中学物理中电磁学部分左右手定则的统一.doc

中学物理中电磁学部分左右手定则的统一摘要：电流方向与电流产生的磁场方向间关系的判断、感应电流方向的判断、通电导体在磁场中受力方向的判断 ，这几个问题的判断方法分别为安培定则（或者叫右手螺旋定则）、右手定则或者楞次定律、左手定则等判断方法 ，手势繁多 ，学生在使用时容易发生混淆。本人在教学实践中总结出一种新的判断方法 ，可以把这些手势统一到一个左手势中 ，本人称之为“新左手定则”，本定则为学生的记忆和使用带来了很大方便 . 特别是在考试中优显节省时间的优势。左手定则： 左手定则（安培定则）：已知电流方向和磁感线方向，判断通电导体在磁场中受力方向，如电动机。 伸开左手,让磁感线穿入手心(手心对准N极，手背对准S极)， 四指指向电流方向 ，那么大拇指的方向就是导体受力方向。 其原理是： 当你把磁铁的磁感线和电流的磁感线都画出来的时候，两种磁感线交织在一起，按照向量加法，磁铁和电流的磁感线方向相同的地方，磁感线变得密集；方向相反的地方，磁感线变得稀疏。磁感线有一个特性就是，每一条磁感线互相排斥！磁感线密集的地方“压力大”，磁感线稀疏的地方“压力小”。于是电流两侧的压力不同，把电流压向一边。拇指的方向就是这个压力的方向。 右手定则: 确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的感应电流方向的定则。（发电机） 右手定则的内容是：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指向感应电流的方向。 应该怎样使用区别左手定则，右手定则和右手螺旋定则？ 这不是一个记忆的问题。左手定则的内容和右手定则的内容，同学一定是很清楚的。我遇到的同学的问题，主要是在于他不知道拿到一个具体问题以后，该用左手定则，还是该用右手定则。这是一个关键。要求同学们一定搞清楚，左手定则应用的物理现象是什么现象，右手定则应用的是什么样的物理现象，这才是问题的关键。左手定则说的是磁场对电流作用力，或者是磁场对运动电荷的作用力。在这种现象里面，你就应该用左手定则，这是关键。判断好了，该用左手定则，就按照左手定则说的三个方向的关系来进行判定，问题不会太大。右手定则所应用的现象，就是导线在磁场里面，切割磁感线运动的时候，产生的感应电流的运动方向，这种现象中用右手定则。磁场方向，切割磁感线运动，电动势电动方向，就是感应电流的方式。这种题就用右手定则1 判断电流所产生的磁场方向的方法安培定则1）直线电流的磁场 ：用右手握着通电直导线 ，让伸直的拇指所指的方向跟电流的方向一致 ，则弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向 ;2）环形电流的磁场 ：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致 ，与四指垂直的拇指所指的方向就是环形电流中心轴线上磁感线的方向 ;3）通电螺线管的磁场 ：用右手握住螺线管 ，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致 ，与四指垂直的拇指所指的方向就是通电螺线管 N 极的方向 1。这些形状的电流所产生的磁场 ，用安培定则判断 ，右手的拇指在第一种情况中指向电流的方向 ，在第二、第三种情况中却是指向磁场的方向 ，学生记起来麻烦 ，使用时也容易出错根据因果关系 , 在判断电流磁场方向这个问题中 ，是先有电流 ，后有磁场 ，电流是“原因”，磁场是“结果”，根据本人的总结 ，以上 3 种情况均可以用左手来判断，而且手型不变。具体方法如下 ：把左手伸开 ，四指与拇指垂直并和手掌在同一个平面内 ，手心贴导体 ，四指指向电流的方向 ，那么拇指指向就是左手所在处的磁场方向。2 判断感应电流方向的方法1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时 ，闭合电路中就有 感应电流产生 ，该 感应电流的方向用“右手定则”判断 ：即伸开右手 ，让大拇指跟其余四指垂直 ，且都与手掌在同一平面内 ，让磁感线垂直穿过手心 ，使拇指指向导体的运动方向 ，则四指所指的就是导体中 感应电流的方向 2。该问题中 ，导体切割磁感线运动是“原因”，感应电流是“结果”，用“新左手定则”来判断 ，方法是 ：把左手伸开 ，使四指与拇指垂直并和手掌在同一个平面内 ，伸入磁场 ，手心贴导体 ，让磁感线垂直穿过手心 ，让四指指向导体的运动方向 ，则拇指指的方向就是导体中感应电流的方向 ;2）闭合回路或者螺线管中的磁通变化时 ，闭合回路或者螺线管中就有感应电流产生 ，该电流的方向用“楞次定律”来判断 ：即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 3。具体方法 ：右手握线圈 ，如果线圈中磁通增加 ，让拇指指向与穿过线圈的原磁场方向相反 ，则环绕的四指所指的方向就是线圈中感应电流的方向 ；如果线圈中磁通减小 ，让拇指指向与穿过线圈的原磁场方向相同 ，则环绕的四指所指的方向就是线圈中感应电流的方向。分析这个问题 ，线圈中有感应电流产生 ，原因是线圈中的磁通发生了变化 ，所以 ，磁通变化是“原因”，感应电流是“结果”。用“新左手定则”来判断 ，就会更简明些 ：伸开左手 ，四指与拇指垂直并且在同一个平面内 ，手心贴线圈 ，如果线圈中的磁通增加 ，让四指的指向与线圈中原磁场的方向相反（抵消一部分原磁场 ，保持线圈中原磁感线的条数 ，阻碍原磁通的增大），则拇指指的方向就是左手所贴处导体中的感应电流方向 ；如果线圈中的磁通减少 ，让四指的指向与线圈中原磁场的方向相同（阻碍原磁通的减小），则拇指指的方向就是左手所贴处的感应电流方向。分析以上两种情况 ，第一种情况导体切割磁感线时 ，闭合回路中的磁感线条数发生变化 ，即磁通变化 ，所以也可以归类到第二种情况中 ，按单扎线圈处理 ，可见右手定则可以看作是楞次定律的特殊情况 4。3 判断通电直导体在磁场中受力的方向左手定则通电直导体在磁场中受力方向的判断 ，用“左手定则”判断 ：即伸开左手 ，使大拇指跟其余四个手指垂直 ，并和手掌在同一平面内 ，把左手放入磁场中 ，让磁感线垂直穿入手心 ，并使伸开的四指指向电流的方向 ，那么 ，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向 5。在这个问题中 ，电流是“原因”，导体受力是“结果”。这里使用“新左手定则”和原左手定则恰好重合。综合以上 3 种情况 ，不论是判断电流的磁场方向 ，感应电流的方向 ，还是判断通电直导体在磁场中的受力方向 ，都可以用“新左手定则”，而且使用起来方便快捷。参考文献1宋大卫.物理应用基础.出版：人民卫生出版社出版，2008，4：14-24 2全日制普通高级中学教科书物理第二册.人民教育出版社物理室编著