时间：2022-12-03 06:46:18
摘要：电荷守恒定律的核心是：不创造、不消灭，与电荷是否是流体无关．电荷守恒定律是一普适定律．
关键词：电荷; 守恒定律; 创造; 消灭
1 引言
电荷守恒定律是物理学界普遍接受的定律之一，并喻为普适定律。这在一般的物理教科书中都几乎明显地提出。
电荷守恒定律是构成电磁理论大厦的重要支柱之一，它与诸多电磁学中的定律都有着密切的联系。在物理学中，许多理论的正确性都是以电荷守恒定律的成立为前提。
电荷守恒定律是物理学中最基本的定律之一，深入学习电荷守恒定律对今后的物理学习有着积极作用和意义。
1.1电荷守恒的发展
法拉第在1843年最先提出了电荷守恒的观念，此后众多物理学家开始对电荷守恒进行研究，并做了大量的实验，如摩擦起电，静电感应等都证明了电荷守恒的正确性，麦克斯韦正是通过对电荷守恒定律的研究，在1873年导出了电流连续性方程，这也为他预言电磁波和位移电流提供了理论依据。在今天，电荷守恒定律在电磁波的信息传输和静电技术等前沿科学都有着广泛的应用。
2 电荷与电流的关系
2.1电荷
带正电或负电的基本粒子，称为电荷，带正电的粒子叫正电荷（表示符号为“＋”），带负电的粒子叫负电荷（表示符号为“﹣”）。
电荷的多少叫电荷量，即物质、原子或电子等所带的电的量。单位是库仑（记号为C）简称库。
我们常将“带电粒子”称为电荷，但电荷本身并非“粒子”，只是我们常将它想像成粒子以方便描述。电荷有两种：正电荷和负电荷．物体由于摩擦、加热、射线照射、化学变化等原因，失去部分电子时物体带正电，获得部分电子时物体带负电．带有多余正电荷或负电荷的物体叫做带电体，习惯上有时把带电体叫做电荷．
自然界中的电荷只有两种,即正电荷和负电荷。由丝绸摩擦的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷,由毛皮摩擦的橡胶棒所带的电荷叫负电荷。 电荷的最基本的性质是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引，是物质的固有属性之一。琥珀经摩擦后能够吸引轻小物体的现象是物体带电的最早发现。继而发现雷击、感应、加热、照射等等都能使物体带电。电分正、负，同号排斥，异号吸引，正负结合，彼此中和，电荷可以转移，此增彼减，而总量不变。
构成物质的基本单元是原子，原子由电子和原子核构成，核又由质子和中子构成 ，电子带负电 ， 质子带正电，是正、负电荷的基本单元，中子不带电。所谓物体不带电就是电子数与质子数相等，物体带电则是这种平衡的破坏。在自然界中不存在脱离物质而单独存在的电荷 。 在一个孤立系统中，不管发生了什么变化，电子、质子的总数不变，只是组合方式或所在位置有所变化，因而电荷必定守恒。
2.2电流
3 电荷守恒提出的实验和理论基础
3.1电荷守恒的提出
1843年，M.法拉第做了冰桶实验，并据此最早提出电荷守恒的观念。法拉第把白铁皮做的冰桶放在绝缘物上，用导线把冰桶外面与金箔验电器相接。用丝线将带电小黄铜球吊进冰桶内，随着小球的深入，验电器箔片逐渐张开并达到最大张角，尔后，即使小球再深入，甚至与冰桶接触，张角也不再变化。并且实验结果与冰桶内是否装有其他物质以及小球是否与之接触均无关。冰桶实验表明，其中的电荷可以转移变动，但不会无中生有，也不会变有为无，总量守恒。这是电荷守恒定律第一个令人满意的实验证明。
电荷守恒定律是大量实验事实的总结，适用于迄今所知的一切宏观过程和微观过程。质子和电子是正负电荷的基本单元。在各种物理过程中，电子和质子总数不变，只是组合方式或所在位置有所改变，因而电荷守恒是十分自然的。
值得指出的，近代物理学发现了大量有关基本粒子互相转化的事实。例如正、负电子e+、e-对撞湮没 ，产生两个γ光子；中子n的衰变
式中p是质子；是反中微子。在这些过程中，出现了电荷的消失或产生，但反应物的总电荷等于生成物的总电荷，电荷仍守恒。这意味着电荷守恒具有更深刻的根源。
4对称性与守恒律的对应关系。
4.1物理学中的对称性
对称性是人类认识自然时产生的一种观察，对称性是指自然界的一切物质和过程都存在或产生它的对应方面．这种对应表现为现象的相同、形态的对映、物质的反正、结构的重复、性质的一致和规律的不变性等．对称给人一种圆满、匀称、均衡的美感，它内含表现出某种有序、重复的成份．对称性深刻地解释了自然界相互联系中的一致性、不变性和共同性，是反映自然规律的一条基本原则．
4.2物理对称性的分类
根据对称性的抽象程度，物理学中的对称性主要表现为直观对称、抽象对称、数学对称、对称破缺四种.
4．2．1 直观对称
对称性的概念最初来源于生活，也就是直观唯象对称性，是许多事物所显示的直观形象的对称．直观对称又表现为空间的、时间的和物理知识表达形式上的对称．空间对称表现为：人体的左右对称、雪花的完美的六角对称、我国古代的宫殿、庙宇和陵墓建筑的对称设计、正电荷与负电荷、反射与折射、杠杆的平衡、单摆的运动和磁场的南北极等．时间对称表现为：音乐的等间隔重复节奏、地球的周期性公转和自转、匀强电场不随时间发生变化等．物理学知识，如概念、规律、公式等，在表达式上也表现出明显的直观对称．对称的数字、公式和图像是数学形式美的重要标志，因为中心对称、轴对称、镜像对称都是令人愉悦的形式．如晶体结构具有一定的几何学上的对称性；描述电磁场规律的麦克斯韦方程组具有形式上的对称性等．天文学家历来喜欢用对称的几何图形来描述天体运行的轨道，如亚里士多德、托勒密、哥白尼、开普勒等．例如，托勒密的地心说认为，各行星都在一个较小的圆周上运动，而每个圆的圆心则在以地球为中心的圆周上运动．他把绕地球的圆叫“均轮”，每个小圆叫“本轮”．同时假设地球并不恰好在均轮的中心，均轮是一些偏心圆；日月行星除作上述轨道运行外，还与众恒星一起，每天绕地球转动一周．托勒密这个不反映宇宙实际结构的数学图景，却较为完满地解释了当时观测到的行星运动情况，并在航海上取得了实用价值，被人们广为信奉．后来，天文学家哥白尼从对称美的角度考虑了宇宙的结构，他发现“地心说”的体系过于复杂，难以反映宇宙体系的和谐、统一．他以崭新的日心模型为出发点，建立了对称性更高的“日心说”来解释天体运行规律．
4．2．2 抽象对称
随着人类认识的深入和发展，科学家面临着越来越多的抽象问题，许多问题仅仅依靠简单直观的对称图像难以解决．这时抽象对称性就起到了重要的作用．抽象对称性是将对称的直观表象和抽象思维相结合，从得出的某一个概念、规律或理论中反映出新的对称性，是人类思维活动对于对称性的更深层次的认识和理解．统计力学和误差理论中的概率思想，就是一种抽象对称：分子热运动在三维空间各自由度上发生的概率都相等；气体对容器的压强处处都相等．例如，德布罗意从对称思想认识到：19世纪科学家对于光学的研究过于强调了波动性，忽视了粒子性的研究方法；而对于物质的研究则过分强调了物质的粒子性，而忽视了物质的波动性．他认为物质也应该具有与粒子性相对称的波动性，提出了物质波假说．再如，1931年，狄拉克运用对称思想提出了磁北极和磁南极是可以分开而单独存在的学说，称为磁单极子理论．他的这一预言虽然至今未被确证，但许多物理学家正在通过各种实验探寻磁单极子．
4．2．3 数学对称
数学对称是指，如果某一现象(或事件)在某一数学变换下不变，那么该现象(或事件)就具有该变换所对应的对称性，也叫做数学变换下的不变性．而在某种变换下不变的理论叫做对称理论．数学对称是比抽象对称更加深刻的对称性，通常用群论来描述对称性．如物理定律在洛仑兹变换下保持形式不变，就是数学对称性的体现．在爱因斯坦建立相对论的过程中，数学对称性起到了重要作用．爱因斯坦认为，自然科学的理论不仅要求一些基本概念或基本方程具有形式上的对称性，而且要求理论本身具有内在对称性．爱因斯坦把现实的三维空间加进了时间因素，把三维空间的对称概念拓展到了四维时空空间，探讨高维空间的对称性
4．2．4 对称破缺
物理学中的对称破缺，是指由于某一种对称被破坏，引发出了更深化的思维认识，从而展现出物理学更高层次的对称．如核子同位旋守恒遭电磁作用和弱作用破坏时表现出来的破缺；铁磁材料中空间各向同性的破坏；真空对称性的自发破缺等．再如，杨振宁和李政道提出了弱相互作用中宇称不守恒，并得到了吴健雄的实验验证，使现代物理学中产生了“对称加破缺”的美学思想．物理学中产生了“对称加破缺”的美学思想．
4.3对称性与守恒律之间的依存关系
从现代物理学的高度来审视。对称性和守恒律是基本的自然法则。在经典力学中，牛顿运动三定律只适用于宏观物体，而动量、角动量、能量三大守恒定律对宏观物体和微观领域都是普遍成立的。并且，这三个守恒定律又可以由对称性原理用拉格朗日表述推导出来．自然界广泛存在的对称性在物理学中处于十分基本的地位。上述三大守恒定律又比牛顿运动定律具有更普遍更深刻的根基。人们在长期的科学探索中发现，自然界的各种对称性与守恒律之间具有相辅相存的密切联系。例如，下列每一种对称性(即变换不变性)都对应着一个守恒定律：
空间平移不变性 动量守恒定律
空间转动不变性 角动量守恒定律
时间平移不变性 能量守恒定律
空间反演不变性 宇称守恒定律
整体规范不变性 电荷守恒定律
