左右手定则

来源 :中学物理·高中 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dingdang19822003
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  1简要【阴阳学说】
  【阴阳学说】它扎根于中华大地这块沃土,千百年来一直在流传.提起【阴阳学说】这一理论.也许会有很多人感到陌生,但有句话:“男左女右”,可谓老幼皆知.这句“男左女右”就源自于“阴阳学说”.其基本思想就是一切事物都有阴阳两种属性,即对立统一属性.一般地说,凡是明亮的、温热的、在上的、活动的、兴奋的、强壮的、外向的、无形的、机能亢进的,都是属于阳;相对晦暗的、寒冷的、在下的、静止的、抑制的、虚弱的、内向的、有形的、机能衰退的,都是属于阴.
  本文中的“左手”为阳、“右手”为阴;“正电荷”为阳、“负电荷”为阴;“增大”为阳、“减小”为阴.这样,“左手”对应“正电荷”,对应“磁通量增大”;“右手”对应“负电荷”,对应“磁通量减小”.
  2把【左手定则】和【右手定则】修改为【左右手定则】的必要性
  自西方文化传入中国以来,就一直在运用【左手定则】和【右手定则】作为判断电磁现象中有关方向的问题.似乎没人去更改它,专家学者无暇想它,对于在重点校就读学子来说,根本就不是问题的问题,可对普通校的学生来说,在这两个定则的使用上常出错误.究其原因,一是把两个定则记混,二是在用【左手定则】判断负电荷在磁场中受洛伦兹力的方向时,把运动方向当成电流的方向,三是原【左手定则】和【右手定则】在使用上,有时很复杂.
  把【阴阳学说】应用于物理教学中,可借此弘扬中国传统文化,让学生感受到中国古代文明的思想,对处理现代科学问题时仍具有指导作用,而且有时比现代科学还科学,让学生感受到中国老祖宗的智慧的伟大,同时可激发学生爱国热情.
  对于电磁现象,不论是“磁生电”还是“电生磁”,其微观本质都是电荷定向移动时产生的.就安培力与洛伦兹力来说,安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观本质.洛伦兹力是在磁场中的电荷与磁场相对运动时,受到的其所在磁场对它的作用力;对于导体在磁场中切割磁感线产生电动势的问题,其微观本质是洛伦兹力作为非静电力抗拒静电力的结果;对于置于变化磁场里的电路中产生的感应电动势、感应电流的问题,是因为变化的磁场产生了感应电场,导致了自由电荷定向移动的结果.既然,“磁生电”与“电生磁”的微观本质相同.那么,为什么对磁场中的通电导体受力问题,就非得用左手定则;对磁场中的运动导体产生电动势的问题,就非得右手定则呢?再有,在处理很多判断感生电动势及感应电流方向的问题时,要用到【楞次定律】和【安培定则】[HJ1.9mm],这在使用上很复杂,那么能否换一个方法,使判断更简捷呢?
  如果我们能换一个角度,换一个思路去思考这个问题,把原来的定则修改一下,情况就不同了.你会看到“电生磁”与“磁生电”的这一现象的两个过程是那么的和谐与统一.
  3【左右手定则】与【左右手螺旋定则】
  依据阴阳学说,电与磁应是物质存在的两种形式,也具有对立统一的阴阳两种属性,大的问题暂且不论.现只讲本文的主题,正电荷为阳,对正电荷在磁场中的问题用左手;负电荷为阴,对负电荷在磁场中的问题用右手.磁通量增加为阳,对应左手;磁通量减小为阴,对应右手.修改后的定则——
  【左右手定则】伸开手掌,四指并拢,拇指与四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手掌放入磁场中,让磁感线穿入手心,四指指向电荷运动的方向.那么大拇指的指向就是电荷在磁场中受的磁场力的方向.对正电荷用左手、对负电荷用右手;
  【左右手螺旋定则】手握螺旋状,拇指指向产生电磁感应的磁场的磁感线方向,弯曲的四指指的是感应电动势的方向.对磁通量增加时用左手、对磁通量减小时用右手.
  4【左右手定则】的应用
  4.1通电导体在磁场中受安培力的方向的判断
  (1)如用左手判断,伸开左手,四指并拢,拇指与四指垂直,让磁感线穿入手心,使四指向正电荷沿导线运动的方向,则拇指的指向即为导体受安培力的方向.
  (2)如用右手判断,伸开右手,四指并拢,拇指与四指垂直,让磁感线穿入手心,使四指向负电荷沿导线运动的方向,则拇指的指向即为导体受安培力的方向、如图1所示.
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  4.2带电粒子在磁场中受洛伦兹力的方向的判断
  ⑴正电荷受洛伦兹力方向的判断:伸开左手,四指并拢,拇指与四指垂直,让磁感线穿入手心,使四指指向正电荷运动的方向,则拇指的指向即为正电荷受洛伦兹力方向.
  ⑵负电荷受洛伦兹力方向的判断:伸开右手,四指并拢,拇指与四指垂直,让磁感线穿入手心,使四指指向负电荷运动的方向,则拇指的指向即为负电荷受洛伦兹力方向.如图2所示.
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  4.3直导线在磁场中切割磁感线时产生的感生电动势的方向的判断
  (1)如用左手判断,伸开左手,四指并拢,拇指与四指垂直,让磁感线穿入手心,使四指指向导体运动方向,(即正电荷在导体的约束力作用下,在垂直直导线方向的分运动的方向),则拇指的指向端积累正电荷,为电源的正极,另一端为电源的负极.
  (2)如用右手判断,伸开右手,四指并拢,拇指与四指垂直,让磁感线穿入手心,使四指向导体运动方向,(即负电荷在导体的约束力作用下,在垂直直导线方向的分运动的方向),则拇指的指向端积累负电荷,为电源的负极,另一端为电源的正极.如图3所示.
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  5【左右手螺旋定则】的应用——闭合电路中产生的感生电动势、感生电流的方向的判断
  (1)当穿过回路的磁通量增大时,用左手握螺旋状,拇指指磁场方向,弯曲的四指指的便是感生电动势或感生电流的方向;
  (2)当穿过回路的磁通量减小时,用右手握螺旋状,拇指指磁场方向,弯曲的四指指的便是感生电动势或感生电流的方向.如图4所示.
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  这样,对于电磁现象的电生磁与磁生电的两个过程相关量的方向的判断,左手和右手都可用.只是在运用上,左为阳为正,对正电荷用左手.右为阴为负,对负电荷用右手;磁通量增大为阳,用左手;磁通量减小为阴,用右手.
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