活用“右手定則”解決高中物理電磁學(xué)問(wèn)題

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(mén)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)儆诖怪钡钠矫妫宰笥沂侄▌t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(kāi)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。