物理量中的正負號

司芹

摘 要：正負號在物理問題中，有著豐富的意義，在不同的情況下具有不同的含義。為了幫助學生正確認識并掌握中學物理中正負號的意義，做了幾點歸納總結。

關鍵詞：正負號；意義；矢量和標量

在高中物理教學中，一些物理量的正負號問題一直困擾著學生，物理量的正負也就成為物理教學中的難點。本文就高中物理中常見的正、負號應用問題作一簡要的歸納。

一、矢量中的正負號

物理量分為矢量和標量，高中物理涉及的矢量有力、電場強度、磁感應強度等，所有矢量的運算都遵循平行四邊形法則，正負號的含義都完全相同，即：正號表示該矢量的方向與規定的正方向相同；負號表示該矢量的方向與規定的正方向相反，也因此在比較矢量的大小時，就是比較矢量的絕對值的大小，不能帶著正、負號進行比較。

二、標量中的正負號

1.表示大小意義的正負號

如，重力勢能、分子勢能、電勢能、電勢等。這類物理量的數值表示和零勢能的相對大小即等同于數學代數課中的正數大于負數的意思。

2.表示特殊意義的正負點

此類物理量的正負號是我們人為或習慣賦予的，用來表示相反的物理現象、性質，過程等既不表示方向，也不表示大小的含義，常見的有下面幾種：

①電荷量的正負號：自然界中只存在兩種電荷：正電荷和負電荷。物理學中規定：用正號表示正電荷，用負號表示負電荷，因此正負號表示帶電體所帶電荷的電性，并不表示電荷量的多少，因此在比較電荷多少時不能帶著正負號進行比較。

②功的正負號：力對物體做功只存在三種情況：做正功、做負功和不做功。

這里的正負號并不表示做功的多少，它的意義：從力的角度分析它們，表示動力做功還是阻力做功；從能量的角度分析它們表示能量轉化的方向。

③熱力學第一定律ΔE=W+Q，對于Q的正負意義；我們用“正”表示吸熱，用“負”表示放熱；對于W的正負意義，如，外界對氣體做功，W取“正”值，氣體對外界做功，W取“負”值；對于ΔE的正負意義，如內能增加，ΔE取“正”值，內能減少，ΔE取“負”值。

3.電勢差的正負號

在電場中的兩點電勢有相對高低之分，表示兩點電勢的相對之差時也要特別注意正負號的含義。

4.電流強度I和磁通量的正負

此物理量是雙向標量，帶有非矢量的“方向”的含義。電流強度I的正負表示電流的方向，正值表示電流方向與規定方向相同，負值表示電流方向與規定的正方向相反；磁通量的正負表示磁感線穿過平面（或曲面）的方向關系。平面（或曲面）均有一個法線方向n，正值表示磁感線沿法線方向一側穿過此面，而負值表示沿法線反方向一側穿過此面。

5.交流電圖像（如e-t，i-t）中的正負號

交流電是指電流方向呈周期性變化的電流，雖然帶著“方向”的字眼，但并不是說電流是矢量，這里的正負號僅僅表示電流的流向與規定的正方向相同和相反。

三、變化量的正負號

1.矢量變化量的正負號

在選定了正方向的矢量運算中，會出現正負號，矢量變化量的正負號仍表示與規定正方向的相同或相反。如，速度變化量△v=5 m/s表示速度向正方向變化而不是表示速度一定增加。速度變化量Δv=-5m/s表示速度向負方向變化而不是表示速度一定減少（如：末速度v=-6 m/s，初速度v0=-1 m/s）

2.標量變化量的正負號

標量變化量的正負號分別表示該標量增大或減小，如ΔEk=6 J表示動能增大了6 J，即：末動能比初動能大6 J，ΔEk=-4 J表示勢能減少了4 J，即：末勢能比初勢能小4 J，可見：這里的正號和負號一定分別表示該量增大和減小。

因此，在物理學習中正確理解這些問題是正確掌握和應用物理知識的基礎，是提高物理成績的重要保證。

（作者單位 安徽省懷遠一中）