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        活用“右手定則”解決高中物理電磁學(xué)問(wèn)題

        2018-12-20 11:29:59鄒威湖南省衡陽(yáng)縣第一中學(xué)
        數(shù)碼世界 2018年12期
        關(guān)鍵詞:磁場(chǎng)高中物理方向

        鄒威 湖南省衡陽(yáng)縣第一中學(xué)

        引言:在整個(gè)高中階段,物理學(xué)科是難度較大的一門學(xué)科,其中電磁學(xué)的問(wèn)題是比較關(guān)鍵的一部分,電磁學(xué)中的很多知識(shí)內(nèi)容都是有一定難度的。在具體的解題過(guò)程中,可以將課本之中的知識(shí)靈活的進(jìn)行運(yùn)用,從而形成解題思路。本人通過(guò)對(duì)右手定則的學(xué)習(xí)與研究,發(fā)現(xiàn)右手定則可以解決一些電磁學(xué)問(wèn)題,那么下面就來(lái)談一談?dòng)沂侄▌t在高中物理電磁學(xué)問(wèn)題中的運(yùn)用。

        1. 高中物理中電磁學(xué)的三個(gè)定則

        高中物理電磁學(xué)這部分的知識(shí)是比較抽象難懂的,其中有三個(gè)至關(guān)重要的定則需要準(zhǔn)確掌握,這是學(xué)懂電磁學(xué)的關(guān)鍵。首先一定要先把握這三大定則的概念,然后進(jìn)行深入的學(xué)習(xí),可以將這三大定則進(jìn)行比較,從而研究它們的不同與運(yùn)用規(guī)律。第一就是安培定則,其也被稱為螺旋定則,主要用來(lái)表示電流和電磁線方向間的關(guān)系。第二就是左手定則,也被稱為發(fā)動(dòng)機(jī)定則,這一定則主要判定在電磁場(chǎng)中,載流導(dǎo)線的受力方向。最后就是文章所要重點(diǎn)探討的內(nèi)容,即右手定則,也可以被叫為發(fā)電機(jī)定則,主要用于判定導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)的電流方向。這三大定則較為相近,尤其是左、右手定則,在學(xué)習(xí)過(guò)程中可能會(huì)分辨不清,將其混淆在一起。所以筆者通過(guò)研究與學(xué)習(xí),發(fā)現(xiàn)可以將這三大定則進(jìn)行合并轉(zhuǎn)換,僅使用右手定則就能夠解決很多電磁學(xué)問(wèn)題。

        2. “右手定則”在高中物理電磁學(xué)問(wèn)題中的運(yùn)用

        2.1 右手定則與安培定則的結(jié)合

        在學(xué)習(xí)電磁學(xué)的問(wèn)題時(shí),如果能將這三大定則進(jìn)行轉(zhuǎn)化,使用某一定則解決問(wèn)題,那么就可以避免對(duì)概念的混淆,從而時(shí)解題思路更加的簡(jiǎn)易。那么其中,安培定則就可以和右手定則進(jìn)行合并,從而靈活的應(yīng)用。在二者合并以后,就可以把它稱之為右手螺旋定則,具體可以將右手彎曲,最終用四個(gè)指頭的方向代表旋轉(zhuǎn)方向,選擇拇指的指向作為螺釘受力后的前進(jìn)方向,拇指的方向也可以被認(rèn)定是電流的方向。以直線電流為例,可以使用右手定則來(lái)分析直線電流,其中,四指彎曲的方向就可以被判定為磁場(chǎng)的方向,如果處在環(huán)形電流環(huán)境中,四指方向又可以代表螺釘旋轉(zhuǎn)方向,拇指方向代表中軸以上的磁場(chǎng)方向。如果在分析螺旋管電流方向的問(wèn)題時(shí),可以把其看作是環(huán)形電流,來(lái)進(jìn)行分析解題,這樣就可以靈活的使用右手定則分析電磁學(xué)問(wèn)題。但是在分析環(huán)形電流磁場(chǎng)問(wèn)題的時(shí)候,一定要注意沿著中心軸感應(yīng)線方向的指向是N極。

