西部大開發·期中關于電流是矢量還是標量的教學探討 張志強（陜西米脂縣職教中心） 摘要：“矢量”是中職學生最早接觸的詞匯。入學后的《物理》課本。一個全新的概念之一。什么是向量？向量是新的物理量嗎？中等職業學校《物理》教材中對矢量的定義是這樣的：既有大小又有方向的物理量稱為矢量。只有大小而沒有方向的物理量稱為標量。那么我們在初中物理課上學過的物理量中有哪些是向量呢？例如“力”、“位移”、“速度”等都是學生熟悉的向量。但在這里，同學們可能還會提到一個比較特殊的物理量——電流強度。電流強度是矢量還是標量？關鍵詞：電流：向量：標量中圖分類號：G427 文獻標識碼：A 文章編號：1009--8631(2011)06-0108-01 在中學物理學習中，我們都應該重點講解每個量的物理意義，但我們不應該忽視它們必要的數學解釋，例如它是向量、標量還是雙向標量。或者算術量。以便能夠準確應用。中學教材中對物理量的數學解釋大多清晰具體，學生能夠接受。例如，力、加速度、電場強度、磁感應強度等是矢量，時間、質量、長度等是標量。有些量的解釋不夠充分，學生容易產生概念混淆，不利于正確解題。例如，為什么有些標量有正負號，如功、電勢、電勢能、溫度等，而有些標量有正負號？始終為正值，例如時間、質量、長度等；同一條直線上的向量和雙向標量轉換成代數量計算時有什么區別？一些數量教科書經常指出它的“方向”。但也稱其為標量，如“電流的方向”、“自感電動勢的方向”等；甚至教科書也沒有明確指出某些量是矢量還是標量，例如角速度、磁通量等。
由于課本對這些量的解釋不夠詳細和清晰，所以遇到正負征兆就躲閃，不敢深入。因此，一方面，導致教師難以把握教學的深度：講多了，課本上沒有要求，講太少了，在練習題中經常出現，確實是一個問題。困境;另一方面，學生對正負號沒有正確的認識。恐懼、聽天由命、隨意替代是解決問題時常見的問題。電流強度通常簡稱為電流。其大小可以通過其定義來計算或用電流表測量。在某些電路中也可以用歐姆定律計算；及其方向。在物理學中，習慣上規定正電荷定向運動的方向就是電流的方向。也就是說，電流是一個既有大小又有方向的物理量。課本上沒有說明電流是矢量還是標量，但是根據課本中矢量的定義，電流應該是矢量。我們知道，正弦量可以用復數表示，復數可以用向量表示。因此，正弦量也可以用向量表示。準確地說，正弦量和向量之間存在對應關系。通過應用這種對應關系，正弦電流的有效值可以表示為復模，并且正弦電流的初始相位可以表示為自變量。即，電流可以用矢量來表示。當我們在后面的《電氣工程基礎》課程中學習正弦交流電時，有一個電流的矢量圖。這似乎進一步說明了電流是一個矢量。然而，在中職物理教材中，每當提到一個新的物理量時，都會明確說明它是標量還是矢量，但沒有具體說明電流這個物理量。雖然中等職業學校的《電氣工程基礎》中再次定義了電流，但也沒有說明它是矢量還是標量。
那么，電流是標量還是向量？至于電流是矢量還是標量的問題，已經得出結論，電流的實際方向有“一個或另一個”（即電流只能從導線的A端流過）到B端或者是從B端流向A端的獨特性質）。這個有尺寸和大小之分。具有“二選一”這一獨特性質的標量稱為雙向標量，以區別于純標量（如質量和比重等）。也就是說，電流是一個標量，但它是一個在特定方向上“二選一”的雙向標量。既然電流是矢量，那么如何解釋電流的矢量圖以及應用矢量圖分析計算正弦交流電路的問題呢？我們如何解釋物理教科書中向量和標量的定義？確實網校頭條，向量和標量分別相加和相減時，遵循的算法是不同的。標量的加減遵循代數規則，而向量的加減遵循平行四邊形規則。直流電路的分析計算比較簡單。無論我們是在處理物理學的電磁部分，還是電氣工程的基礎知識，我們都是根據標量的代數運算規則來處理的。自然可以將代數規則應用于相對復雜的正弦交流電。然而，人們從實踐中發現，正弦量的各種函數的這一特性都可以用向量來表示。向量的加法和減法比較簡單。因此，正弦量的運算可以簡化為向量的運算。因此，在實際工作中，人們經常使用矢量來分析和計算正弦交流電路中的電壓、電流和電動勢。即矢量圖只是用于分析計算正弦交流電路的一種比較簡單的方法，電流本身并不是矢量。
