右手在电磁学中的妙用

1、在电磁学中右手的妙用 山西省原平市段家堡中学 丁玉田 郄补莲 摘要：右手要电磁学的妙用，对认识和学习电磁理论非常重要， 将左右手定那么转换成判定的方法， 在解决一些综合性电磁现象问 题尤为方便。关键词：右手定律 电磁学 工作原理人类的双手是劳动与智慧的结晶，而右手的用途更广，在电 磁学中用右手可以判定：电流的磁场，磁场对电流的作用，电磁 感应，磁场对运动电荷或粒子的作用，楞次定律的应用。对 电磁理论的认识与掌握需通过实验、观察，将识图、绘图、空间 想象融为一体， 从而揭示电与磁的微观联系， 定性地研究电流运 动电荷、磁场、导体运动间的相互关系。从理论上让学生了解 自控电路、 电动机、 发电机的

2、工作原理。 体会磁场知识的重要性。下面分三局部，综合介绍用右手判定某些电磁现象的定那么、 判定方法，以及对左、右手判定方法的改良、完善与尝试。一、安培定那么也称右手螺旋定那么 直线电流周围磁力线方向跟电流方向之间的关系用安培定 那么一来判定。安培定那么一 ：用右手握住导线让大拇指所指的方向跟电 流的方向一致， 那么弯曲的四指所指的方向就是磁力线的环绕方 向。使用安培定那么一 ：首先确定电流方向，其次运用图一所示判定方法确定磁力线环绕方向， 最后用虚线画出磁力线并标有 刖头。如图一所示:图一图二这一定那么的理解与掌握对于识图能力和空间想象能力薄弱 的学生，有一定的困难。因此，在教学中，借助辅助教

3、具帮助学 生理解安培定那么一创造条件。例如：可以剪一大小适当的圆 硬纸板，中心开一个直径略小于铅笔直径的小孔，在纸片正面以孔心为圆心，用虚线画出同心圆，圆弧线上标以逆时针方向的箭 头，将铅笔从反面插入如图二所示，这时铅笔尖的指向和电 流方向相同，圆纸上磁力线方向就表示通电直导线周围的磁场方 向。让学生跟着做图二的模具，边制作边绘图培养学生的识图、 绘图、空间想象的能力。直线电流磁场的磁力线的三种表示法：如图二所示:K X-2 -图三再如，为了帮助学生了解螺线管的两种不同绕法的表示。事 先告诉给学生自备一根线在铅笔上 或将练习本卷成圆柱形 练 习绕线，并画出相应的前绕与后绕图形。 螺线管绕法不同

4、与电源正负极接法不同，在螺线管的图形上标明电流方向如图四D0通电螺线管两端的磁极性质N、S极跟电流方向间的关 系用安培定那么二：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，那么，大拇指所指的那端就是通电螺线管的北极N极，另一端为南极S极。如图五示:判定螺线管通电的 N、S极：首先确定螺线管的电流方向，其次用图五方法判定 N、S极，最后标出N、S极。螺线管磁力线与条形磁铁的周围的磁图五力线相似。如图六所示:例如：判断如图通电螺线管的 N、S极，电流方向和电源的安培定那么二在楞次定律中的应用楞次定律：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场 总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。当磁铁

5、移近或插入线圈时，线圈中感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反。阻碍磁通量的增加，相邻磁极同性。如图七：甲、乙当磁铁离开线圈或从线圈中拔出时，线圈中感应电流的磁场 方向跟磁铁的磁场方向相同。阻碍磁通量减少，相邻磁极异性。如图七：丙、丁说明：虚线标磁铁磁力线，实线表示感应电流磁力线方向。楞次定律的应用：首先由楞次定律确定了线圈的N、S极,再用安培定那么二判定线圈中感应电流的方向。二、右手定那么改变为“右手动、磁、电法那么物理学中：右手定那么可看作是楞次定律的特殊情况，那么，在什么情况下用右手定那么来确定感应电流的方向比拟简便呢？电磁感应：闭合电路的一局部导体在磁场中做切割磁力线运动时，导体中就会

