2.理解要展开类比与想象，进行逻辑推理所有的比值法定义的物理量有相同的特点，通过展开类比与想象，进行逻辑推理、抽象思维等活动，从而引起思维的飞跃，知识的迁移，在类比中加深理解。

如在重力场、电场、磁场的教学中，相同的是都需要选择一个检验场性质的实体，用检验实体的受力与检验实体的有关物理量的比来定义但也存在区别，重力场的比值中，分母是质量最简单，电场定义时，要考虑电荷的电性，而磁场定义最复杂，不仅与考虑电流元 I，而且要考虑电流元的放置方位与有效长度3.不能将比值法的公式纯粹的数学化在建立物理量的时候，交代物理思想和方法，搞清概念表达的属性， 从这些量度公式中理解它们的物理过程与物理符号的真实内容， 切忌被数学符号形式化， 忽视了物理量的丰富内容， 一定要从量度公式中揭示所定义的概念与有关概念的真实依存关系和物理过程，防止死记硬背和乱用另一方面，在数学形式上用比例表示的式子，不一定就应用比值法如公式 a= F/ m ，只是数学形式上象比值法，实际上不具备比值法的其它特点所以不能把比值法与数学形式简单的联系在一起在物理教学中，把既具有质的规定性，又具有量的规定性的物理概念称为物理量中学物理中，有相当数量的物理量是采用“比值法”定义的 “比值法”有它自身的特殊性，了解“比值法”的一些特点，能够更好地开展实际教学比值法探究建立几个电磁学物理量摘要：比值法建立物理量是物理学中定义新物理量常见的形式之一，在电磁学的教学里这种方法的应用是比较集中的。

为遵循学生的认知规律，尊重学生的认知水平，我们必须沿着物理学发展的历史足迹，在学生已经学习过的电磁知识基础上逐步进行新知识的探究型教学关键词：比值法 探究 建立 电场 电势 电动势比值法建立物理量是物理学中定义新物理量常见的形式之一，在电磁学的教学里这种方法的应用是比较集中的为遵循学生的认知规律，尊重学生的认知水平，我们必须沿着物理学发展的历史足迹， 在学生已经学习过的电磁知识基础上逐步进行新知识的探究型教学 通常操作过程是这样的， 我们用几个已经学习过的物理量之间的内在联系来表示一个新的研究对象的性质， 这种内在联系的表现方式就是一个物理量与另一个物理量的比值 笔者下面着重从几个新概念的提出到建立的教学认知的过程中进行分析讨论物质世界中两个有一定距离并不接触的物体间有相互作用是毋庸置疑的，基于因果关系的考虑，我们否定了超距作用正如伟大的物理学家牛顿所说的那样，“没有其他东西做媒介，一个物体可以超越距离通过真空对另一个物体作用 在我看来，这种思想荒唐至极 为了解决这个与人类理智和科学追求不符的问题，1837年英国物理学家迈克尔·法拉第提出电荷周围存在着一种看不见摸不着的物质—电场（electric field ），两个带电体之所以能超越空间发生相互作用，正是通过场这种无形的媒介实现的。

既然电场最明显的特征是对放入其中的电荷有静电力作用——即电场具有力的性质 考虑到学生前一节已经学习过库仑定律，因此在研究电场的强弱性质时，应该从静电力入手来寻找描述电场性质的物理量根据实验我们很容易得出如下结论：不同电荷放在电场中相同位置受到的电场力是不同的，同一电荷放在电场中不同位置受到的电场力也是不同的，所以不能直接用试探电荷所受的电场力来描述电场的性质另外，我们试图建立的描述电场性质的物理量必须与试探电荷无关而仅由场源决定，在上述实验现象得出的结论的限制下，这一物理量应该仅与位置有关系于是我们进行猜想，先在已知电场中选定一个位置，然后把一个很小的电荷q 1 作为试探电荷放到该位置，它受到的静电力是F1，若有另一个同样的电荷放到该位置受到的静电力一定也是F1 ；若将这两个同样的电荷同时放到该位置，它们受到的合力很可能是 2F1 当然这有待于进一步的物理实验论证其正确性，不过我们可以先继续进行大胆的逻辑思考，三个这样的电荷同时放到该位置，受到的静电力可能就是3F 1 最后得出试探电荷在电场中该位置受到的静电力很可能与试探电荷的电荷量q 成正比的结论： F＝kq或 k ＝ F/q ,k 为学生熟知的比例系数且与试探电荷无关。

在这个猜想的可能结果基础上，再创设一个运用库仑定律去分析电场强弱性质的问题：设真空中的某电场来之于场源电荷Q ，在它的附近定一个位置A 距+Q距离为 r,将不同的检验电荷q、q、q3 先后放在 A 位置，则由库仑定律知各个检验电荷所受静电力分别是F、F、F12123F ＝ kQq2、F＝ kQq2、F ＝ kQq2 显然，F /q＝ F/q＝F/q ＝kQ/r2是个定值1/r2/r3/r123123123。