人类在很早就孕育了守恒的思想．守恒的思想认为大自然是周而复始，无限循环的。现在我们知道，从本质上讲守恒性来源于对称性．实际上，由于对称性意味着不变性，进一步发展就意味着经过某种对称变换后物理规律的不变性，这就意味着守恒．人类最初对于守恒观念的认识还是非常原始和朴素的．随着自然科学的发展，人们对于守恒概念的认识也逐步深入．对称性与守恒律密切联系的见解最早来源于经典力学．从17世纪开始，伽利略、笛卡儿、莱布尼茨、伯努利、拉格朗日等科学家从不同的方面阐述了动量和能量守恒的思想．19世纪40年代，迈尔、焦耳、亥姆霍兹等科学家从不同侧面独立地发现了物质运动之间能量的守恒性，于是物理学就把这些不同的发现综合上升为能量守恒定律．随后，对称性和守恒律的对应关系也逐步推广到电磁学、量子力学、量子场论以及基本粒子理论等领域．诺特定理引导物理学家们去寻找新领域中的守恒定律和守恒量，由此确定其中的对称性，从而获得作用量的形式和基本守恒定律；反过来，如果知道了使一个给定的作用量保持不变的对称变换，也就可以知道相应的守恒定律和守恒量．诺特定理为物理学家研究未知事物提供了强有力的方法论工具，是物理学家探索自然的基本依据和出发点之一．由诺特定理推广，可以得到如下结论：如果运动定律在某一变换下具有不变性，必然有一相应的守恒定律．例如，有一保守的力学体系，其动力学方程可以用拉格朗日方程是 ， (a一1，2，…，S)来表示．其中，拉格朗日函数 ，是广义坐标 、广义速度 和时间 的函数．如果拉格朗日函数中不出现某一个广义坐标 ，则该坐标称为循环坐标(即具有坐标变换的不变性)，此时 ，拉格朗日方程变为 。由此得到广义动量 常数，即在坐标变换不变的情况下，力学体系的动量守恒．当为 直角坐标时，对应的 为线动量，“ 常数”表征了动量守恒定律；当为角坐标时，对应的为角动量，“ 常数”表征了角动量守恒定律．
一、以物质类别发展为方向
书写化学反应式首先解决的问题是生成物是什么？这就需要我们熟悉物质的变化规律。
在具体的化学反应中，根据相应情景及相关提示作出合理判断。
例1钠与水的反应方程式。
分析：反应物单质钠作为金属单质，可变化为金属氧化物、盐、碱。但在此体系，不可能出现酸根离子，生成盐的可能被排除。而钠的氧化物又与水发生反应，故生成物一定有氢氧化钠。
二、以化合价走势为线索
对于比较复杂的化学反应 ，物质类别发展只是一个方向，只能初步判断部分生成物，接下来就要通过元素化合价来分析其它的生成物。回到钠与水的反应，从化合价的变化来看，很明显单质钠的化合价升高，就意味着有其它元素的化合价要降低，分析水中的氢氧元素，能发生化合价降低的只有氢元素，即有氢气生成。并在此同时根据得失的电子总数相同即可对生成的氢气及单质钠进行配平。此步要求能熟练运用元素的化合价变化，找准相应的氧化剂和还原剂从而得出对应生成的物质或离子。多数元素的化合价变化不太复杂，要注意以下几种常见情况：
例2实验室有时也可以用高锰酸钾与盐酸反应来制取氯气。
分析：反应物中有K+、MnO4-、H+、Cl-。根据题意知氯元素的化合价升高，那么化合价降低的元素显然只有锰元素。由高锰酸根变化为锰离子，可得到：Cl-+MnO4-=Cl2+Mn2+，再利用得失的电子总数相同，得到：10Cl-+2MnO4-=5Cl2+2Mn2+
三、再以质量守恒及电荷守恒为准绳
经过前两步的梳理，化学反应式基本成形，此时还应注意反应体系的酸碱性，并通过电荷守恒定律及质量守恒定律进行最后的修订及完善。回到10Cl-+ 2MnO4- =5Cl2+2Mn2+，观察目前方程两边电荷情况，左边带12个单位的负电荷，右边带4个单位的正电荷，根据电荷守恒定律以及溶液酸碱性可得：16H++10Cl-+2MnO4-=5Cl2+2Mn2++H2O，再通过质量守恒定律即可得到：16H++10Cl-+2MnO4-=5Cl2+2Mn2++8H2O。对于电极反应式也可用同样的思路来解决问题。
例3酸性甲烷燃料电池的正、负极电极反应式。
分析：电池的正极反应物质是氧气，按正常思路O2变为 OH-，但该电池为酸性电池，只能生成H2O。按照化合价可知1摩尔O2得到4摩尔电子，第一步有：O2+4e-=H2O根据电荷守恒定律可知：反应物还有H+，第二步有：4H++O2+4e-=H2O第三步根据质量守恒定律有：4H++O2+4e-=2H2O。
二、基尔霍夫第一定律 汇于节点的各支路电流的代数和等于零，用公式表示为： ∑I=0 又被称作基尔霍夫电流定律（KCL）。基尔霍夫第一定律的理论基础是稳恒电流下的电荷守恒定律。应用时，若规定流出节点的电流为正，则流向节点的电流为负。由此列出的方程叫做节点电流方程。 假设A节点连接着4条支路，那么我们就可以把这四条支路的电流设出来，I1，I2，I3，I4。设流入为正，流出为负，那么总有：I1+I2+I3+I4=0。对于一个有n个节点的电路，可以列出n-1个独立的方程，组成基尔霍夫第一方程组。
对基尔霍夫电流定律的讨论
1、基尔霍夫电流定律是电荷守恒法则运用于集总电路的结果
电荷守恒的意思是：电荷既不能创生也不能消灭。对于集总电路中的任一节点，在某一时刻，流进该节点的电流代数和为Σi （t），即：dq / dt=Zi k（t）（其中q为节点处的电荷）。而节点只是理想导体的汇合点，不可能积累电荷，电荷既不能创生，也不能消灭，因而节点处的dq / dt必须为零，即得： Σi （t）=0（式中i （t）为流出或流人节点的第K条支路的电流，K为节点处的支路数）。
2、节点电流的线性相关与线性无关
当流过某一个节点的一组电流满足KCL方程时，这一组电流就是线性相关的，否则是线性无关的，
3、KCL的推广
KCL不仅对一个节点适用，它可推广到任意一部分电路上。假想将一部分电路用一闭合面围起来， 由于流人每一元件的电流等于流出该元件的电流，因此，每一元件存贮的净电荷也为零，所以整个闭合面内存贮的总净电荷为零。于是得KCL的另一种表述：流人或流出封闭面电流的代数和为零。同时说明，不论电路中的元件如何，只要是集总电路，KCL就总是成立的，即KCL与电路元件的性质无关。
三、基尔霍夫第二定律
沿任意回路环绕一周回到出发点，电动势的代数和等于回路各支路电阻（包括电源的内阻在内）和支路电流的乘积（即电压的代数和）。用公式表示为： ∑E=∑RI 又被称作基尔霍夫电压定律（KVL）。基尔霍夫第二定律的理论基础是稳恒电场条件下的电压环路定理，即：沿回路环绕一周回到出发点，电位降为零。电流及电动势的符号规则是：人已选定一绕行方向，电流方向与绕行方向相同时电动势符号为正，反之为负。由此列出的方程叫做回路电压方程。例如在一个简单的回路ABCD上有一个电源E，内阻为r，分别有R1，R2，R3三个电阻。选择绕行方向为顺时针，在这个简单的电路中只有一个回路，所以电流都是I。那么有： Ir+ I R1+ I R2+ I R3=E 其实在更为一般的电路中一个回路的各个边上的电流并不一定相等，但是仍然可以将各个边上的电流设出来（如果未知的话，可以计算出来的就不要设了，表示一下就可以。），用同样的方法进行计算。
基尔霍夫电路定律的应用
当电路中各电动势及电阻给定时，可任意标定电流方向，根据基尔霍夫方程组即可唯一的解出支路的电流值。基尔霍夫定律是电路计算的理论基础，根据基尔霍夫定律可以导出其他一些有用的定理：例如网孔电流定理，回路电流定理，节点电压定理等等，这些定理给电路计算带来了很大的方便，是电路分析和计算的有效工具。基尔霍夫定律在稳恒条件下是严格成立的，在准稳恒条件下，即整个电路的尺度远远小于电路工作频率下的电磁波长时，基尔霍夫定律也符合得很好。在交流电中，基尔霍夫定律和向量法、拉普拉斯变换（Laplace Transform）的结合使用，可以让交流电路如同稳恒电路一样大大简化。
1、基尔霍夫电压定律是能量守恒法则运用于电路的结果
能量守恒的意思是：若在某时间内的电路中某些元件得到的能量有所增加，则它的另一些元件的 能量必须有所减少，一定保持能量的收支平衡。这一情况对电压间的关系有很大的影响。如知，沿这三个回路各支路的电压降的代数和为零。同理，对任一集总电路，若元件有K个，得：对于任一集总电路中的任一回路，在任一时刻，沿着该回路的所有支路电压降的代数和为零，即：ΣUk=0，这就是 KVL。
四、总结
对于 KCL ：
1、是守恒律的体现，守恒量是电荷，电流是电荷的运动形成的，KCL正好体现了这一无法证明的守恒定律；
2、 无论是抽象出来的电路结点甚至凭空想象的包围曲面，流入量等于流出量，不是平衡是什么？ 而且是一种动态平衡（active balance）否则结点内或者曲面内有电荷源，这个是不可能的；
3、 不妨将电流看作矢量，将一个结点或者一个想象的曲面都看作是一个曲面S包围着结点（ 1个或者多个），这个是电流"矢量"关于这个曲面 S的通量，表示了穿入和穿出闭合曲面S 的代数和，如果 0 ，表示曲面内有通量源，
4、 所以，基尔霍夫电流定律突出了一个连续性，电流值之连续性，如同在小河中矗立一块巨石，石将水分为二股，而水过石后合二为一，水流和水量都不变，也体现了 连续性，其实有着深刻的哲学思想
5、也是集总元件的特性的体现
对于 KVL ：
1、 体现了电压与路径无关；
高中化学作为一种实验探究性学科，近些年在高考中，有关守恒的知识点考查的较多，这种题型考查的知识点比较灵活，能全面考查学生的基础知识和实验基本技能及知识的迁移能力等化学素养，一般来说，考题难度系数较大.本文中，笔者结合自身教学的经验并对近几年全国卷及各省高考理综化学试题进行了分析，提出了一些守恒问题的解题策略，希望能对学生的学习起到一定的促进作用.
