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        左右手定則お

        2016-08-08 09:21:06李增華
        中學物理·高中 2016年8期
        關鍵詞:磁場方向

        李增華

        1簡要【陰陽學說】

        【陰陽學說】它扎根于中華大地這塊沃土,千百年來一直在流傳.提起【陰陽學說】這一理論.也許會有很多人感到陌生,但有句話:“男左女右”,可謂老幼皆知.這句“男左女右”就源自于“陰陽學說”.其基本思想就是一切事物都有陰陽兩種屬性,即對立統(tǒng)一屬性.一般地說,凡是明亮的、溫熱的、在上的、活動的、興奮的、強壯的、外向的、無形的、機能亢進的,都是屬于陽;相對晦暗的、寒冷的、在下的、靜止的、抑制的、虛弱的、內(nèi)向的、有形的、機能衰退的,都是屬于陰.

        本文中的“左手”為陽、“右手”為陰;“正電荷”為陽、“負電荷”為陰;“增大”為陽、“減小”為陰.這樣,“左手”對應“正電荷”,對應“磁通量增大”;“右手”對應“負電荷”,對應“磁通量減小”.

        2把【左手定則】和【右手定則】修改為【左右手定則】的必要性

        自西方文化傳入中國以來,就一直在運用【左手定則】和【右手定則】作為判斷電磁現(xiàn)象中有關方向的問題.似乎沒人去更改它,專家學者無暇想它,對于在重點校就讀學子來說,根本就不是問題的問題,可對普通校的學生來說,在這兩個定則的使用上常出錯誤.究其原因,一是把兩個定則記混,二是在用【左手定則】判斷負電荷在磁場中受洛倫茲力的方向時,把運動方向當成電流的方向,三是原【左手定則】和【右手定則】在使用上,有時很復雜.

        把【陰陽學說】應用于物理教學中,可借此弘揚中國傳統(tǒng)文化,讓學生感受到中國古代文明的思想,對處理現(xiàn)代科學問題時仍具有指導作用,而且有時比現(xiàn)代科學還科學,讓學生感受到中國老祖宗的智慧的偉大,同時可激發(fā)學生愛國熱情.

        對于電磁現(xiàn)象,不論是“磁生電”還是“電生磁”,其微觀本質都是電荷定向移動時產(chǎn)生的.就安培力與洛倫茲力來說,安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn),洛倫茲力是安培力的微觀本質.洛倫茲力是在磁場中的電荷與磁場相對運動時,受到的其所在磁場對它的作用力;對于導體在磁場中切割磁感線產(chǎn)生電動勢的問題,其微觀本質是洛倫茲力作為非靜電力抗拒靜電力的結果;對于置于變化磁場里的電路中產(chǎn)生的感應電動勢、感應電流的問題,是因為變化的磁場產(chǎn)生了感應電場,導致了自由電荷定向移動的結果.既然,“磁生電”與“電生磁”的微觀本質相同.那么,為什么對磁場中的通電導體受力問題,就非得用左手定則;對磁場中的運動導體產(chǎn)生電動勢的問題,就非得右手定則呢?再有,在處理很多判斷感生電動勢及感應電流方向的問題時,要用到【楞次定律】和【安培定則】[HJ1.9mm],這在使用上很復雜,那么能否換一個方法,使判斷更簡捷呢?

        如果我們能換一個角度,換一個思路去思考這個問題,把原來的定則修改一下,情況就不同了.你會看到“電生磁”與“磁生電”的這一現(xiàn)象的兩個過程是那么的和諧與統(tǒng)一.

        3【左右手定則】與【左右手螺旋定則】

        依據(jù)陰陽學說,電與磁應是物質存在的兩種形式,也具有對立統(tǒng)一的陰陽兩種屬性,大的問題暫且不論.現(xiàn)只講本文的主題,正電荷為陽,對正電荷在磁場中的問題用左手;負電荷為陰,對負電荷在磁場中的問題用右手.磁通量增加為陽,對應左手;磁通量減小為陰,對應右手.修改后的定則——

        【左右手定則】伸開手掌,四指并攏,拇指與四指垂直,并且都跟手掌在一個平面內(nèi),把手掌放入磁場中,讓磁感線穿入手心,四指指向電荷運動的方向.那么大拇指的指向就是電荷在磁場中受的磁場力的方向.對正電荷用左手、對負電荷用右手;

        【左右手螺旋定則】手握螺旋狀,拇指指向產(chǎn)生電磁感應的磁場的磁感線方向,彎曲的四指指的是感應電動勢的方向.對磁通量增加時用左手、對磁通量減小時用右手.

        4【左右手定則】的應用

        4.1通電導體在磁場中受安培力的方向的判斷

        (1)如用左手判斷,伸開左手,四指并攏,拇指與四指垂直,讓磁感線穿入手心,使四指向正電荷沿導線運動的方向,則拇指的指向即為導體受安培力的方向.

        (2)如用右手判斷,伸開右手,四指并攏,拇指與四指垂直,讓磁感線穿入手心,使四指向負電荷沿導線運動的方向,則拇指的指向即為導體受安培力的方向、如圖1所示.

        [TP8GW45.TIF,BP#]

        4.2帶電粒子在磁場中受洛倫茲力的方向的判斷

        ⑴正電荷受洛倫茲力方向的判斷:伸開左手,四指并攏,拇指與四指垂直,讓磁感線穿入手心,使四指指向正電荷運動的方向,則拇指的指向即為正電荷受洛倫茲力方向.

        ⑵負電荷受洛倫茲力方向的判斷:伸開右手,四指并攏,拇指與四指垂直,讓磁感線穿入手心,使四指指向負電荷運動的方向,則拇指的指向即為負電荷受洛倫茲力方向.如圖2所示.

        [TP8GW46.TIF,BP#]

        4.3直導線在磁場中切割磁感線時產(chǎn)生的感生電動勢的方向的判斷

        (1)如用左手判斷,伸開左手,四指并攏,拇指與四指垂直,讓磁感線穿入手心,使四指指向導體運動方向,(即正電荷在導體的約束力作用下,在垂直直導線方向的分運動的方向),則拇指的指向端積累正電荷,為電源的正極,另一端為電源的負極.

        (2)如用右手判斷,伸開右手,四指并攏,拇指與四指垂直,讓磁感線穿入手心,使四指向導體運動方向,(即負電荷在導體的約束力作用下,在垂直直導線方向的分運動的方向),則拇指的指向端積累負電荷,為電源的負極,另一端為電源的正極.如圖3所示.

        [TP8GW47.TIF,BP#]

        5【左右手螺旋定則】的應用——閉合電路中產(chǎn)生的感生電動勢、感生電流的方向的判斷

        (1)當穿過回路的磁通量增大時,用左手握螺旋狀,拇指指磁場方向,彎曲的四指指的便是感生電動勢或感生電流的方向;

        (2)當穿過回路的磁通量減小時,用右手握螺旋狀,拇指指磁場方向,彎曲的四指指的便是感生電動勢或感生電流的方向.如圖4所示.

        [TP8GW48.TIF,BP#]

        這樣,對于電磁現(xiàn)象的電生磁與磁生電的兩個過程相關量的方向的判斷,左手和右手都可用.只是在運用上,左為陽為正,對正電荷用左手.右為陰為負,對負電荷用右手;磁通量增大為陽,用左手;磁通量減小為陰,用右手.

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