比值定义法

*欧阳光明*创编2021.03.07

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比值定义法-概述

欧阳光明（2021.03.07）

所谓比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一

个新的物理量的方法。一般地，比值法定义的基本特点是被定义的

物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量

的大小取舍而改变，如确定的电场中的某一点的场强就不随q、F

而变。

比值定义法-详解

比值定义法，就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定

义。用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，比如

速度、密度、压强、功率、比热容、热值等等补充：

一、“比值法”的特点：

1、比值法适用于物质属性或特征、物体运动特征的定义。由

于它们在与外界接触作用时会显示出一些性质，这就给我们提供了

利用外界因素来表示其特征的间接方式，往往借助实验寻求一个只

与物质或物体的某种属性特征有关的两个或多个可以测量的物理量

的比值，就能确定一个表征此种属性特征的新物理量。应用比值法

定义物理量，往往需要一定的条件；一是客观上需要，二是间接反

映特征属性的的两个物理量可测，三是两个物理量的比值必须是一

个定值。

2.两类比值法及特点

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一类是用比值法定义物质或物体属性特征的物理量

如：电场强度E、磁感应强度B、电容C、电阻R等。它们的

共同特征是；属性由本身所决定。定义时，需要选择一个能反映某

种性质的检验实体来研究。比如：定义电场强度E，需要选择检验

电荷q，观测其检验电荷在场中的电场力F，采用比值F/q就可以

定义。

另一类是对一些描述物体运动状态特征的物理量的定义，

如：速度v、加速度a、角速度ω等。这些物理量是通过简单

的运动引入的，比如匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运

动。这些物理量定义的共同特征是：相等时间内，某物理量的变化

量相等，用变化量与所用的时间之比就可以表示变化快慢的特征。

二、“比值法”的理解

1.理解要注重物理量的来龙去脉。

为什么要研究这个问题从而引入比值法来定义物理量（包括问

题是怎样提出来的），怎样进行研究（包括有哪些主要的物理现

象、事实，运用了什么手段和方法等），通过研究得到怎样的结论

（包括物理量是怎样定义的，数学表达式怎样），物理量的物理意

义是什么（包括反映了怎样的本质属性，适用的条件和范围是什

么）和这个物理量有什么重要的应用。

2.理解要展开类比与想象，进行逻辑推理。

所有的比值法定义的物理量有相同的特点，通过展开类比与想

象，进行逻辑推理、抽象思维等活动，从而引起思维的飞跃，知识

的迁移，在类比中加深理解。如在重力场、电场、磁场的教学中，

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相同的是都需要选择一个检验场性质的实体，用检验实体的受力与

检验实体的有关物理量的比来定义。但也存在区别，重力场的比值

中，分母是质量最简单，电场定义时，要考虑电荷的电性，而磁场

定义最复杂，不仅与考虑电流元I，而且要考虑电流元的放置方位

与有效长度。

3.不能将比值法的公式纯粹的数学化。

在建立物理量的时候，交代物理思想和方法，搞清概念表达的

属性，从这些量度公式中理解它们的物理过程与物理符号的真实内

容，切忌被数学符号形式化，忽视了物理量的丰富内容，一定要从

量度公式中揭示所定义的概念与有关概念的真实依存关系和物理过

程，防止学生死记硬背和乱用。另一方面，在数学形式上用比例表

示的式子，不一定就应用比值法。如公式a=F/m，只是数学形式上

象比值法，实际上不具备比值法的其它特点。所以不能把比值法与

数学形式简单的联系在一起。

比值定义法-比值定义法公式

比值定义法定义的物理量-------

初中：密度，ρ=m/V功率，P=W/t速度，

v=s/t压强，p=F/S

比热容，C=Q/mΔT劲度系数，k=f/x动摩擦

因数，μ=Fμ/FN

高中：加速度，a=(ΔV)/(Δt)电场强度，E=F/q电

容，C=Q/U

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电阻，R=U/I电流，I=q/t电动势，ε

=W/q电势差，U=W/q

磁感应强度，B=F/(IL)或B=F/qv或B=Φ/S