一、有关电荷守恒的问题解析方法
针对高中化学试题中出现的电荷守恒就是在相关的化学反应中物质的电荷不会消失也不会创造，也就是说物质在发生化学反应前后所拥有的电荷数是相同的，电荷的代数和没有发生任何的异常变化.在电解质溶液中所包含的阴阳离子所具有的的正负电荷是相等的，使得电解质溶液永远出现的都是电中性.
经典案例1 已知2Fe2++Br22Fe3++2Br-，如果往100 mL的FeBr2溶液中通入3.36 L标准状况下Cl2，在充分发生化学反应后，测量出溶液中Cl-和Br-的物质的量浓度相同，试求原FeBr2溶液中物质量浓度？
试题解析 在解体之前，学生要认真的阅读试题，找出题干中给出的已知量和未知量，并找到二者之间的关联性，然后推断出：还原性Fe2+>Br-，因此通入Cl2后Fe2+发生化学反应后，被全部氧化为Fe3+.要想解决问题，还需要搞清楚在反应后的溶液中到底剩下那里物质，依据题干可知反应后的溶液中包含的是Fe3+、Cl-、Br-，并且测量出的溶液中Cl-和Br-的物质的量浓度相同，那么
二、有关电子守恒的问题解析方法
在高中化学教学中，一些化学反应遵守了电子守恒定律，如果能在试题解答中灵活的运用这一定律势必会简化解题过程，提升解题效率.高中化学反应中所探究的电子守恒一般指的是在氧化还原反应中氧化剂总共得到的电子数和还原剂失去的总的电子数是一样多的，在总量上是相同的，利用这一规律就可以解决氧化还原反应中的许多问题了.
经典案例2 在一个实验中，选取质量为38.4 mg的铜与一定质量的浓硝酸发生反应，其中在此次化学反应中，铜全部被消耗，并且得到最后的有效气体总量为22.4 mL，请问在反应中一共消耗HNO3物质的量是多少？
试题解析 从问题中给出的已知条件，按照化学思维解答方式，就可以巧妙的运用原子守恒的相关知识点来进行解答.此道化学问题，需要解答的是在整个化学反应中消耗HNO3的质量，那么就需要依据化学反应原理，依据生成物为：Cu（NO3）2和NO2或NO.那就就可以轻松的解答问题了.HNO3与Cu发生反应其中起到了酸的作用，生成了Cu（NO3）2，那么就可以推断出硝酸的耗量=2n（Cu）=0.6 mol×2=1.2×10-3mol；而HNO3起到了氧化的作用，生成22.4 mL的气体，那么以此也可以断定是HNO3的还原产物，且有HNO3～NO，HNO3～NO2，为此得出：发生氧化作用的HNO3是1×10-3mol，那么消耗HNO3的物质的量为1.2×10-3mol+1×10-3mol=2.2×10-3mol.
三、有关质量守恒的问题解析方法
质量守恒定律是高中化学守恒知识点的较为常用的定律，就是指在整个化学反应前后，质量没有发生变化，即没有增多也没有减少.关于高中化学解题中牵扯到的质量守恒，主要有两种类型：其一就是在系列反应中某原子个数或物质的量不变.
经典案例3 已知两种物质Q与R，它们的摩尔质量比是9∶22，在参与一个化学反应式为X+2Y=2Q+R的化学反应中，已知当1.6 g的X与Y发生反应后，就会产生有R为4.4 g，求反应式Y与Q的质量比 （ ）.
化学学科思想是人们在认识、学习和应用化学解决问题的过程中形成的思维方式和思想意识，是对化学的本质、特征和学科价值的认识，也是工业技术的一大挑战。本文拟浅析以下三种常见的学科思想在化学教学中的应用。
一、守恒的思想方法：
守恒思想是任何变化或相互作用过程中永恒的主题，它为我们利用“质量守恒、能量守恒”等诸多关系解决化学学习中一系列问题带来了便利，学生若能在学习过程中掌握并合理的应用守恒关系，则能避繁就简，事半功倍[1]。
中学化学的化学基本定律之一是质量守恒定律，即化学反应只是原子的重新排列组合， 而元素的种类和原子的数目均未改变。按照这一定律的基本思想，我们推出了一系列的守恒关系：
1.能量守恒。能量本身既不能创生，也不能消失，只是从一种形式转化为另一种形式，这一守恒在热化学方程式中应用最为广泛，根据此守恒还可以利用盖斯定律对无法直接测定的能量进行计算。
2.电子守恒。在氧化还原反应过程中，有的微粒失(偏离)电子，有的微粒得(偏向)电子，从而有了电子的转移。利用这一守恒，可以解决诸如确定分子式或计算转移电子数等问题。
3.电荷守恒。在溶液中，各离子浓度可能不同，每个离子所带电荷也可能不同，但是同一溶液中，所有阳离子所带正电荷总量等于所有阴离子所带负电荷总量，根据这一守恒可以解决诸如离子浓度的计算或离子浓度大小比较等问题。
4.物料守恒。“任一化学反应前后原子种类和数量分别保持不变”，物料守恒通常应用于溶液中，溶液中某一组分的原始浓度等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。物料守恒与电荷守恒相结合可以得出质子守恒，在解决溶液中的各类离子浓度问题时，这三大守恒相结合，可以起到事半功倍，化繁为简的效果。
二、动态平衡的思想方法
动态平衡的一般原理是：在某一体系中当两种相对立的变化同时以相同的速率进行时，该混和体系中各成份的浓度、百分含量保持不变时，此体系就达到平衡状态。比如：化学平衡中，当V正=V逆≠0时，即达到平衡状态;电离平衡中，当V电离=V结合≠0时，即达到平衡状态等。
在温度一定时，各种平衡的常数保持不变，如果改变影响平衡体系的一个条件，如浓度、温度、压强等，使V正≠V逆，则平衡必定向减弱这种改变的方向移动，这个原理称为勒沙特列原理，该原理适用于化学中的一切平衡，如化学平衡、电离平衡、水解平衡等，比如升高温度，上述四种平衡均会向吸热方向移动。事实上，勒沙特列原理是哲学中对立统一思想在动态平衡体系中的真实反映，是自然辩证法在自然科学领域的具体化，可广泛应用于宇宙间的一切平衡体系。不管是化学、物理学、生物学还是社会学，无一不遵从“泛化的勒沙特列原理”——承受外加限制条件的系统具有反抗外加限制条件改变的能力。
三、绿色化学的思想方法
“绿色化学”最早由美国化学会(ACS)提出，其核心是可简单概括为：①杜绝污染源 ②原子经济性。
如何面对绿色化学新概念、新思想、新要求，把绿色化学教育贯穿于中学化学教学的全过程之中，是一个新的研究课题。现结合自己的教学体会，就此问题进行粗浅的探讨：
1.注重思想引导，树立绿色化学的思想。在实施环境教育过程中，一方面要向学生阐明绿色化学的观点、要求，使他们树立起预防污染、保证人类生存质量的责任感;另一方面，结合绿色化学要求，教给学生防治污染的重要方法——减量、减废、回收、再生和拒用等。
2.绿色化学对化工生产、化学实验提出的新要求，将对学生进行创造性教育起到积极的作用。首先，“减量、减废”的实验要求，可促使学生对传统化学实验进行改革，培养学生的创造能力;其次，“省资源、零污染”的化工生产要求，可鼓励学生对化学课本中的化工生产工艺流程进行质疑，培养学生的创造性思维。例： (1)开发绿色实验。如实验室用H2O2分解制O2代替KClO3分解法，实现了原料和反应过程的绿色化。
(2)防止实验过程中尾气、废物等环境的污染，实验中有危害性气体产生时要加强尾气吸收，对实验产物尽可能再利用等。
(3)对于危险或反映条件苛刻，污染严重或仪器、试剂价格昂贵的实验，可采用计算机模拟化学实验或观看实验录像等办法[3]。
关键词： 离子浓度大小 判断方法 单一溶液 混合溶液
离子浓度大小的判断是考查弱酸、弱碱的电离，弱酸盐、弱碱盐的水解，以及电离与水解关系的相关知识。它是高考中的重点、热点，也是一个难点，学生掌握起来非常困难。如何才能由难变易？它看似复杂，其实也有规律可循，只要按一定的方法步骤去判断，问题就由难变易，迎刃而解了。下面是我在化学教学中总结出的判断方法，介绍给大家，以供参考。
一、单一溶液
单一溶液中离子浓度大小的判断相对简单，它的判断方法有以下三步。
1.写出溶液中存在的所有电离、水解方程式。
2.联想规律。
（1）不管是弱酸根或弱碱根离子的水解，还是弱电解质的电离，一般来说，其程度都是很小的，绝大部分还是以原来的形式存在。
（2）多元弱酸的电离，弱酸根离子的水解都是分级进行的，且一级大小二级，二级大于三级。
（3）一般酸式根离子的水解大于电离，如：HCO、HS。但HSO、HPO例外，它们是电离大于水解。
（4）在选项中有“+、－、＝”出现时，要注意三个守恒：
①电荷守恒：
即溶液中所有阳离子所带的正电荷之和等于所有阴离子所带负电荷之和。
其特征是：等式两边一边正来一边负，系数等于电荷数。
②物料守恒（原子守恒）
指某些特征性的原子在电离，水解前后守恒。如：NaCO溶液中CO的变化，但碳原子始终守恒。
③质子守恒：
即溶液中，分子或离子得到与失去质子（H）的物质的量相等。
其特征是：等式或不等式的某一边其粒子中均含有氢元素。
但要注意：质子守恒一般只适用于单一溶液。
3.根据水解、电离的不同程度进行判断。
