商榷中学物理教材中的磁偏角插图

    

    

    

    摘 要：在不同版本的中学物理教材中，磁偏角插图不尽一致，在教学中常会引起一些不必要的混淆是非的现象.本文根据对一道中考试题的争议，结合几个不同版本的教材中的磁偏角插图和史实予以分析，以求商榷.

    关键词：地磁子午线;地理子午线;磁偏角;梦溪笔谈

    作者简介：陈丽珊（1979-），女，贵州人，本科，中学高级教师，研究方向：课堂教学研究.

    众所周知，磁偏角（地磁偏角的简称）是地磁子午线与地理子午线之间的夹角.关于磁偏角的记载，最早出现在我国宋代科学家沈括所著的《梦溪笔谈》中.科学实践已证明，磁偏角与地理位置有关，也就是说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会随着其地质结构的变化及其他天体磁场的影响而变化[1，2].

    磁偏角的问题还常常在一些中学物理的各类考题中出现.

    1 一道中考题的争议

    题目 我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》卷二十四中写到：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”[3].这是我国和世界上关于地磁偏角的最早记载.若把地磁场假想成为是由地球内部一块大条形磁铁产生的，图1所示的四个图形中，能合理描述这块大条形磁铁的是（ ）.

    这是某市2018年的中考物理试卷中的一道选择题，这道题所给的参考答案为C选项，但评卷过程中有很多老师认为正确选项应该是D.为什么会出现这样的分歧呢？

    2 不同教材的磁偏角插图

    关于地磁场，中学物理教材都大致有这样的描述：“在地球表面及空中的不同位置测量地磁场的方向，可以画出地磁场的磁感线.地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似.不过，地理的两极和地磁场的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离”.也就是说，地磁子午线与地理子午线之间存在所谓的磁偏角.

    中学物理教材中，关于磁偏角的插图往往不尽相同.如图2中的（a）[4]、（b）[5]、（c）[6]、（d）[7]分别是现行几个版本的中学物理教材的磁偏角插图.显然，（a）与（b）是类似的，（c）与（d）也是类似的，但是（a）和（b）表示的地磁南北极与地理南北极的偏离方向恰跟（c）和（d）表示的相反.

    3 问题的商榷

    不难理解，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近.同时，地球的地理方位也是众所周知的，如图3所示.因此，仔细研读“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”可以肯定地知道，地面及其附近磁针的南极指向地理南极但略微偏向东侧即地磁北极.

    近年来，有文献[8]在对磁偏角的精密测量时，给出地磁南北极与地理南北极的位置关系如图4所示.因此，可以看出，图4及图2（a）（b）与图1中D是吻合的.还有文献[9]研究磁偏角对高精度定位影响中，对地磁地理关系的表述也同样与图4类似.

    综上所述，我们认为上述考题中D选项才是正确的.同时，地磁南北极与地理南北极的位置关系应为图1中的D或图2中（a）（b）亦或图4表示的情形.参考答案所给的C选项，明显是受到教材（文献[7]）插图（图2d）影响所致.

    参考文献：

    [1]孟维斌，王建荣，汤晓昌，李旭升.天水麦积磁偏角在我国西部地区几次强震前异常特征及震例分析[J].华南地震，2016，36（04）：58-64.

    [2]余纪辉.地球和其他天体磁场的产生机理和变化原因及磁偏角产生原因和规律[J].科技风，2019（05）：129-131.

    [3]赵凯华，陈熙谋.新概念物理教程电磁学（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

    [4]人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书物理（选修3-1）[M].北京：人民教育出版社，2010.

    [5]廖伯琴，赵保钢，胡炳元.普通高中课程标准实验教科书物理（选修3-1）.济南：山东科学技术出版社，2011：97.

    [6]束炳如，何瑞伟.普通高中课程标准实验教科书物理（选修3-1）[M].上海：上海科技教育出版社，2007.

    [7]人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心.义务教育教科书物理九年级全一册[M].北京：人民教育出版社，2013.

    [8]许建红，陈红卫，何斯渊，庞炜.机场跑道磁偏角测量[J].地震地磁观测与研究，2018，39（02）：57-61.

    [9]廖文兵，李东，杨富洲，贾新忠.磁偏角对高精度定位的影响[J].地理空间信息，2016，14（07）：73-74+5.

    （收稿日期：2020-03-15）