楊光元

摘 要：本文主要以如何運用“安培定則”“右手定則”和“左手定則”解決高中物理電磁學問題為重點，闡述三個定則的區(qū)別和應用，從運用“安培定則”判斷電流方向和磁場方向的關(guān)系、運用“右手定則”判斷磁場中導體運動方向和感應電流方向的關(guān)系、運用“左手定則”判斷通電導體和運動電荷在磁場中的受力方向等幾個方面進行深入探索與研究，目的在于在教學中靈活運用三個定則解決高中物理電磁學問題。

關(guān)鍵詞：安培定則；右手定則；左手定則；高中；物理知識；電磁學問題

在高中物理電磁學中，常運用“安培定則”“右手定則”和“左手定則”判斷電磁學中的一些物理量的方向，許多學生常常對三個定則混淆不清，不能正確運用。如何避免在學習三個定則的過程中出現(xiàn)知識混亂現(xiàn)象，讓學生能夠正確理解應用三個定則解決高中電磁學問題，是需要著手解決的問題。

一、“安培定則”和“右手定則”以及“左手定則”的區(qū)別

“安培定則”也叫右手螺旋定則，是用來判斷通電導線產(chǎn)生的磁場方向，對環(huán)形導線的判斷方法是將右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指方向就是環(huán)形導線軸線上磁感線的方向，而對直導線的判斷方法是右手握住導線，讓伸直的拇指所指方向與電流方向一致，則彎曲四指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向；“右手定則”是用來判斷導體在磁場中切割磁感線運動時產(chǎn)生的感應電流方向，方法是將右手手掌伸平，使大拇指與其余并攏的四指垂直，并與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線從手心穿入，大拇指指向?qū)w運動方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向；“左手定則”是判斷通電導線在磁場中的受力方向，方法是將左手手掌伸平，四指并攏，使大拇指與四指垂直，并與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過手心，四個手指指向電流方向，大拇指所指的方向就是通電導體在磁場中的受力方向。教學過程中，要注意引導學生區(qū)別三個定則，理解清楚判斷什么方向要用什么定則，避免混淆不清。

二、“三個定則”在高中物理電磁學問題中的靈活運用

1.運用“安培定則”判斷電流方向和磁場方向的關(guān)系

安培定則也叫右手螺旋定則，是右手的四個手指是彎曲的，呈螺旋形狀。仔細研究可以發(fā)現(xiàn)，大拇指所指方向和其余四個手指彎曲的方向所代表的方向不是固定的，而是靈活變化的：在判斷通電直電線的電流方向和磁感線方向的關(guān)系時，大拇指方向代表的是電流方向，其余四個手指的方向代表的是磁感線方向；而在判斷通電環(huán)形導線的電流方向和磁感線方向的關(guān)系時，大拇指和其余四指所代表的方向恰好相反，大拇指方向代表的是磁場方向，其余四個手指的彎曲方向代表的是電流方向。也就是說，大拇指和其余四指所指方向中，如果某一個指的是電流方向，則另一個指的就是磁場方向，學生沒必要死記硬背，在運用時要靈活。例如，在已知通電直導線的磁場方向時，我們只要將彎曲的四指沿磁感線方向握住導線，就能根據(jù)大拇指所指方向判斷直導線中的電流方向；又例如，已知環(huán)形電線北極方向，我們只要將大拇指向環(huán)形導線的北極方向，則四指彎曲的方向就是電流方向。

2.運用“右手定則”判斷磁場中導體運動方向和感應電流方向的關(guān)系

在電磁感應問題中，關(guān)于感應電流方向的判斷，我們大多數(shù)時候運用的是“楞次定律”，認真理解楞次定律中“阻礙”的含義，應用“增反減同”“增縮減擴”“增離減靠”“來拒去留”的原則，結(jié)合“安培定則”就可以判斷感應電流的方向。但對于切割磁感線運動問題，我們應用右手定則判斷感應電流方向更為直接，而且我們還可以根據(jù)已知的感應電流方向倒過來判斷導體運動方向。在運動“右手定則”時，要給學生強調(diào)，如果磁感線不能垂直穿過手心，則可以讓磁感線斜著穿入手心也可，只是在計算感應電動勢大小時，應該用垂直分量和有效切割長度進行計算。

3.運用“左手定則”判斷通電導體和運動電荷在磁場中的受力方向

在運用“左手定則”時，同樣會遇到磁場方向和導體中電流方向不垂直的問題，我們在教學中同樣要告訴學生，讓磁感線斜著穿過手心判斷導體受到的安培力方向，在計算安培力的大小時用垂直分量計算。另外，我們還可以運動“左手定則”判斷運動電荷在磁場中受到的洛倫茲力方向，方法是將正電荷的運動方向或負電荷運動的反方向作為電流方向，應用“左手定則”判斷運動電荷所受到的洛倫茲力方向。在解決具體問題時，如果已知了運動電荷受到的洛倫茲力方向，也要學會倒過來判斷運動電荷的運動方向。

教師在引導學生運用“安培定則”“右手定則”和“左手定則”解決高中物理電磁學問題時，要讓學生注意區(qū)別的三個定則，加深理解，不能混淆，并掌握運用定則的基本方法，提升課堂教學效率和質(zhì)量。教師要通過學習和研究，不斷提升教學的實效性。

參考文獻：

王乃玉.活用“右手定則”解決高中物理電磁學問題[J].中華少年，2016（17）.

編輯 原琳娜