例1.在0.1mol/L NaCO溶液中，下列关系式正确的是（ ）。
A.c（Na）＝2c（CO）
B.c（OH）＝c（H）+c（HCO）+c（HCO）
C.c（HCO）＞c（HCO）
D.c（Na）＜c（CO）+c（HCO）
解析：在NaCO溶液中，存在如下电离、水解方程式：
NaCO=2Na+CO，CO+HO=HCO+OH（一级），HCO+HO=HCO+OH（二级），HO=H+OH。CO的水解是微弱的，且一级水解远远大于二级水解。所以，c（Na）＞c（CO）＞c（OH）＞c（HCO）＞c（H），c（HCO）＞c（HCO）；由于选项A、B、D中都存在“+、＝”号，所以应考虑守恒关系。由电荷守恒得：c（Na）+c（H）=2c（CO）+c（HCO）+c（OH），又由于该溶液显碱性，得c（OH）>c（H），故D选项错。由物料守恒（C原子守恒）得:c（Na）＝2［c（CO）+c（HCO）+c（HCO）］，故A选项错。在溶液中HO失去质子后变成OH，CO得到质子后变成HCO、HCO。由质子守恒得：c（OH）=c（H）+c（HCO）+2c（HCO），由此可知B选项错。答案：C。
例2.在0.1mol/L NaHCO的溶液中，下列关系正确的是（ ）。
A.c（Na）＞c（HCO）＞c（CO）＞c（H）＞c（OH）
B.c（Na）＝c（CO）+c（HCO）+c（HCO）
C.c（Na）+c（H）＝c（HCO）+c（CO）+c（OH）
D.c（CO）+c（HCO）+c（HCO）＝0.1mol/L
解析：在NaHCO的溶液中，存在如下电离、水解方程式：
NaHCO=Na+HCO，HCO=H+CO，HCO+HO=HCO+OH，HO=H+OH。一般来说，弱酸酸式根离子的水解程度大于电离，HCO的水解程度比电离程度要大。所以，c（H）＜c（OH）溶液显碱性，且c（Na）＞c（HCO）＞c（OH）＞c（H）＞c（CO），故A错；由电荷守恒得：c（Na）+c（H）＝c（OH）+c（HCO）+2c（CO），故C错；由物料守恒（C原子守恒）得：c（Na）=c（HCO）+c（CO）+c（HCO）＝0.1mol/L，故B、D正确。
例3.在0.1mol/L NaHPO溶液中，下列关系式正确的是（ ）
A.c（H）＝c（OH）+c（HPO）+2c（PO）
B.c（Na）＝c（HPO）+c（HPO）+c（PO）+c（HPO）
C.c（Na）＞c（HPO）+2c（HPO）+3c（PO）
D.c（Na）+c（H）＝c（OH）+c（HPO）+2c（HPO）+3c（PO）
解析：在NaHPO溶液中，存在如下电离、水解方程式：NaHPO=Na+HPO，HPO=H+HPO（二级电离），HPO=H+PO（三级电离），HPO+HO=HPO+OH（三级水解），HO=H+OH。由于HSO、HPO的酸性较强，HSO、HPO的电离大于水解，溶液显酸性c（H）＞c（OH），又由于HPO的三级电离远远小于二级电离，且比三级水解都小。所以，c（Na）＞c（HPO）＞c（H）＞c（HPO）＞c（OH）＞c（PO）；由电荷守恒得：c（Na）+c（H）＝C（OH）+c（HPO）+2c（HPO）+3c（PO），故C错、D正确；又由物料守恒得：c（Na）＝c（HPO）+c（HPO）+c（PO）+c（HPO）。故B正确；由质子守恒得：c（OH）+c（HPO）+2c（PO）＝c（H）+c（HPO），由此可知A错。答案：B、D。
二、混合溶液
混合溶液的判断方法与单一溶液相似，但还要注意“三看”：一是看混合物的组成；二看混合物是否发生反应；三是看反应物能否恰好完全反应。如能，则只以生成物来考查；如不能，则将生成物和剩余物同时进行考查。同一弱酸和弱酸盐混合溶液，以及同一弱碱和弱碱盐混合溶液中，一般来说是弱酸（弱碱）的电离大于弱酸根（弱碱根）离子的水解。但有例外的三对极弱酸和极弱酸盐的混合物：HCN与NaCN、 与 、Al（OH）与NaAlO。
例4.把0.2mol/L CHCOOH溶液和0.1mol/L NaOH溶液以等体积混合，则混合液中粒子浓度关系正确的是（ ）。
①c（CHCOO）＞c（Na）
②c（CHCOOH）＞c（CHCOO）
③c（Na）－c（OH）＝c（CHCOO）-c（H）
④c（CHCOOH）+c（CHCOO）＝0.1mol/L
A.只有①④ B.只有③④ C.只有①③④ D.全部正确
解析：CHCOOH溶液与NaOH溶液混合能反应生成CHCOONa和HO，且CHCOOH过量，反应后c（CHCOOH）＝0.05mol/L，c（CHCOONa）＝0.05mol/L。在此溶液中存在的电离、水解方程式有：CHCOONa=CHCOO+Na，CHCOOH=CHCOO+H，CHCOO+HO=CHCOOH+OH，HO=H+OH。由于CHCOOH的电离程度大于CHCOONa的水解程度。所以，c（CH3COO）＞c（Na）＞c（CHCOOH）＞c（H）＞c（OH）；由电荷守恒得：c（Na）+c（H）＝c（OH）+c（CHCOO）；又由物料守恒（C原子守恒）得：c（CHCOOH）+c（CHCOO）＝2c（Na）＝0.1mol/L。答案：C。
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例5.将0.2mol/L CHCOOK与0.1mol/LHCl等体积混合后，溶液中下列微粒的物质的量浓度关系正确的是（ ）
A.c（CHCOO）＝c（Cl）＝c（H）＞c（CHCOOH）
B.c（CHCOO）＝c（Cl）＞c（CHCOOH）＞c（H）
C.c（CHCOO）＞c（Cl）＞c（H）＞c（CHCOOH）
D.c（CHCOO）＞c（Cl）＞c（CHCOOH）＞c（H）
解析：在混合溶液中：CHCOOK+HC1=CHCOOH+KCl，但CHCOOK过量，反应后c（CHCOOK）＝0.05mol/L，c（CHCOOH）＝0.05mol/L，c（KCl）＝0.05mol/L。在此溶液中存在的电离、水解方程式有：CHCOOK=K+CHCOO，CHCOOH=CHCOO+H，CHCOO+HO=CHCOOH+OH，HO=H+OH。c（K）＝0.1mol/L，c（Cl）＝0.05mol/L。一般来说，弱酸（弱碱）的电离程度大于该弱酸根（弱碱根）离子的水解。在此溶液中，电离消耗的CHCOOH比水解生成的CHCOOH要多。所以，c（CHCOOH）＜0.05mol/L；而生成的CHCOO比水解消耗的CHCOO多。所以，c（CHCOO）＞0.05mol/L，且c（H）＞c（OH）。C（K）＞c（CHCOO）＞c（C1）＞c（CHCOOH）＞c（H）＞c（OH），故A、B、C错。D正确。
例6.将0.2mol/L的HCN与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合，已知溶液中c（Na）＞c（CN）。用“＞、＜或＝”填空。
①c（OH）?摇?摇c（H）， ②c（HCN）?摇?摇c（CN）， ③c（HCN）+c（CN）?摇?摇0.1mol/L。
解析：在混合溶液中，HCN+NaOH=NaCN+HO，由于HCN过量，反应后溶液中，C（HCN）＝0.05mol/L，C（NaCN）＝0.05mol/L。溶液中存在的电离、水解方程式有：NaCN=Na+CN，HCN=H+CN，CN+HO=HCN+OH，HO=H+OH。已知c（Na）＞c（CN），说明CN的水解大于HCN的电离，水解生成的HCN大于电离消耗的HCN，c（HCN）＞0.05mol/L，c（CN）＜0.05mol/L。故c（HCN）＞c（Na）＞c（CN）＞c（OH）＞c（H）。由电荷守恒得：c（Na）+c（H）＝c（OH）+c（CN）。物料守恒得：c（HCN）+c（CN）＝0.1mol/L。
