西部大开发·期中关于电流是矢量还是标量的教学探讨 张志强（陕西米脂县职教中心） 摘要：“矢量”是中职学生最早接触的词汇。入学后的《物理》课本。一个全新的概念之一。什么是向量？向量是新的物理量吗？中等职业学校《物理》教材中对矢量的定义是这样的：既有大小又有方向的物理量称为矢量。只有大小而没有方向的物理量称为标量。那么我们在初中物理课上学过的物理量中有哪些是向量呢？例如“力”、“位移”、“速度”等都是学生熟悉的向量。但在这里，同学们可能还会提到一个比较特殊的物理量——电流强度。电流强度是矢量还是标量？关键词：电流：向量：标量中图分类号：G427 文献标识码：A 文章编号：1009--8631(2011)06-0108-01 在中学物理学习中，我们都应该重点讲解每个量的物理意义，但我们不应该忽视它们必要的数学解释，例如它是向量、标量还是双向标量。或者算术量。以便能够准确应用。中学教材中对物理量的数学解释大多清晰具体，学生能够接受。例如，力、加速度、电场强度、磁感应强度等是矢量，时间、质量、长度等是标量。有些量的解释不够充分，学生容易产生概念混淆，不利于正确解题。例如，为什么有些标量有正负号，如功、电势、电势能、温度等，而有些标量有正负号？始终为正值，例如时间、质量、长度等；同一条直线上的向量和双向标量转换成代数量计算时有什么区别？一些数量教科书经常指出它的“方向”。但也称其为标量，如“电流的方向”、“自感电动势的方向”等；甚至教科书也没有明确指出某些量是矢量还是标量，例如角速度、磁通量等。
由于课本对这些量的解释不够详细和清晰，所以遇到正负征兆就躲闪，不敢深入。因此，一方面，导致教师难以把握教学的深度：讲多了，课本上没有要求，讲太少了，在练习题中经常出现，确实是一个问题。困境;另一方面，学生对正负号没有正确的认识。恐惧、听天由命、随意替代是解决问题时常见的问题。电流强度通常简称为电流。其大小可以通过其定义来计算或用电流表测量。在某些电路中也可以用欧姆定律计算；及其方向。在物理学中，习惯上规定正电荷定向运动的方向就是电流的方向。也就是说，电流是一个既有大小又有方向的物理量。课本上没有说明电流是矢量还是标量，但是根据课本中矢量的定义，电流应该是矢量。我们知道，正弦量可以用复数表示，复数可以用向量表示。因此，正弦量也可以用向量表示。准确地说，正弦量和向量之间存在对应关系。通过应用这种对应关系，正弦电流的有效值可以表示为复模，并且正弦电流的初始相位可以表示为自变量。即，电流可以用矢量来表示。当我们在后面的《电气工程基础》课程中学习正弦交流电时，有一个电流的矢量图。这似乎进一步说明了电流是一个矢量。然而，在中职物理教材中，每当提到一个新的物理量时，都会明确说明它是标量还是矢量，但没有具体说明电流这个物理量。虽然中等职业学校的《电气工程基础》中再次定义了电流，但也没有说明它是矢量还是标量。
那么，电流是标量还是向量？至于电流是矢量还是标量的问题，已经得出结论，电流的实际方向有“一个或另一个”（即电流只能从导线的A端流过）到B端或者是从B端流向A端的独特性质）。这个有尺寸和大小之分。具有“二选一”这一独特性质的标量称为双向标量，以区别于纯标量（如质量和比重等）。也就是说，电流是一个标量，但它是一个在特定方向上“二选一”的双向标量。既然电流是矢量，那么如何解释电流的矢量图以及应用矢量图分析计算正弦交流电路的问题呢？我们如何解释物理教科书中向量和标量的定义？确实网校头条，向量和标量分别相加和相减时，遵循的算法是不同的。标量的加减遵循代数规则，而向量的加减遵循平行四边形规则。直流电路的分析计算比较简单。无论我们是在处理物理学的电磁部分，还是电气工程的基础知识，我们都是根据标量的代数运算规则来处理的。自然可以将代数规则应用于相对复杂的正弦交流电。然而，人们从实践中发现，正弦量的各种函数的这一特性都可以用向量来表示。向量的加法和减法比较简单。因此，正弦量的运算可以简化为向量的运算。因此，在实际工作中，人们经常使用矢量来分析和计算正弦交流电路中的电压、电流和电动势。即矢量图只是用于分析计算正弦交流电路的一种比较简单的方法，电流本身并不是矢量。
