“三句话,一只手”彻底摆脱高中物理电磁学中左右手定则的困惑
2015-06-15李消
李消
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)05-0170-01
电磁学是高中物理学的重要组成部分,同时又是高考的必考内容之一,其中的左右手定则又是电磁学中沟通“电”“磁”“力”三者关系的重要桥梁。然而有的时候在一道题中,既要使用左手定则又要使用右手定则,这不仅给老师的教学带来了干扰,而且也给学生的学习和考试带来了很大的困惑。针对以上的困惑,笔者总结了“三句话,一只手”来帮助读者理解和记忆电磁学中的:①通电导线在磁场中受力的方向的判断②带电粒子在磁场中受力方向的判断③感应电流方向的判断,希望能给读者带来帮助,同时也希望同行参考指正。
在高中物理电磁学部分有三种定则:①左手定则②右手定则③安培定则,下面笔者对左手定则和右手定则进行修正,并用“三句话,九个字”总结笔者的新右手定则。
一、通电导线在磁场中受力方向的判断。
方法:伸开右手,使四指与大拇指垂直且在同一平面内,让四指与电流的方向相同。然后四指弯向磁场的方向,则大拇指所指的方向就为通电导线所受力的方向即安培力的方向(巧记“电”、“磁”、“力”)
例1.一通电直导线处在垂直于纸面向里的匀强磁场中如图(1)所示,则所受安培力的方向为?
二、带点粒子在磁场中运动时受力方向的判断。
方法:伸开右手,使四指与大拇指垂直且在同一平面内,让四指与带电粒子速度的方向相同。然后四指弯向磁场的方向,则大拇指所指的方向就为带电粒子所受力的方向即洛伦兹力的方向(巧记“速”、“磁”、“力”)
注:上面方法所指粒子的电性为正,如果为负则就是大拇指所指方向的反方向。
例2.一带正电的粒子垂直射入纸面向里的匀强磁场,则所受洛伦兹力的方向为?
三、直导线做切割磁感线运动,产生感应电流的反向的判断。
方法:伸开右手,使四指与大拇指垂直且在同一平面内,让四指与导線运动的方向相同。然后四指弯向磁场的方向,则大拇指所指的方向就为感应电流的方向即感应电动势的方向(巧记“动”、“磁”、“电”)
综合上面三个过程的分析,“新右手定则”解决三大问题:
(1)通电导线在磁场中受力的方向问题
(2)运动电荷在磁场中受力的方向问题
(3)磁场中产生感应电流的方向问题
三个问题的解决,只需一只手(即右手)就可以解决,无需左右手并用。三个过程围绕三句话即“电磁力、速磁力、动磁电”。记住这三句话就可以用一只手完成三个过程的问题,不仅理解和记忆简单,还存在以下几点优点:
(1)手形简单:第一步都是右手的四指与大拇指垂直,让四指与电流或者速度或者运动的方向相同。第二步都是四指弯向磁场的方向,大拇指的指向即为所要判断的方向。
(2)方便:新右手定则,只需用一只手,就可以解决电磁学中的这三大问题,同时还无须换手。