最常用的教学工具为教材，将教材中的教学素材应用到教学中利于学生对知识的理解。笔者以动量守恒定律一章为例分析:本章包括“实验探究碰撞中的不变量”、“动量守恒定律(一)”、“动量守恒定律(二)”、“碰撞”、“反冲运动火箭”、“用动量概念表示牛顿的第二定律”共6节内容组成。学习第1节之前，学生对动量的概念没有清楚的认识，伊始文中指出:“碰撞是自然界中常见的现象。两节火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接，台球由于碰撞而改变运动状态，微观粒子之间……”其中，台球是学生在生活中所熟识的一种运动，将教材球碰撞的频闪照片素材作为教学实例讲解，通过对台球运动过程的描述讲解碰撞的细节，易于学生对动量有一个初步的认识和理解。学习第2节时，有一个关于系统的概念描述:“我们说这两个(或多个)物体组成了一个力学系统。实际上过去我们也曾涉及系统的问题。例如，重力势能属于地面附近的物体与地球组成的系统;轻质弹簧产生的弹性势能属于它所连接的两个物体。”［3］此处，先定义了碰撞中的力学系统，再提到过去涉及过的系统问题，旧知识中“系统”概念的认识利于新知识中“系统”概念的理解，新知识中“系统”概念的定义利于旧知识中“系统”概念的巩固，达到明确新知识并巩固旧知识的目的。第3节中，首先通过实例用牛顿运动定律推导出动量守恒定律，将牛顿运动定律与动量守恒定律紧密结合起来，用已掌握的物理知识推导出新知识;其次通过比较动量守恒定律和牛顿运动定律的适用范围，提出相互之间的不可替代性。在这个过程中，学生已掌握的物理知识对新知识学习有指导作用，将前后知识对比让学生对知识的理解更加深刻。第4节中，从理论上讨论了第1节开始的实验。在此，学生通过科学理论与实验的联系，对学习方法和迁移的思想有了新的体验。学习第5节之前，学生对于火箭的概念没有清楚的认识，开始文中举出许多关于反冲运动的例子，此时，将学生熟识的“放手后观察气球的运动”实验为例，讲解放手后气球反冲的过程，为学生对火箭的反冲运动理解做准备。学习第6节之前，学生已基本学完关于动量定律的相关内容。用动量概念表示牛顿第二定律的课题，是对动量定律应用的一种拓展，充分体现了新知识对旧知识的反馈。因此，学生在更清楚地理解动量定律的同时，更透彻地理解了牛顿第二定律。上述分析表明，在“动量守恒定律”一章的教学中，合理利用教材中的素材体现了一种知识对另一种知识的积极影响，表明知识的迁移是物理教学中普遍存在的现象，说明迁移对物理知识学习的积极作用。在此，笔者通过不同知识对物理新知识学习的影响，用实例分析物理教学中的迁移。
二、物理教学中的迁移
迁移是一种学习对另一种学习的影响［1］。善于发现已习得的知识与新知识之间的共同要素，运用到新知识的理解中利于学生对新旧知识的理解、思想方法的掌握［4］。笔者主要通过物理知识、数学思想、生活经验及“为迁移而教”的思想对物理新知识学习的作用阐述物理教学中迁移方法的运用。
(一)物理知识对物理新知识学习的影响
众所周知，知识本身是相互联系相互影响的，所以在学习新知识之前，对前面知识的合理应用可以帮助新知识的理解和学习。在物理教学中，物理知识对物理新知识学习的影响，就是将学生已掌握的物理知识迁移到物理新知识的学习和理解中［5］。笔者以“电场强度”的概念教学为例:(1)教材中用试探电荷的实验来说明“电场强度”的定义［6］，用抽象的概念“试探电荷”对抽象的概念“电场强度”解释，学生理解起来较困难。(2)学习“电场强度”的概念之前，学生已熟知地球存在着万有引力，即重力场，利用重力场和电场性质方面的相似性，引导学生理解电场的概念。(3)举例分析:在地球表面同一处放置不同质量的物体，重力与质量之比为恒值g;再将质量同为m的两个物体放在距地面不同高度的地方，重力与质量之比为恒值g。由此得出结论:物体的质量与所受重力的大小成正比，重力与质量之比为恒值g。将重力场的实验方法类比到电场强度概念的理解中:通过实验将电荷量不同的检验电荷q和2q放在电场中的同一位置，得出电场力与电荷之比是个定值E;再将电荷量同为q的两个检验电荷放在电场中不同位置，所受到的电场力的大小不同，电场力与电荷之比也不同。可以得出结论:电荷量与电场力成正比，在电场的不同位置电场力与电荷的比值大小不同。上述分析表明，将重力场知识迁移到学习“电场强度”概念教学中，是对抽象的或难以理解的概念和问题理解的简化，同时对新知识的掌握和旧知识巩固有积极的作用。又如，在“磁场强度”的学习过程中，可以将这三种知识再作对比，用已学到的重力场及电场强度知识迁移到学习磁场强度中来，加深理解。
(二)数学思想对物理新知识学习的影响
数学和物理有着密不可分的关系，在物理教学中，恰当地利用数学的思想和方法，对解决物理问题提供了很好的策略［3］。笔者以人民教育出版社物理•选修3－5第十六章动量守恒定律第4节碰撞中的思考与讨论［3］为例:(1)此题属于非对心碰撞问题。题为一个运动的球和一个静止的球碰撞，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线。(2)将物理问题转化为数学问题。由动量守恒定律可知，碰撞前后的动量是守恒的，即矢量和的大小和方向相同。利用几何知识中的平行四边形法则来解决这个问题，简化了问题的难度。(3)实际分析:由于碰撞前动量总和的大小为mv1，记作P，方向水平向右，碰撞后B球的动量大小为mv2，记作P2，A球的动量大小记作P1，方向如图1所示，由于数学中的平行四边形法则可以大致画出碰撞后A球的速度。上述分析表明，物理教学中运用数学思想方法解题可以简化计算过程，简化物理问题。除此之外，数学推导可促进物理规律的建立，数学图像可以很直观地表达物理模型，正交分解法在物理解题中起到至关重要的作用等。
(三)生活经验对物理新知识学习的影响
物理源于生活，生活体现着物理规律，在教学中适当地将学生熟识的生活经验和常识运用到物理知识的讲解中，有助于学生对物理知识的理解［7］。笔者以“功率”的理解教学为例:(1)功率的概念理解较为抽象。(2)讲解“功率”时，教师可以用学生已有的生活常识为例进行类比讲解功率的概念。(3)举例讲解:首先给出做功的情况:有100kg重物要从一楼搬到五楼，如果一个小孩搬运需要60分钟，一个成人搬运需要20分钟，试比较小孩与成人做功的不同。由此有必要引出一个做功快慢的物理量，给这个物理量一个定义的方法。此时可以利用学生的实际生活做例子:从学校回家走路和骑自行车的快慢方法进行类比，相同距离，比较不同运动方法所用的时间;相同时间，比较不同运动形式运动的距离;当距离、时间都不同时，比较单位时间的运动距离。很快就会得出比较做功快慢用到的方法:两个物体做功相同，比较所用时间;两个物体用相同的时间，比较所做的功;当功、时间都不同时，比较单位时间的功，得出功率的定义。上述分析表明，将学生日常生活的实际知识和经验运用到物理教学中，不仅让学生理解了功率的概念、学会了比较做功快慢的方法，而且让学生懂得将生活实际和物理知识相互迁移的思想方法，提高了教学效率。(四)为迁移而教的思想对物理新知识学习的影响物理教学中的迁移不仅包括知识的迁移，还有迁移思想方法的授受。教育界提出“为迁移而教”的口号意在让教学以学生为主体，让学生形成自主学习的能力，最终达到不教的目的［8］－［9］。例如，人教版必修2第七章机械能守恒定律第一节追寻守恒量———能量，其中有一段材料:诺贝尔物理学奖获得者费恩曼曾说:“有一个事实，如果你愿意，也可以说是一条定律，支配这至今所知的一切自然现象……这条规律称作能量守恒定律。它指出:有某一个量，我们把它称为能量，在自然界经历的多种多样的变化中它不变化。那是一个最抽象的概念……”［3］费恩曼所说的就是自然界能量的守恒原理。它的应用领域极其广泛:从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体，小到原子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律。人类对各种能量，如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用，都是通过能量转化来实现的。在物理学中:保守力学系统、热力学系统、核力学系统等都体现了能量守恒。综上所述，将费恩曼关于能量的观点延伸到各个学科乃至生活中，由此及彼，触类旁通。因此，在教学中教师应不拘泥于某种教学形式或方法，勿以为教学而教学，而是注重知识间的相互联系和影响，教师在课堂内外都应注意培养学生的学习迁移意识，结合具体的教学内容的特点和具体教学对象的特点，灵活地创设教育情境并利用教育契机去引导学生积极地思考。
三、物理教学中的迁移对教学的启示
物理教学中知识的迁移是普遍存在的，不同知识之间是可以相互迁移的。物理教学中的迁移对教学有以下几点启示。
(一)迁移方法的多样性转变教师“为教物理而教”的思想
在物理教学中除了用物理方法解决物理问题，还可以有更多的方法和捷径解决物理问题。以平抛运动中的典型例题为例:如图2所示，在倾角为θ的斜面上以速度v0水平抛出一个小球，该斜面足够长，则从抛出开始计时，经过多长时间小球离开斜面的距离达到最大，最大距离为多少?传统解法:将平抛运动分解为沿斜面向下和垂直斜面向上的分运动，取沿斜面向下为x轴的正方向，垂直斜面向上为y轴的正方向，如图2所示，在y轴上，当vy=0时，小球在y轴上运动到最高点，即小球离开斜面的距离达到最大，它所用的时间就是小球从抛出开始，运动到离开斜面最大距离的时间。利用数学方法简单求解:小球在抛出过程中，曲线为一个圆弧状，当曲线的某一点到斜面的距离最大时，由数学知识可知，这一点的切线与斜面平行，如图3所示v的方向，此时小球离开斜面的距离达到最大。因此，求解极为简单，由数学中的几何关系可知，v0与v的夹角为θ，由数学知识得:tanθ=v1/v0，由物理关系知:v1=gt两式联立即可得出小球从抛出运动到离开斜面最大距离的时间。综上所述，在物理知识的教学过程中教师应灵活运用不同的教学方法，利用所有利于教学的有效方法和策略来教学，只要有理、适合的方法都可以用于物理教学中，达到物理三维教学目标。