正如我们在研究地球绕太阳公转问题时可以将地球视为一个有质量的点一样，地球本身并不是一个只有质量的点。其次，虽然电流既有大小又有方向。但无论是直流电路还是正弦交流电路，电流只能沿着导线从一端A流到B，或者从B流到A，不会有其他方向。其方向只能是两者之一。在具体的电路中陕西初中物理课本，导线必然有弯曲的部分，电流自然会沿着弯曲的导线流动，即导线的不同部分电流的方向可能不同。但我们在分析电路时，不会严格分析各处电流的方向，而只会分析电流是沿环路的顺时针方向还是逆时针方向流动。即电流的方向与物理意义上的矢量方向有本质的不同，因此电流是一个标量。对此，作者专门用两节课来总结课本中各种物理量的矢量和标量性质，以便对其有一个清晰、全面的认识。请注意这一点。当然，应用的时候错误会少一些。 1.矢量是具有大小和方向的量。向量的运算必须满足四边形规则或三角形规则。该向量可以用图来表示。仅仅强调向量有方向并不足以描述其特征。必须指出的是，向量运算遵循平行四边形规则或三角形规则。因为有些标量常常带有“方向”这个词，比如电流强度的方向。这里的“方向”完全是指其物理意义，即正电荷的流动方向。其运算只能按照标量运算的规则进行，不符合平行四边形定律或三角形定律。
2. 不在同一直线上的向量的合成和分解。综合与分解是高中的重点，涉及到很多物理量的综合与分解，如力、运动、电场强度、磁感应强度等。无论是综合还是色散，都遵循平行四边形定律或三角定律。在力的合成与分解方面陕西初中物理课本，必修课本描述得很详细，错误也比较少。本文将不做详细介绍。 3、同一直线上的向量运算。同一条直线上的纯向量合成并不复杂。只需加减算术量，最后指出组合向量或分量向量的方向。必修课本不要求以某个方向为正方向，将向量转化为代数量形式。来计算。例如求两个分力F12N方向向左和F2=3N方向向右的合力F。运算时，我们只将F1和F2视为算术量，让较大的减去较小的，合力的方向就是数值较大的分力的方向，即F=F2-F13N- 2N1N，方向向右，无需考虑。加号和减号的问题。简而言之，电流应该是矢量还是标量？我对中职物理教材还有以下不成熟的建议：一是向量和标量的定义应该更加严格。物理学作为自然科学的一门学科，在阐述相关的定义、定律等时应该是科学的、准确的、没有歧义的。但向量和标量的定义显然做不到这一点。正是因为如此，人们根据矢量的定义就会得出电流是矢量的错误结论。
其次，加强教材的一致性。教科书上对物理量应该是矢量还是标量有明确的解释，但电流没有解释。这并不与教材形成一致性，也不符合教材的惯例。第三，可以对向量和标量进行适当的补充解释。例如，可以在教材中加入用量纲来判断一个物理量是矢量还是标量的方法及其物理意义，进一步拓展学生对矢量和标量的理解。作者简介：张志强，男，现工作于米脂县教学中心，研究方向：物理教育。 1 0 8 一万平方米的数据，电流是矢量还是标量？作者：张志强 作者单位：陕西省米脂县米脂县职业教育中心 出版物名称：西部大开发：中期刊 英文标题：年份 卷（期）：2011（6） 本文引用格式：张志强电流是矢量还是标量 [期刊文章] - 西部大开发：2011年中期期（6）