正如我們在研究地球繞太陽公轉問題時可以將地球視為一個有質量的點一樣，地球本身并不是一個只有質量的點。其次，雖然電流既有大小又有方向。但無論是直流電路還是正弦交流電路，電流只能沿著導線從一端A流到B，或者從B流到A，不會有其他方向。其方向只能是兩者之一。在具體的電路中陜西初中物理課本，導線必然有彎曲的部分，電流自然會沿著彎曲的導線流動，即導線的不同部分電流的方向可能不同。但我們在分析電路時，不會嚴格分析各處電流的方向，而只會分析電流是沿環路的順時針方向還是逆時針方向流動。即電流的方向與物理意義上的矢量方向有本質的不同，因此電流是一個標量。對此，作者專門用兩節課來總結課本中各種物理量的矢量和標量性質，以便對其有一個清晰、全面的認識。請注意這一點。當然，應用的時候錯誤會少一些。 1.矢量是具有大小和方向的量。向量的運算必須滿足四邊形規則或三角形規則。該向量可以用圖來表示。僅僅強調向量有方向并不足以描述其特征。必須指出的是，向量運算遵循平行四邊形規則或三角形規則。因為有些標量常常帶有“方向”這個詞，比如電流強度的方向。這里的“方向”完全是指其物理意義，即正電荷的流動方向。其運算只能按照標量運算的規則進行，不符合平行四邊形定律或三角形定律。
2. 不在同一直線上的向量的合成和分解。綜合與分解是高中的重點，涉及到很多物理量的綜合與分解，如力、運動、電場強度、磁感應強度等。無論是綜合還是色散，都遵循平行四邊形定律或三角定律。在力的合成與分解方面陜西初中物理課本，必修課本描述得很詳細，錯誤也比較少。本文將不做詳細介紹。 3、同一直線上的向量運算。同一條直線上的純向量合成并不復雜。只需加減算術量，最后指出組合向量或分量向量的方向。必修課本不要求以某個方向為正方向，將向量轉化為代數量形式。來計算。例如求兩個分力F12N方向向左和F2=3N方向向右的合力F。運算時，我們只將F1和F2視為算術量，讓較大的減去較小的，合力的方向就是數值較大的分力的方向，即F=F2-F13N- 2N1N，方向向右，無需考慮。加號和減號的問題。簡而言之，電流應該是矢量還是標量？我對中職物理教材還有以下不成熟的建議：一是向量和標量的定義應該更加嚴格。物理學作為自然科學的一門學科，在闡述相關的定義、定律等時應該是科學的、準確的、沒有歧義的。但向量和標量的定義顯然做不到這一點。正是因為如此，人們根據矢量的定義就會得出電流是矢量的錯誤結論。
其次，加強教材的一致性。教科書上對物理量應該是矢量還是標量有明確的解釋，但電流沒有解釋。這并不與教材形成一致性，也不符合教材的慣例。第三，可以對向量和標量進行適當的補充解釋。例如，可以在教材中加入用量綱來判斷一個物理量是矢量還是標量的方法及其物理意義，進一步拓展學生對矢量和標量的理解。作者簡介：張志強，男，現工作于米脂縣教學中心，研究方向：物理教育。 1 0 8 一萬平方米的數據，電流是矢量還是標量？作者：張志強 作者單位：陜西省米脂縣米脂縣職業教育中心 出版物名稱：西部大開發：中期刊 英文標題：年份 卷（期）：2011（6） 本文引用格式：張志強電流是矢量還是標量 [期刊文章] - 西部大開發：2011年中期期（6）