(二)知识迁移的创新教学有利于提升教师的综合素质
中国台湾中原大学张世忠教授曾说过:课程的改革，核心精神是教师的创新教学，要培养有创意的学生，必先需要有创意的教师，创意的教师必须不断地学习和自我成长，教材的组织和编排，教学技术的灵活运用，教学情境的妥善布置等都必须要有创新的思维和策略。可见，这就要求教师具有举一反三、将知识融会贯通的能力，在教学中善于灵活把握学科内外知识之间的联系，让物理课堂生动起来。例如，自然界万物是能量守恒的，这个结论在任何学科和领域都是适用的。生物学中食物链能量是逐级递减的，但能量的总和是守恒的。物理学科也不例外，不管系统的能量如何转化，能量的总和是守恒的。比如，摆球的能量守恒。上例是对知识的灵活迁移，物理学科与其他学科内外的知识都有着密不可分的关系。这就要求教师除了具备专业知识的同时，还应不断地学习和自我提升。这是对教师专业素养的一种锻炼，也是对教师专业发展和迈向研究型教师的促进。
(三)知识迁移的先后顺序对教材编排的要求
迁移，是一种知识对另一种知识的影响，即需在掌握一种知识的基础上，才能对另一种知识产生影响，这就要求教材需要符合知识的顺序性和学生的发展性。第一，物理与数学知识教学顺序的完美结合。教材在修订过程中应考虑到学科之间的相互影响，在有些物理知识规律讲解中需要数学知识作为支撑的时候，此时学生应该已具备这种知识。例如，在学习运动力学之前，学生需要有关于速度、路程和时间的概念的知识做铺垫;讨论物理公式中各个量的关系的时候，需要函数的性质的知识做基础等。第二，注意教材编排逻辑顺序符合学生年龄及认知特征。教材编排应考虑学生的年龄及认知特征，这样才符合学生智力水平的发展。
(四)知识的迁移强调教师运用现代知识的教学创新
台湾中原大学张世忠教授说过:教师凭借过去所学，教现在学生，去适应未来的社会。因此，教师应不断关注科技和事实知识，教学中的实例应该是在贴近学生生活的基础上符合社会发展和时代感的例子，不能将20世纪50年代的例子用到教育90年代的学生身上让他们从中体会生活中的物理，这样太强的时代感学生无法理解，给教学形成阻碍。
(五)知识迁移的讨论是研究构建完美课堂的基础
关键词：物理学 电磁力学 电磁动量 宇航动力
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）04（b）-0159-02
众所周知，物理学是以实验为基础的一门科学，其崇尚理性并非常注重逻辑推理。因为自然界不会主动告诉我们其本质规律与内在联系，因此，这门科学也充满了想象力，需要我们不断去洞察和思考。实践证明，通过物理学的研究，所发现和形成的基本概念、基本理论、实验方法、精密测试技术等，如今已被其他学科广泛得以推广应用，发挥着巨大的价值。其不仅使人类更加理性地认识我们生活的物质世界，推动了科学技术的革命与创新，同时对于人类物质世界的繁荣以及人类社会的文明与进步，也起到了十分重要的推动和促进作用。
电磁作为特殊物质之一，其与其他物质同样存有能量，且可以与其他物质实现能量的转换，符合能量与动量守恒规律，本文重点对这一内容进行了探讨研究，即主要通过电磁与带电系统之间发生相互作用，以及电磁能量与系统机械能的相互转换作用，有效证明电磁动量能够转化成带电体系统冲量，例如火箭的反冲过程，并且提出了该理论在航天航空、宇航动力学上的实用价值。
1 通过带电系统与电磁波组成体系模型，验证系统的总动量守恒规律
物质系统与电磁波之间的相互作用，大致可以归纳为如下四个类型。
1.1 光电效应
主要指光子与束缚电子之间发生作用，其中金属中的束缚电子完全吸收了光子的hv，让e成为一个自由电子从金属表面得以逸出。由于e吸收了光子的全部能量从金属表面脱离出来，因此能量是守恒的，系统的总动量也是守恒的。
1.2 康普顿效应
其大致相当于是光子与自由电子之间发生作用，此时自由电子只吸收了光子能量中的一部分，就是光子能量失去的这部分，使飞行方向发生了偏转。在康普顿效应中，e与光子弹性碰撞，因此能量与动量是守恒的。
如果光子与外层电子发生碰撞时，其中光子的部分能量会传递给了电子，此时散射光子的能量会减少，导致散射光波长比入射光波长大，而反冲电子动能与光子能量之差相等。由此可证，微观粒子在发生相互作用时，是遵循动量、能量守恒定律的。
通过观察我们发生，反冲电子受到的冲量（力）为光子传递（光量子）动量，这时的作用力与牛顿第三定律并不相符。
1.3 黑体辐射
光子能够被物质发射或者吸收，在此过程中，是遵守动量、能量守恒定律的。
1.4 电磁感应
带电系统与电磁波共同组成了电磁体系，带电系统与电磁波能够进行能量和动量的交换，在单位时间内如果带电系统动量增加，则与电磁波动量输入相等。电磁波能量由发信天线辐射而出，之后沿着各个方向向前进行传播。如果在交变电磁波中置入一条导线，因磁力线会对导线进行切割，会在导线两端激励产生交变电压，即电动势，它的频率和发信频率是相同的。当导线处于闭合状态时，会产生感应电流。流入带电系统的电磁动量之于带电系统所作的功率可用公式表示为：
以下针对我们针对电磁波与带电系统的相互作用，通过动力学方法进行探索分析。换句话说，即研究电磁波之于带电系统在宏观运动时的受力情况，其中的关键是对电磁能量、动量传递的研究。电磁波之于带电系统的作用遵守能量、动量守恒规律，此时的带电系统所受冲量（力）为电磁波传递动量，然而带电系统中电子所受作用力与牛顿第三定律并不相符。
2 电磁能量的传播
通过麦克斯韦方程组可以表明：电场变化会使其周围空间有磁场产生，该磁场会环绕变化电场进行闭合，而磁场变化同样会使其周围空间有电场产生，该电场同样会环绕变化磁场进行闭合。因此，交变电场与交变磁场之间就会形成一个互相耦连的、不间断的、旋涡状的电磁场整体。当该电磁场由空间的某一点开始后，即会逐点相邻地按照恒定速度C向外进行传播。如此传播下去就会形成电磁波。对于已经发射出去的电磁波来说，就是在激发场源消失的情况下，其仍会继续存在和向前进行传播。因此，电磁能够与电荷和电流相脱离，单独存在的，通常按照波形进行运动。电磁能量在电磁场里是以体能密度来定域的。电磁场在空间里按照确定的速度进行传播。有实验可证，当观测点处于发射源较远距离时，需要经常一段时间，观测点才能收到场源发射过来的电磁波信号，这就表明电磁波传播是要经常一定时间才能完成的；电磁波是有能量的。电动力学研究表明，平面正弦电磁波能量的传播速度也即电磁波（相位）的传播速度（大小和方向）。可见，在单位时间内流过垂直于传播方向单位面积的能量应该是：
当电磁波传播的同时，电磁能量也随之进行传播。某一空间点上电磁场的能量密度（单位体积内电磁场的能量）应该是：电磁波的能流密度矢量。
大小―― 在单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的能量；方向―― 电磁波的传播方向。
针对电磁场而言，我们从力、能角度探讨研究，可以分别得到两个物理量（表征电磁场性质），应当从能量角度揭示出物理现象的本质：例如，在电场中电势能与重力势能、粒子动能之间的转换，电路中电能、化学能、内能之间的转换，磁现象电本质其实就是运动电子所产生的磁场，而电磁感应现象的本质就是能量转化和能量守恒，麦克斯韦电磁场理论就是以能量转化和能量守恒为本质依据的，电磁波传播的本质就是传播能量与动量，电磁振荡的本质就是电场能和磁场能之间的相互转化和能量守恒，以上表明电磁波不仅传播能量，同时还传播动量，以下探讨电磁波的传播动量问题。
3 电磁波之于带电系统的作用
该式也表明了系统中的电子所受作用力的原因，其与牛顿第三定律并不相符，具体表现在带电系统之于电磁波能量和动量的接受（感应电流）。我们若应用该作用力让系统在外太空做定向运动，就能够为航天航空、航天动力提供一种新的设计方案，其在航天航空和宇航动力方面具有很广的实用价值。
4 结语
针对本文带电系统的讨论，都是在能量守恒定理、动量守恒规律基础上进行的，如果是非纯电阻电路系统，则：电功=电热+电路中转化成的其他形式的能，如果系统电路里有电流通过，电能就会转化为其他形式的能，发生物理变化。带电系统中的电流通过用电器作功（电场力移动，电荷作正功），电能会转化成其他形式的能。非纯电阻电路中，电功W>电热Q。该系统中，因有电磁波输入，带电系统电路里的电功会有部分产生电热，其他部分转变为机械功。即W=E机+Q。具体而言就是：
参考文献
[1] 赵凯华.大学物理[J].
