摘 要：右手在電磁學(xué)中的妙用，對(duì)認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)電磁理論非常重要，將左、右手定則轉(zhuǎn)換成右手判定的方法，在解決一些綜合性電磁現(xiàn)象的問題時(shí)尤為方便。

關(guān)鍵詞：右手定律；電磁學(xué)；工作原理

人類的雙手是勞動(dòng)與智慧的結(jié)晶，而右手的用途更廣，在電磁學(xué)中用右手可以判定電流的磁場(chǎng)、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用、電磁感應(yīng)、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷（或粒子）的作用以及楞次定律的應(yīng)用。對(duì)電磁理論的認(rèn)識(shí)與掌握需通過實(shí)驗(yàn)、觀察，將識(shí)圖、繪圖、空間想象融為一體，從而揭示電與磁的微觀聯(lián)系，定性地研究電流（運(yùn)動(dòng)電荷）、磁場(chǎng)、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)間的相互關(guān)系。從理論上讓學(xué)生了解自控電路、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)的工作原理，體會(huì)磁場(chǎng)知識(shí)的重要性。

下面分三部分，綜合介紹用右手判定某些電磁現(xiàn)象的定則、判定方法，以及對(duì)左、右手判定方法的改進(jìn)、完善與嘗試。

一、安培定則（也稱右手螺旋定則）

直線電流周圍磁力線方向跟電流方向之間的關(guān)系用安培定則（一）來判定。

安培定則（一）：用右手握住導(dǎo)線讓大拇指所指的方向跟電流的方向一致，那么彎曲的四指所指的方向就是磁力線的環(huán)繞方向。

使用安培定則（一）：首先確定電流方向，其次運(yùn)用圖1所示判定方法確定磁力線環(huán)繞方向，最后用虛線畫出磁力線并標(biāo)有箭頭。

這一定則的理解與掌握對(duì)于識(shí)圖能力和空間想象能力薄弱的學(xué)生，有一定的困難。因此，在教學(xué)中，借助輔助教具幫助學(xué)生理解安培定則（一）創(chuàng)造條件。例如，可以剪一大小適當(dāng)?shù)膱A硬紙板，中心開一個(gè)直徑略小于鉛筆直徑的小孔，在紙片正面以孔心為圓心，用虛線畫出同心圓，圓弧線上標(biāo)以逆時(shí)針方向的箭頭，將鉛筆從反面插入（如圖2所示），這時(shí)鉛筆尖的指向和電流方向相同，圓紙上磁力線方向就表示通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)方向。

讓學(xué)生跟著做圖2的模具，邊制作邊繪圖，培養(yǎng)學(xué)生的識(shí)圖、繪圖、空間想象的能力。

直線電流磁場(chǎng)的磁力線的三種表示法，如圖3所示。

再如，為了幫助學(xué)生了解螺線管的兩種不同繞法的表示。事先讓學(xué)生自備一根線，在鉛筆上（或?qū)⒕毩?xí)本卷成圓柱形）練習(xí)繞線，并畫出相應(yīng)的前繞與后繞圖形。螺線管繞法不同與電源正負(fù)極接法不同，在螺線管的圖形上標(biāo)明電流方向（如圖4）。圖4：A、B、C、D

通電螺線管兩端的磁極性質(zhì)（N、S極）跟電流方向間的關(guān)系用安培定則（二）。

用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流方向一致，那么，大拇指所指的那端就是通電螺線管的北極（N極），另一端為南極（S極）。如圖5示：

判定螺線管（通電）的N、S極：首先確定螺線管的電流方向，其次用圖5方法判定N、S極，最后標(biāo)出N、S極。

螺線管磁力線與條形磁鐵的周圍的磁力線相似。如圖6所示：

例如，判斷如圖7通電螺線管的N、S極，電流方向和電源的正負(fù)極。

安培定則（二）在楞次定律中的應(yīng)用。

楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，就是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。

當(dāng)磁鐵移近或插入線圈時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向相反。阻礙磁通量的增加，相鄰磁極同性。（如圖8：甲、乙）

當(dāng)磁鐵離開線圈或從線圈中拔出時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向相同。阻礙磁通量減少，相鄰磁極異性。（如圖8：丙、?。?/p>

說明：虛線表示磁鐵磁力線，實(shí)線表示感應(yīng)電流磁力線方向。

楞次定律的應(yīng)用：首先由楞次定律確定了線圈的N、S極，再用安培定則（二）判定線圈中感應(yīng)電流的方向。

二、右手定則改變?yōu)椤坝沂謩?dòng)、磁、電法則”

物理學(xué)中，右手定則可看作是楞次定律的特殊情況，那么，在什么情況下用右手定則來確定感應(yīng)電流的方向比較簡(jiǎn)便呢？

電磁感應(yīng)：

閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感生電流。

若導(dǎo)體不是閉合的，即使做切割磁力線運(yùn)動(dòng)，也不會(huì)產(chǎn)生感生電流，只是在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生感生電壓。

閉合電路中感生電流方向、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向、磁力線方向間關(guān)系用右手定則判定：

