商榷中學物理教材中的磁偏角插圖

摘 要：在不同版本的中學物理教材中，磁偏角插圖不盡一致，在教學中常會引起一些不必要的混淆是非的現象.本文根據對一道中考試題的爭議，結合幾個不同版本的教材中的磁偏角插圖和史實予以分析，以求商榷.

關鍵詞：地磁子午線;地理子午線;磁偏角;夢溪筆談

作者簡介：陳麗珊（1979-），女，貴州人，本科，中學高級教師，研究方向：課堂教學研究.

眾所周知，磁偏角（地磁偏角的簡稱）是地磁子午線與地理子午線之間的夾角.關于磁偏角的記載，最早出現在我國宋代科學家沈括所著的《夢溪筆談》中.科學實踐已證明，磁偏角與地理位置有關，也就是說不同地理位置的磁偏角一般不相同.并且，同一地理位置的磁偏角還會隨著其地質結構的變化及其他天體磁場的影響而變化[1，2].

磁偏角的問題還常常在一些中學物理的各類考題中出現.

1 一道中考題的爭議

題目 我國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》卷二十四中寫到：“方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也”[3].這是我國和世界上關于地磁偏角的最早記載.若把地磁場假想成為是由地球內部一塊大條形磁鐵產生的，圖1所示的四個圖形中，能合理描述這塊大條形磁鐵的是（ ）.

這是某市2018年的中考物理試卷中的一道選擇題，這道題所給的參考答案為C選項，但評卷過程中有很多老師認為正確選項應該是D.為什么會出現這樣的分歧呢？

2 不同教材的磁偏角插圖

關于地磁場，中學物理教材都大致有這樣的描述：“在地球表面及空中的不同位置測量地磁場的方向，可以畫出地磁場的磁感線.地磁場的形狀跟條形磁體的磁場相似.不過，地理的兩極和地磁場的兩極并不重合，磁針所指的南北方向與地理的南北方向略有偏離”.也就是說，地磁子午線與地理子午線之間存在所謂的磁偏角.

中學物理教材中，關于磁偏角的插圖往往不盡相同.如圖2中的（a）[4]、（b）[5]、（c）[6]、（d）[7]分別是現行幾個版本的中學物理教材的磁偏角插圖.顯然，（a）與（b）是類似的，（c）與（d）也是類似的，但是（a）和（b）表示的地磁南北極與地理南北極的偏離方向恰跟（c）和（d）表示的相反.

3 問題的商榷

不難理解，地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近.同時，地球的地理方位也是眾所周知的，如圖3所示.因此，仔細研讀“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也”可以肯定地知道，地面及其附近磁針的南極指向地理南極但略微偏向東側即地磁北極.

近年來，有文獻[8]在對磁偏角的精密測量時，給出地磁南北極與地理南北極的位置關系如圖4所示.因此，可以看出，圖4及圖2（a）（b）與圖1中D是吻合的.還有文獻[9]研究磁偏角對高精度定位影響中，對地磁地理關系的表述也同樣與圖4類似.

綜上所述，我們認為上述考題中D選項才是正確的.同時，地磁南北極與地理南北極的位置關系應為圖1中的D或圖2中（a）（b）亦或圖4表示的情形.參考答案所給的C選項，明顯是受到教材（文獻[7]）插圖（圖2d）影響所致.

參考文獻：

[1]孟維斌，王建榮，湯曉昌，李旭升.天水麥積磁偏角在我國西部地區幾次強震前異常特征及震例分析[J].華南地震，2016，36（04）：58-64.

[2]余紀輝.地球和其他天體磁場的產生機理和變化原因及磁偏角產生原因和規律[J].科技風，2019（05）：129-131.

[3]趙凱華，陳熙謀.新概念物理教程電磁學（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4]人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書物理（選修3-1）[M].北京：人民教育出版社，2010.

[5]廖伯琴，趙保鋼，胡炳元.普通高中課程標準實驗教科書物理（選修3-1）.濟南：山東科學技術出版社，2011：97.

[6]束炳如，何瑞偉.普通高中課程標準實驗教科書物理（選修3-1）[M].上海：上海科技教育出版社，2007.

[7]人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開發中心.義務教育教科書物理九年級全一冊[M].北京：人民教育出版社，2013.

[8]許建紅，陳紅衛，何斯淵，龐煒.機場跑道磁偏角測量[J].地震地磁觀測與研究，2018，39（02）：57-61.

[9]廖文兵，李東，楊富洲，賈新忠.磁偏角對高精度定位的影響[J].地理空間信息，2016，14（07）：73-74+5.

（收稿日期：2020-03-15）