        2.2 判定載流導(dǎo)線的受力方向

        在電磁學(xué)問(wèn)題中,通常是使用左手定則確分析磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線方向問(wèn)題,然而這種判斷方式比較容易判斷失誤,其實(shí)一樣可以靈活的應(yīng)用右手定則來(lái)分析這類問(wèn)題。因?yàn)槠渲械淖饔昧Ψ较驅(qū)儆诖怪钡钠矫?,所以左右手定則均可以使用。在具體運(yùn)用右手定則的時(shí)候,可以按照如下步驟進(jìn)行分析,首先要擺好右手的姿勢(shì),具體將拇指垂直于四指,將食指垂直于手掌擺放,此時(shí)拳頭、拇指和四指的方向是垂直關(guān)系。當(dāng)分析磁場(chǎng)中載流導(dǎo)線的受力方向時(shí),可以將拳頭方向看做電流方向,四指方向看做磁場(chǎng)方向。如果在分析洛倫茲力產(chǎn)生的方向時(shí),一樣可以使用右手定則原理,不過(guò)在具體分析時(shí),要注意拳頭的朝向才是正電荷產(chǎn)生的方向。另外,條形磁鐵與環(huán)形電流是等效的,通電螺旋管也可以看作是兩個(gè)或更多的環(huán)形電流。

        2.3 判定導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向

        除了以上兩類問(wèn)題以外,在分析導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)的電流方向時(shí),本身就應(yīng)該使用右手定則。這具體的過(guò)程與上面所述的一樣,保持右手的拳頭、拇指和四指為垂直關(guān)系,從而對(duì)在磁場(chǎng)中的感應(yīng)電流方向做出判別。其中四指方向代表磁場(chǎng)方向,拳頭方向代表運(yùn)動(dòng)方向,拇指方向代表電流方向,這是就是右手定則運(yùn)用的基本方法,使用右手定則高效簡(jiǎn)便,是需要全體同學(xué)必須牢記于心的,尤其非常適用于判定感應(yīng)電流方向的問(wèn)題之中。

        2.4 右手定則的規(guī)律與運(yùn)用優(yōu)勢(shì)

        從以上分析的內(nèi)容中,本人還發(fā)現(xiàn)了一定的規(guī)律,就是用右手定則處理此類問(wèn)題的時(shí)候,四指基本都代表著磁場(chǎng)方向,拇指則代表題目中所需要判定的方向,所以我們可以掌握這個(gè)規(guī)律,著重觀察右手拇指的方向,從而提高解題效率。這樣的右手定則方式也有非常大的優(yōu)勢(shì),第一就是簡(jiǎn)單高效,在具體解決這三大電磁學(xué)問(wèn)題的時(shí)候,無(wú)需換手,只需要靈活的使用右手定則,就可以進(jìn)行方向分析,四指拇指所代表的方向也基本不會(huì)改變,可以降低出錯(cuò)的概率。第二,右手定則的方法較為簡(jiǎn)單,可以化繁瑣為簡(jiǎn)單,使物理學(xué)習(xí)變得更加容易。第三,這樣靈活運(yùn)用的方式也可以開啟物理思維,幫助高中生將所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通,從而找到適合解題的最簡(jiǎn)潔思路。

        結(jié)束語(yǔ):綜上所述,對(duì)于高中物理中的電磁有問(wèn)題,我們可以具體將左手定則與安培定則、右手定則這三大定則進(jìn)行融合和轉(zhuǎn)化,一定要掌握右手定則,并將其靈活的運(yùn)用起來(lái),從而提高解題速度,解決此類電磁學(xué)問(wèn)題。在學(xué)習(xí)其他知識(shí)的時(shí)候,也可以創(chuàng)新思維,靈活運(yùn)用理論知識(shí),找到其它類型問(wèn)題的解題規(guī)律,從而提高自己的物理學(xué)習(xí)水平。

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