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1、教材中两个问题的质疑与剖析,江苏省清江中学 朱 亚(江苏省淮安市淮海北路50号 223001),教材中两个问题的质疑与剖析江苏省清江中学 朱 亚,一、关于磁感应强度的定义,在人教版高中物理教材3-1第三章第二节“磁感应强度”中，分析为什么不能通过测量小磁针N极受力情况去定义磁感应强度大小时，教材指出：“人们很容易想到，把一枚可以转动的小磁针作为检验用的磁体放在磁场中的某一点，观察它的受力情况，由此来描述磁场。但是，N极不能单独存在，因而不可能测量N极受力的大小，也就不可能确定磁感应强度的大小了。”,一、关于磁感应强度的定义 在人教版高中物理教材3-1,一、关于磁感应强度的定义,N极受磁场力大小
2、真的就不好测量吗？设想让小磁针置于磁场中某处，让小磁针的磁极不指向磁场方向，小磁针的两个磁极就受到方向不在同一条直线上的大小相等、方向相反的磁场力，构成一力偶，力偶中的每个力的大小通过一定的技术手段完全可以测量。,一、关于磁感应强度的定义 N极受磁场力大小真的就不好测,正象一对相距很近的等值异号点电荷组成的电偶极子，放在电场中，电偶极子中每一个电荷受到的电场力可以测量一样。因此教材对此问题的阐述不妥。,让我们回顾一下库仑扭秤实验,一、关于磁感应强度的定义,正象一对相距很近的等值异号点电荷组成的电偶极子，放在电场中，,一、关于磁感应强度的定义,将悬丝下的水平绝缘横杆和小球去掉，而将小磁针中心固定
3、在悬丝下，转动旋钮，使小磁针的N极指向磁场垂直的方向上，根据悬丝的扭转力矩与磁力偶矩平衡，可以进行计算。,一、关于磁感应强度的定义 将悬丝下的水平绝缘横杆和小球去,那么，为什么不通过测量小磁针N极受力情况去定义磁感应强度的大小呢？先回顾一下电场强度的定义情况，放在电场中某点的试探电荷受到的电场力F与试探电荷的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，定义式为。如果用类似的定义方法以小磁针N极受磁场力定义磁感应强度的大小，那么描述N极的相当于“电荷量q”的“磁荷量”是什么呢？,一、关于磁感应强度的定义,那么，为什么不通过测量小磁针N极受力情况去定义磁,起码说在中学阶段没有担当这个相应角色的物理量，因此
4、无法用N极的受力情况去定义磁感应强度的大小。其实，可以分别通过电流受磁场力或运动电荷受磁场力或通电线圈受磁力矩去定义磁感应强度。用比值法将 定义磁感应强度B，易于理解。,一、关于磁感应强度的定义,起码说在中学阶段没有担当这个相应角色的物理量，因此无法用N极,二、物体的内能不可能为零吗？,人教社编高中物理选修3-3教师教学用书上，在比较机械能和内能时指出“机械能可以为零，而内能是不可能为零的。”市场上卖的教学辅导资料上关于内能的分析总结时也普遍认为“内能是不可能为零的”。教师也普遍认为物体的内能不可能为零。对此，笔者感到纳闷，对于中学阶段内能定义，凭什么说物体的内能不可能为零呢？,二、物体的内能
5、不可能为零吗？人教社编高中物理选修3-3教师,最广义的内能就是指物体或系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量总和。即热力学能、电子能与原子核内部能量之和。中学阶段的内能指狭义内能（热力学能），是指组成物体的所有分子的动能和分子间势能的总和。由于分子的动能一定为正，所以在物体内能中分子动能的总和一定为正。而分子势能的数值是相对的，规定某一状态时的分子势能为零，比零势能小的状态的分子势能就为负,二、物体的内能不可能为零吗？,最广义的内能就是指物体或系统内部一切微观粒子的一切运动形式所,二、物体的内能不可能为零吗？,最常见的一幅反映分子势能随分子间距离变化的图象如右图所示，它是规定两个分子相
6、距无限远时分子势能为零，由图可以明显看出，分子间的距离在比较大的范围内，分子势能取负值，在分子间距离为r0时分子势能最小。,二、物体的内能不可能为零吗？最常见的一幅反映分子势能随分子,二、物体的内能不可能为零吗？,因为分子势能的零点的规定可以是任意的，所以物体内能中分子势能的总和可能为负，而且可以取负的任意值，故物体的内能可能为零，当然也可能为负值。,二、物体的内能不可能为零吗？因为分子势能的零点的规定可以是任,二、物体的内能不可能为零吗？,要注意的是，“物体的内能为零”不能说成“物体没有内能”，原因是物体内能中分子势能的值是相对的，好比“温度为零度”不能说成“没有温度”一样。任何物体处在任何
7、状态都有内能，只是内能的值可以为零、也可能为正或为负。,二、物体的内能不可能为零吗？要注意的是，“物体的内能为零”不,二、物体的内能不可能为零吗？,当内能为负时，2mol某物质的内能就小于同样条件下1mol该物质的内能，因此“2mol水的内能一定大于同温同压下1mol水的内能”这一说法是错误的，命制涉及该知识点的选择题选项时一定要当心。,二、物体的内能不可能为零吗？当内能为负时，2mol某物质的内,二、物体的内能不可能为零吗？,对于理想气体，因为除了分子间碰撞以及分子与器壁碰撞外，分子间没有相互作用力，故理想气体不存在分子势能，因此理想气体的内能就等于组成理想气体的所有分子动能的总和，故理想气
8、体的内能一定为正。,二、物体的内能不可能为零吗？对于理想气体，因为除了分子间碰撞,二、物体的内能不可能为零吗？,其实在研究的问题中，真正有实质意义的往往是物体内能的变化，例如热力学第一定律反映了引起内能变化的原因是热传递和做功，且物体内能的变化等于外界传给物体的热量与外界对物体做功之和，而内能的变化与分子势能零点的选择无关。,二、物体的内能不可能为零吗？其实在研究的问题中，真正有实质意,一个静止质量为m的物体静止时，根据爱因斯坦的质能方程，其内能(广义)，内能中的势能零点是如何规定的呢?,二、物体的内能不可能为零吗？,一个静止质量为m的物体静止时，根据爱因斯坦的质能方程，其内能,谢 谢!,谢 谢!,
