从磁场叠加的角度看电磁的相互规律解读

1、从磁场叠加的角度看电磁相互作用的规律苏州工业园区星海泽校(215021)叶鹏松李卫明I提出问题每“I讲到电磁II10.fl用的内容时总仆7：工为如何用好两只手而犯愁左右手 定则用混淆是常冇的事.老师也常常为此煞费苦心，虽反复讲解，但总感收效决微. 那么冇没冇什么方法，可以使老师把电磁相耳作用讲得更透彻，让啓生把电磁相 九作用学得更扎实呢?在製学中,笔者雅试从磁场叠加的角度，对电蹴相互作用 的现彖和规律竹:了进一步的分析和讨论.收到了口好的效果Mill以儿个常见的电磁相互作用现彖为例，谈谈笔者的思路和方法.2现象分析与结论总结2现象分析与结论总结首先让我们来分析一下电动机的原理，在图1(a)所示

2、的电路中,当电键闭合后 会发生什么惜况?(b)2)图I根据左手定则，我们可以很容易地判定该导线会受到 个向上的磁场力但该 导线此时的受力方向为什么超向上的，而不可以是向下或其他方向呢?相信在学习中,很多同学会捉出这样的问题，显然左手定则无法冋答这一问题，但址如果借 助磁场注加的总現我们不仅可以找到这一问题的答案，我们还町以发规电磁和 耳竹用更施木的规律和豺点.当电路中的电键闭合后，导线的周刖将存任两种磁场，种來口两侧磁体,另一种來B导线内的电流(如图1(b).当这两种磁场希加后，会使得导线卜方的磁场强干上方(如图1(C).而通电导线的受力止是这两种磁场洽加作用的结果，山干合磁 场下强而上弱，这

3、样肴加后的仑磁场就将该通电导线推向了磁场最弱的上方，于 定导线就会受到向上的作用力.不妨打个形象的比方，这时的磁感线就象被绷紧 的弓弦，而通电导线则象是弓弦I:的弓箭，整个力的竹用过程就象弯弓射箭一样.那么这样的分析结论和方法，对H他电磁相耳作用现象也能适用吗？带看这-问题，让我们再来分析一卜发电机的原理.在图2(a)电路小，当金属自甘线竖山当金属导线向下运动时,导线内的每一个口山电子都会山干这一定向运动而 产牛一个竖直向上的等效电流U这一电流乂会激发新的磁场，如图2(b).根据桃 加版理，外端的磁场会强于内端.这样这些口山电了就会被希加后的合磁场推向 繊场最弱的内端，所以每个口山电了便都会受

4、到一个山外向内的磁场力作用，并 在这一磁场力作用下在导线内作定向移动，这样回路中就产生了电流，灵敬电流 计也随之偏转.显然这与用右于定则得出的判定结果完全一致.通过以上两例最皋木的电磁和用作用现象的分析，我们可以看到：左右手定则给出的判定结果，实质上都源于最基本的磁场叠加左右手定则给出的判定结果，实质上都源于最基本的磁场叠加 而且叠加后的而且叠加后的 合磁场对合磁场对运动电荷运动电荷( (电流的作用力具有一个非常简单的特点电流的作用力具有一个非常简单的特点 即总将运动电荷即总将运动电荷 ( (电流由磁场强的区电流由磁场强的区域推向磁场弱的区域拼与运动电荷的正负无关域推向磁场弱的区域拼与运动电荷

5、的正负无关. .可见，左右手定则并不是我们讨论电磁相互作用问题的必需品,只要我们借助磁场於加的方法，对电磁相斤作用时的磁场替加作出正确判定我们就可以完全 丢开九右手定则，宜接対电磁相h作用规象进行分析讨论.3应用举例例1：如图3(a).试分析两根通以同向电流的平行兵导线间的相耳作用规律.解析：解析：通电导线A、B的相互作用是由于两个电流磁场共同作用的结果.以A寻线为例，山于洽加它所处的磁场将左强而右弱，这样合磁场会将它推向啟场弱 的右侧，所以A导线就受到J向右的作用力，如图3(b).同理,可判定B导线会受 到向圧的作用力.因此，同向电流会相用吸引.反之，我们也可很容易地证明异向 电流之间会相互排斥.例2：试分析为什么电动机品动电流总人于正常T作电流.解析解析：如图4,当电路刚接通时，静止的线圈町看作足电阻极小的导线,所以电 机启动时电流总是比较大的.但当线圈受力向上转动后,丫线内的电荷(为使问题 简单化，这里不妨选止电荷为对象)便会山于线圈的这一运动而激发一个新的磁 场，这磁场与外磁场弄加后将阻碍正电荷运动，如图4所示，而R转动越快，磁场 力F趣人,所以电流必然也趣小.这就足为什么电动机爪动电流总人于止常工作电 流的原因，本题的这 解释与图2中的磁场叠加相似.4一点体会与以往机械地反复佥用左右手定则