6、产生感生电流。假设导体不是闭合的，即使做切割磁力线运动，也不会产生感 生电流，只是在导体两端产生感生电压。闭合电路中感生电流方向、导体运动方向、磁力线方向间关 系用右手定那么判定： 伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一一 个平面内，把右手放入磁场中，让磁力线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，那么其余四指所指的方 向就是感生电流方向。如图八所示：右手定那么，从本质上讲运动是原因， 通 过磁场的作用，产生感生电流是结果。故更 能反映其本质特征，简称为：右手动、磁、 电法那么：伸出右手，让大拇指、食指、中指两两相互垂直呈二维坐标形。 让大拇指指向导体运动方向， 食指指向 磁场方向

7、，那么，中指所指的方向即为产生感生电流的方向。女口图九所示:z三阀右手定那么改变为：右手“动磁电法那么，它更形象地反映了 电磁现象的本质特征，从定那么本质科学地映现了发电机是把机械 能转化为电能的机器。发电机是电磁感应现象的重要应用之一。三、左手定那么改为：右手“电磁动法那么磁场对电流的作用。通电导体的受力方向、磁场方向、电流 方向间的关系用左手定那么判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在同平面内，把左手放入磁场中，让磁力线垂直穿入手心，并四指 指向电流方向，那么，拇指所指的方向，就 是通电导体在磁场中的受力方向。如图十 所示运用左、右手定那么时，教科书上都得据因果关系，然后

8、选扌图十 左手、右手确定判定法那么，这种较繁杂的选择对以后的学习可能 会造成不必要的麻烦，导致错误结果。左手定那么变为右手“电磁动法那么:伸开右手，使大拇指、食指、中指两两相互垂直，让大拇指 指向导体的电流方向原因食指指向磁场方向，那么中指所指 的方向导体的运动方向结果。如图ii所示:1图十一利用右手拇指、食指、中指构成的二维坐标系的判定方法: 大拇指始终是指原因的，食指指向磁场方向，中指所指方向始终 是结果。因此，我们只要根据条件分清因果关系将左、右手 定那么合二为一，省时省事，事半功倍。这种方法也可以判定磁场 对运动电荷粒子的作用教科书上用左手定那么判定根据规定：正电荷定向移动的方向为电流

9、方向，运动电荷是负电荷为带负电的粒子，粒子运动方向与电流方向相反。 即是正 电荷运动方向为电流方向，负电荷运动方向与电流方向相反。应用右手“电磁动法那么:伸开右手，使大拇指、食指、中指两两相互垂直，让大拇指 指向电流方向，食指指向磁场方向，那么中指所指的方向即为洛伦兹力的方向运动方向。X X 心X例1:试判断如图带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向* 来 X 冥例2如图，判断出通电导体在磁场中的受力方向。1 z 1L.t z i分析i T丄卄原因：电流'5|d丨结果：受力方向*运动方向r*用右手电磁动法-d 一 二kAiatehrf HL -©Attv *r 贝h 即左手定那么

10、例3:如图是闭合电路局部导体 AB要磁场中做切割磁力线分析原因：运动结果：电流，用右手动磁电法那么即右手定那么例4如图：在平行的金属导轨上放有两根互相平等且可以自 由滑动的导体ab和cd，它们放在匀强磁场中，磁场方向如图示。 当导体ab向右运动时，导体cd将向那个方向运动？如果不要求 判定导体cd中感应电流的方向，你能不能直接运用楞次定律判XXX罠XXMXXXXXX1d114 n亠fLi(Xb* 11*K -贰X«XC1定导体cd的运动方向?A解答导体ab在匀强磁场中作切 割磁力线运动产生感生电流。用右手动磁电法那么右手定那么。导体ab电 流方向由b a, abed构成闭合回路， cd中电流方向由c到d c d,导体 cd的运动方向确定用右手电磁动法 那么，即左手定那么判定，导体 cd运 动方向向右。楞次定律判定：因为 ab向右运动，由abcd构成回路，磁通 量增加，cd阻碍磁通量的变化，所以abc