中美高中物理教材關(guān)于電磁學(xué)部分所用定則的比較

任標(biāo)

摘 要：本文對中美高中物理教材中電磁學(xué)部分所用判斷定則進(jìn)行了比較，試圖發(fā)現(xiàn)兩種教材處理相關(guān)內(nèi)容的不同方式，從而達(dá)到拓寬眼界的作用，并且能夠在教學(xué)中取長補短以提高教學(xué)效益。

關(guān)鍵詞：高中物理；教材比教；左手定則；右手定則

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）7-0075-2

高中物理電磁學(xué)部分需要用到的判定法則較多，學(xué)生常?；煜磺?。國外高中物理教材對于這些定則是如何講解的呢？與我國高中物理教材的講解有何不同？用我國的人教版高中物理教材選修3-1及3-2與美國高中物理教材《物理：原理與問題》相應(yīng)部分的內(nèi)容進(jìn)行對比。

1 中美教材電磁學(xué)部分涉及到的定則（如表1所示）

2 不同角度的比較

1.美國教材全部用右手定則進(jìn)行判斷，共分為4類，我國教材在判斷安培力或洛倫茲力的方向時用的是左手定則，而美國教材用的則是第三類右手定則。全部用右手定則的好處在于避免混淆左右手的使用，其次判斷安培力及洛倫茲力的方向應(yīng)用右手定則是符合物理學(xué)規(guī)律的。在大學(xué)物理里安培力的計算公式是洛倫茲力的計算公式是也就是說這些力的方向判斷應(yīng)按照叉乘規(guī)則得出，即右手定則。美國教材這一處理可讓中學(xué)知識與大學(xué)知識更好地銜接，方便學(xué)生更順利地接受大學(xué)知識。

2.在判斷電流的磁場時，我國教材顯得更為簡潔，統(tǒng)一都用右手螺旋定則（安培定則），并沒有像美國教材那樣區(qū)分為第一類右手定則和第二類右手定則，這樣可以降低學(xué)生的記憶難度。在具體的操作方法上，兩國教材是一樣的。

3.在判斷感應(yīng)電流的方向時，我國教材的右手定則與美國教材的第四類右手定則在操作上有所不同。如表1中的圖4所示，大拇指都是指向切割方向，但習(xí)慣上我國教材要求磁感線穿過手心，美國教材則要求手心指向的是正電荷受力方向（電流方向），另外我國教材右手四指指向電流方向，美國教材四指指向的是磁場方向。但是，兩種判斷方法均符合叉乘規(guī)則，與判斷洛倫茲力的方法是相符的。感應(yīng)電流的產(chǎn)生是由于動生電動勢，而動生電動勢中非靜電力的來源是洛倫茲力，而正電荷所受洛倫茲力的方向判斷出來，感應(yīng)電流的方向也就判斷出來。所以，感應(yīng)電流的方向判斷實質(zhì)就是洛倫茲力方向的判斷，是符合叉乘規(guī)則的。

3 關(guān)于兩種教材比較的小結(jié)

通過以上比較，可以看出兩國高中物理教材各有各的優(yōu)點及特色，如果能夠相互借鑒并達(dá)到取長補短的效果，這對于中學(xué)物理教師開拓眼界，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解是大有裨益的，同時對于高中物理教學(xué)也會有更好的幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]人民教育出版社.物理選修3-1（第3版）[M].北京：人民教育出版社，2010：91-94.

[2]人民教育出版社.物理選修3-2（第3版）[M].北京：人民教育出版社，2010：91-94.

[3]Zitzewitz P W. PHYSICS： principles and problems[M].America： McGraw-Hill Education Glencoe.

（欄目編輯 鄧 磊）