[2] 赵凯华，陈熙谋.电磁学[M].高等教育出版社.
[3] 郭奕玲，沈慧君.物理学史[M].2版.
在化学计算中，常用到的守恒关系有：质量守恒，原子守恒，物料守恒，电荷守恒，得失电子守恒等。
1.质量守恒
质量守恒是指在化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
例1.某固体物质A在一定条件下加热分解，产物都是气体，分解方程式为：2A=B+2C+2D，测得生成的混合气体对H2的相对密度为d，则A的相对分子质量为（）
A.7d B.5d C.2.5d D.2d
解析：由生成的混合气体对H2的相对密度为d，可得混合气体的平均摩尔质量为2dg。根据质量守恒定律，2molA的质量等于5mol混合气体的质量，即10dg，所以A的摩尔质量为10dg/2mol=5dg/mol。
答案：B
2.原子守恒
原子守恒是指在化学反应前后，每种元素的种类及原子的个数保持不变。
例2.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100mL1mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL（标准状况）的气体，所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到的铁的质量为（）
A.11.2g B.5.6g
C.2.8g D.无法计算
解析：由所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现，判断最后溶液中溶质全部是FeCl2，由化学式FeCl2知：2n（Fe2+）=n（Cl-），n（Cl-）=n（HCl）=0.1L×1mol/L=0.1mol，则n（Fe2+）=0.05mol。又由于两份混合物质量相同，所以m（Fe）=0.05mol×56g/mol=2.8g。
答案：C
3.得失电子守恒
得失电子守恒是指在氧化还原反应中还原剂失去电子总数与氧化剂得到电子总数相等，表现为化合价升降总数相等。
例3.足量铜与一定量的浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68L标况下的O2混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/L的NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗氢氧化钠溶液的体积是多少？
解析：铜与浓硝酸反应，得到的NO2、N2O4、NO混合气体恰好与1.68L标况下的O2、水反应生成硝酸。则整个过程中HNO3反应前后没有变化，相当于Cu失去的电子都被O2得到，根据得失电子守恒，铜失去电子的物质的量=氧气得到电子的物质的量，即1.68L÷22.4L/mol×4=0.3mol，Cu2+的物质的量为0.15mol，所以消耗NaOH的物质的量为0.3mol，则NaOH体积为：0.3mol/5mol/L=0.06L，即60mL。
答案：60mL
4.电荷守恒
电荷守恒是指由于溶液保持电中性导致溶液中所有阳离子所带的正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总数相等。
例4.已知某植物营养液的成分为KCl、K2SO4和ZnSO4，其中K+、Cl-、Zn2+的物质的量分别为0.7mol、0.3mol、0.1mol。则营养液中硫酸根离子的物质的量为_______。
解析：根据溶液中的电荷守恒负离子和正离子所带的电荷是相等的，设硫酸根为nmol，则2n+0.3=0.7+0.1×2，n=0.3。
答案：0.3mol
5.物料守恒
物料守恒即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。物料守恒实际上属于原子守恒和质量守恒。
例5.为测定某铜银合金的成分，将30.0g合金溶于80mL13.5mol/L的浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到气体6.72L（标准状况），并测得溶液的pH=0。假定反应后溶液体积仍为80mL，求合金中银的质量。
解析：认为气体为NO2与NO的混合物，气体的物质的量就是被还原的HNO3的物质的量。
根据物料守恒，n（HNO3）=2n[Cu（NO3）2]+n（AgNO3）+n（HNO3剩余）+n（NOx）
即13.5×0.08=2n（Cu）+n（Ag）+1×0.08+0.3
又根据64n（Cu）+108n（Ag）=30.0，解得n（Ag）=0.1mol，n（Cu）=0.3mol，所以银的质量为0.1mol×108g/mol=10.8g。
答案：10.8g
一、守恒律
（1）电子守恒：对于氧化还原反应，反应前后失电子总数与得电子总数相等（其特征表现为化合价升高总数与降低总数相等）；
（2）原子守恒：反应前后元素种类相同，原子数目相等；
（3）电荷守恒：反应前后电荷总数相等（离子反应）
[例1]：Cu2S与一定浓度的HNO3反应，生成Cu（NO3）2、CuSO4、NO2、NO和H2O，当NO2和NO的物质的量之比为1：1时，实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为（ ）
A.1：7 B.1：9 C.1：5 D.2：9
分析：
对于有多种氧化剂（或还原剂）参与的氧化还原反应亦可根据得失电子守恒计算。据题意可知：
还原剂：
氧化剂：
据得失电子守恒：当1moL Cu2S参加反应时，作氧化剂的HNO3需要5moL，未参加氧化还原反应的HNO3的物质的量可据电荷守恒计算：
n（HNO3）=n（NO3-）=2×n（Cu2+）-2n（SO42-）
=2×2mol-2×1mol
=2mol，
故参加反应的HNO3的总物质的量为：
5mol+2mol=7mol，答案选A。
二、强弱律
强氧化性的氧化剂跟强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。该规律常应用于：①在适宜条件下，用强氧化性的物质制备氧化性弱的物质；②用还原性强的物质制备还原性弱的物质；③用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。
[例2]已知氧化性KMnO4>Cl2>FeCl3>I2，若某溶质中Cl-与I-共存，为了氧化I-而Cl-不被氧化，除单质外，还应用 作氧化剂。（ ）
A. KMnO4 B.Cl2 C.FeCl3 D.以上三种均可
分析：题目要求只将I-氧化成I2，而不能将Cl-氧化成Cl2，那么，该氧化剂的氧化能力应介于I2与Cl2之间，所以应选用FeCl3作氧化剂。答案为C。
三、价态律
（1）元素处于最高价，只有氧化性；（2）元素处于最低价，只有还原性；（3）元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性。
[例3]下列三个氧化还原反应中，氧化性最强的物质是
（1）2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2
（2）2FeCl2+Cl2=2FeCl3
（3）2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2 +8H2O
分析：（1）中Fe3+处于最高价只有氧化性，I-处于最低价，只有还原性。
（2）中Fe2+处于中间价态，Cl2是强氧化剂，故Fe2+就只能体现还原性；（3）中KMnO4中的Mn显+7价为最高价，有强氧化性，浓HCl中Cl显-1价为最低价态，只有还原性。再结合氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性。据此可知氧化性KMnO4>Cl2>FeCl3>I2
四、难易律
（1）越易失电子的物质，失电子后就越难得到电子；
（2）越易得到电子的物质，得电子后就越难失去电子；
（3）一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，还原性最强的优先发生反应。
（4）一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时，氧化性最强的优先发生反应。常应用于：判断物质的稳定性及反应顺序。
[例4]将标准状况下224mlCl2通入10ml 3mol/L的FeBr2溶液中，发生反应的离子方程式正确的是 。
分析：Cl2是氧化剂，Fe2+、Br-均是还原剂，还原性：Fe2+>Br-故Cl2优先与Fe2+反应，直到反应完，Cl2才能与Br-反应，又n（Cl2）=0.01mol，n（Fe2+）=0.03mol，故Cl2只与Fe2+反应方程式如下：
2Fe2++ Cl2=2Fe3++2 Cl-
[例5]根据元素活动性顺序可知①金属活动性顺序（常见元素）
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
原子还原性逐渐减弱，对应阳离子氧化性逐渐增强
②非金属活动性顺序（常见元素）
关键词：高中化学；思想方法；规律；促进
【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 A 【文章编号】1671-8437（2012）02-0129-01
普通高中化学课程标准“课程性质”中提出：高中化学课程应学习科学研究的基本方法，加深对科学本质的认识。匈牙利哲学家贝拉·弗格拉希说：“科学一方面是方法，另一方面是理论；它是二者的统一而不是同一。”学科思想方法在学科中有举足轻重的作用。
研究化学思想的发展，将有助于进一步把握化学的发展规律，深刻理解化学的理论和概念，汲取有益的历史经验和教训，促进化学学科教学的发展。笔者根据多年高中化学教学的实践，认为中学化学中比较重要而又能有效地指导教学的有十大基本的学科思想：1.辩证唯物主义思想方法；2.守恒的思想方法；3.类比迁移的思想方法；4.归纳与演绎的思想方法；5.分析与综合的思想方法；6.等效思想；7.比较与分类的思想方法；8.假设法；9、推理法；10数学工具解题法等。
化学思想方法这么多，笔者不可能一一说明。今有常用的思想方法，择其一二，举一以反三，触类则旁通。
一、守恒的思想方法
化学计算教学中如果能抓住时机指导学生运用守恒的思想方法，可培养学生探究化学问题和解决复杂化学问题的习惯性思维。
守恒的思想方法在高中化学中有广泛的应用，如：
1.质量守恒：化学反应前后，元素的种类和质量不变、原子的种类和数目不变。参加反应的元素种类和原子的个数不变，而这又可上升到“元素守恒”。利用元素守恒原理巧解有多步反应发生的计算题，往往起着事半功倍的效果。
2.能量守恒：在化学反应中均伴随着能量的变化，常以发光、放热、吸热、放电等形式表现出来。其中应遵循能量守恒，即：当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应表现为放热反应；当反应物的总能量小于生成物的总能量时，该反应表现为吸热反应，若该反应属于氧化—还原反应时，还应遵守价态守恒、电子守恒。
3.电荷守恒：离子化合物中和溶液中阴、阳离子所带电荷总数相等。①离子反应中：反应前后阳离子、阴离子所带的正、负电荷总数相等。②电解质溶液中也遵循这一原理，即电中性原理。
运用守恒的思想方法去指导化学计算则可归纳出计算的基本方法，如：关系式法、差量法、守恒法、始终态法和极值法等。