伸開右手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把右手放入磁場(chǎng)中，讓磁力線垂直穿入手心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，那么其余四指所指的方向就是感生電流方向。如圖9所示。

右手定則，從本質(zhì)上講運(yùn)動(dòng)是原因，通過磁場(chǎng)的作用，產(chǎn)生感生電流是結(jié)果。故更能反映其本質(zhì)特征，簡(jiǎn)稱為右手動(dòng)、磁、電法則：

伸出右手，讓大拇指、食指、中指兩兩相互垂直呈三維坐標(biāo)形。讓大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，食指指向磁場(chǎng)方向，那么，中指所指的方向即為產(chǎn)生感生電流的方向。如圖10所示：

右手定則改變?yōu)椋河沂帧皠?dòng)磁電”法則，它更形象地反映了電磁現(xiàn)象的本質(zhì)特征，從定則本質(zhì)科學(xué)地反映了發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)器。發(fā)電機(jī)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要應(yīng)用之一。

三、左手定則改為：右手“電磁動(dòng)”法則

磁場(chǎng)對(duì)電流的作用。通電導(dǎo)體的受力方向、磁場(chǎng)方向、電流方向間的關(guān)系用左手定則判定：

伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，把左手放入磁場(chǎng)中，讓磁力線垂直穿入手心，并四指指向電流方向，那么，拇指所指的方向，就是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向。如圖11所示。

運(yùn)用左、右手定則時(shí)，教科書上都得據(jù)因果關(guān)系，然后選擇左手、右手確定判定法則，這種較繁雜的選擇對(duì)以后的學(xué)習(xí)可能會(huì)造成不必要的麻煩，導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果。

左手定則變?yōu)橛沂帧半姶艅?dòng)”法則：

伸開右手，使大拇指、食指、中指兩兩相互垂直，讓大拇指指向?qū)w的電流方向（原因）、食指指向磁場(chǎng)方向，那么中指所指的方向就是導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向（結(jié)果）。如圖12所示：

利用右手拇指、食指、中指構(gòu)成的三維坐標(biāo)系的判定方法：大拇指始終是指原因的，食指指向磁場(chǎng)方向，中指所指方向始終是結(jié)果。因此，我們只要根據(jù)已知條件分清因果關(guān)系，將左、右手定則合二為一，省時(shí)省事，事半功倍。這種方法也可以判定磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷（粒子）的作用（教科書上用左手定則判定）。

根據(jù)規(guī)定：正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?，運(yùn)動(dòng)電荷是負(fù)電荷為帶負(fù)電的粒子，粒子運(yùn)動(dòng)方向與電流方向相反。即是正電荷運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较?，?fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向與電流方向相反。

應(yīng)用右手“電磁動(dòng)”法則：

伸開右手，使大拇指、食指、中指兩兩相互垂直，讓大拇指指向電流方向，食指指向磁場(chǎng)方向，那么中指所指的方向即為洛倫茲力的方向（運(yùn)動(dòng)方向）。

例1.試判斷如圖13帶電粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向。

例2.如圖14，判斷出通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向。

[分析]

原因：電流

結(jié)果：受力方向（運(yùn)動(dòng)方向）

用右手電磁動(dòng)法則，（即左手定則）

例3.如圖15是閉合電路部分導(dǎo)體AB要在磁場(chǎng)中做切割磁力線運(yùn)動(dòng)，在導(dǎo)線中標(biāo)出感生電流方向。

[分析]

原因：運(yùn)動(dòng)

結(jié)果：電流，用右手動(dòng)磁電法則（即右手定則）

例4.如圖16，在平行的金屬導(dǎo)軌上放有兩根互相平等且可以自由滑動(dòng)的導(dǎo)體ab和cd，它們放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖16所示。當(dāng)導(dǎo)體ab向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體cd將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？如果不要求判定導(dǎo)體cd中感應(yīng)電流的方向，你能不能直接運(yùn)用楞次定律判定導(dǎo)體cd的運(yùn)動(dòng)方向？

[解答]導(dǎo)體ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感生電流。用右手動(dòng)磁電法則（右手定則）。導(dǎo)體ab電流方向由b→a，abcd構(gòu)成閉合回路，cd中電流方向由c到d（c→d），導(dǎo)體cd的運(yùn)動(dòng)方向確定用右手電磁動(dòng)法則

（即左手定則）判定，導(dǎo)體cd運(yùn)動(dòng)方向向右。

楞次定律判定：因?yàn)閍b向右運(yùn)動(dòng)，由abcd構(gòu)成回路，磁通量增加，cd阻礙磁通量的變化，所以abcd回路的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，即cd向右運(yùn)動(dòng)，與ab同向。

右手在電磁學(xué)中的妙用，對(duì)我們認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)電磁理論非常重要，將左、右手定則轉(zhuǎn)換成右手判定的（電磁動(dòng)法則、動(dòng)磁電法則）方法，在解決一些綜合性電磁現(xiàn)象的問題時(shí)尤為方便捷徑。

參考文獻(xiàn)：

金演寧.左手定則和右手定則的正確認(rèn)識(shí)和運(yùn)用.技術(shù)物理教學(xué)，1996（02）.

（作者單位 山西省原平市段家堡中學(xué)）