意料之外的判断

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在复习课上，当复习完电势和电势能等有关概念和计算后，进入练习环节，对正负电荷在电场中不同位置所具有的电势能进行比较判断，学生回答都基本正确，但进入一个选择题，却出现了一个我没想到的判断结果。

这个选择题目是，以下几种说法正确的有（ ）

A.同一电荷在电势高处的电势能比在电势低处大;

B.在电场中某一点电荷所带电量越大，电势能越大;

C.正电荷在电场中电势越高的地方电势能越大;

D.负电荷在电场中电势越低的地方电势能越大。

连续请了几位学生回答。答案都只有C，而且平时成绩比较好的学生回答也只有C，为什么没有学生考虑还有其他的正确答案呢？是不是物理知识学习的不到位还是有其他原因呢？经过认真思考，我放弃直接给出正确答案的想法，就在黑板上给出了一组能说明这一选择题的数据：

一电场中有a、b两点，其电势分别是φa=100V、φb=10V，现有一带电量q=-1.0×10-10c的点电荷。请同学们计算此带负电的粒子在电场a、b处具有电势能及该粒子从电场中a点移动到b点电场力做的功。

答案很快就出来了。εa=-1.0×10-8J εb=-1.0×10-9J W=-9.0×10-9J。比较可得：εb>εa即D答案也是正确的。但有学生当场提出疑问：电势能前的正、负号只表示比零电势能处所具有的电势能高或低，不参与比较数字的大小，则有1.0×10-8>1.0×10-9所以εb<εa。原来问题出现在静电力做功对电荷的电势能的变化及物理量前的正负号理解出现了偏差。

在物理学中，各物理量前的正负号通常有以下几种意义：

1.表示方向。当物理量是矢量时，正负号表示与规定的正方向相同或相反;例如：某物体在5秒内的位移是-10米。则负号表示是：该物体运动的方向与规定的方向相反。

2.表示研究做功对象之间的关系。例如：在某一过程中乙物体对甲物体做了-500J的功，则负号表示是：甲物体在这个过程对乙物体做了500J的功;

3.表示大小关系。在研究重力势能与电势能时，由于零势能点的选取是任意的，重力势能或电势能的大小只具有相对的意义。故此时比较大小同数学意义上的数字比较相同。出现以上漏选的原因正是因为在平时教学中总强调第一、第二种符号意义的影响所产生的。通过以上讲解，学生频频点头。

通过此例我发现，在原来的物理课教学中为了使学生加深对物理数字的理解，从纯数学状态转变过来，太偏重对数字的物理意义教学，而忽略了数字本身的意义。