【守恒思想方法经典案例】非整比化合物Fe0.95O具有氯化钠晶体结构，由于n（Fe）：n（O）
（1）Fe0.95O中Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）各占总铁量的百分之几？
（2）写出标明铁价态的该晶体的化学式。
这一题乍一看，好像无从入手，因为它所涉及的是一个与定组成不相符合的全新问题，学生很陌生。但是只要认真分析题意，可通过设想、创造性地把研究的问题进行分解、重组，过渡到守恒思想，将Fe0.95O改造为FeFeO的形式。依据这一形式，巧用大家熟悉的正负化合价相等切人，即可列出如下等式：2ɑ+（0.95-ɑ）×3=2×l，解得ɑ=0.85。所以Fe在总铁量中占：（0.85/0.95）×lOO%=89.50%；
Fe在总铁量中占：（O.l/0.95）×l00%=10.5%
最后可写出该晶体的化学式为O
【案例解读】守恒思维的本质就是利用物质变化过程中某一特定的固定不变的“量”，通过不同反应体系中的质量、电子得失、能量、正负电荷等守恒关系，从守恒上来解决化学问题的一种思维方法。
二、化归思维的思想方法
化归是把一种事物转化为另一事物或相近、相关的事物，把“正面进攻”改为“巧妙侧击”的方法，把原来的问题变形，将其转化为人们熟悉的已解决或易解决的问题，以达到解决的目的。
如G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物，我们不了解它的分子式（或化学式），但知道它们在一定条件下具有如下的转化关系（未配平）：
（1）GQ+NaCl （2） Q+H20X+H2
（3） Y+NaOHG+Q+H20 （4）Z+NaOHQ+X+H20
这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为（ ）
A.QGZYX B.GYQZX C.GYZQX D.ZXGYQ
这道题以基本概念入题，考查学生对氧化剂、还原剂价态变化的理解和掌握，起点低，要求高。然而，解答此类问题时，倘若试图找出4个具体的氯的含氧化合物的相互转化关系，就会陷入题设陷阱之中，无法求得正确答案；但若将问题转化成氧化还原反应中的歧化反应：一种含某元素的物质在反应中产生两种含该元素的物质，则必歧化成一种价态更高的产物和另一种价态更低的产物。抓住这些熟悉的基础知识，则题中问题便可迎刃而解。由题中（1）的转化可知氯的化合价是G
化归思维的本质就是着眼于问题的“特征”结构，通过某种转化使繁难或陌生的问题简单化，达到化繁为简，化陌生为熟知，从而使复杂的化学问题更加容易解决的一种思维方法。
一、电磁学教材的整体结构
电磁运动是物质的一种基本运动形式．电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用．其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象，电磁辐射和电磁场等．为了便于研究，把电现象和磁现象分开处理，实际上，这两种现象总是紧密联系而不可分割的．透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系，才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学．对此，应从以下三个方面来认真分析教材．
1．电磁学的两种研究方式
整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行，这两种方式均在高中教材里体现出来．只有明确它们各自的特征及相互联系，才能有计划、有目的地提高学生的思维品质，培养学生的思维能力．
场的方法是研究电磁学的一般方法．场是物质，是物质的相互作用的特殊方式．中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来，静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等，组成一个关于场的系统，该系统包括中学物理电学部分的各章内容．
“路”是“场”的一种特殊情况．中学教材以“路”为线的大骨架可理顺为：静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等．
“场”和“路”之间存在着内在的联系．麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律，是以“场”为基础的．“场”是电磁运动的实质，因此可以说“场”是实质，“路”是方法．
2．物理知识规律物
理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律，以及它们的相互联系．
物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验，掌握了充分可靠的事实之后，进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系，并把这些关系用定律的形式表达出来．物理定律的形成，也是在物理概念的基础上进行的．但是，物理定律并不是绝对准确的，在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性，因此其适用范围有一定的局限性．
第二册第一章“电潮重要的物理规律是库仑定律．库仑定律的实验是在空气中做的，其结果跟在真空中相差很小．其适用范围只适用于点电荷，即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况．
“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律．欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的，对金属导电、电解液导电适用，但对气体导电是不适用的．欧姆定律的运用有对应关系．电阻是电路的物理性质，适用于温度不变时的金属导体．
“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性，用研究电场的方法进行类比，可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念．
“电磁感应”这一章，重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律．在这部分知识中，能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线．本章以电流、磁场为基础，它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面，是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础．电磁感应的重点和核心是感应电动势．运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的．
“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践，进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场，对场的认识又上升了一步．麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律，同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步．
3．通过电磁场在各方面表现的物质属性，使学生建立“世界是物质的”的观点
电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的．大量实验证明在电荷的周围存在电场，每个带电粒子都被电场包围着．电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用．运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种唱—磁场．磁体的周围也存在着磁场．磁场也是一种客观存在的物质．磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用．现在，科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点，并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在，电磁场是物质的一种形态．
运动的电荷（电流）产生磁场，磁场对其它运动的电荷（电流）有磁场力的作用．所有磁现象都可以归结为运动电荷（电流）之间是通过磁场而发生作用的．麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象，得出结论：任何变化的磁场能够在周围空间产生电场，任何变化的电场能够在周围空间产生磁场．按照这个理论，变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一场，这就是电磁场．电磁场由近及远的传播就形成电磁波．
从场的观点来阐述路．电荷的定向运动形成电流．产生电流的条件有两个：一是存在可自由移动的电荷；二是存在电场．导体中电流的方向总是沿着电场的方向，从高电势处指向低电势处．导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例，即导体中形成电流时，它的本身要形成电场又要提供自由电荷．当导体中电势差不存在时，电流也随之而终止．
二、以“学科体系的系统性”贯穿始终，使知识学习与智能训练融合于一体
1．场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题．第一章“电潮是学好电磁学的基础和关键．电场强度、电势、磁尝磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念．电场线，磁感线是形象地描述场分布的一种手段．要进行比较，找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解．
2．电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用．在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别，比如，场不是力，电势不是能等．场中不同位置场的强弱不同，可用受场力者受场力的大小（方向）跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度．在电场中用电场力做功，说明场具有能量．通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能，离开了电场就谈不上电荷的电势能了．
3．认真做好演示实验和学生实验，使“潮抽象的概念形象化，通过演示实验是非常重要的措施．把各种实验做好，不仅使学生易于接受知识和掌握知识，也是基本技能的培养和训练．安排学生自己动手做实验，加强对实验现象的分析，引导学生从实验观察和现象分析中来发展思维能力．从物理学的特点与对中学物理教学提出的要求来看，应着力培养学生的独立实验能力和自学能力，使知识的传授和能力的培养统一在使学生真正掌握科学知识体系上．
