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灵活运用右手和左手判断电磁学中的物理量方向
作者：杨光元
来源：《新课程·中学》2019年第03期
摘 要：本文主要以如何运用“安培定则”“右手定则”和“左手定则”解决高中物理电磁学问题为重点，阐述三个定则的区别和应用，从运用“安培定则”判断电流方向和磁场方向的关系、运用“右手定则”判断磁场中导体运动方向和感应电流方向的关系、运用“左手定则”判断通电导体和运动电荷在磁场中的受力方向等几个方面进行深入探索与研究，目的在于在教学中灵活运用三个定则解决高中物理电磁学问题。
关键词：安培定则；右手定则；左手定则；高中；物理知识；电磁学问题
在高中物理电磁学中，常运用“安培定则”“右手定则”和“左手定则”判断电磁学中的一些物理量的方向，许多学生常常对三个定则混淆不清，不能正确运用。如何避免在学习三个定则的过程中出现知识混乱现象，让学生能够正确理解应用三个定则解决高中电磁学问题，是需要着手解决的问题。
一、“安培定则”和“右手定则”以及“左手定则”的区别
“安培定则”也叫右手螺旋定则，是用来判断通电导线产生的磁场方向，对环形导线的判断方法是将右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指方向就是环形导线轴线上磁感线的方向，而对直导线的判断方法是右手握住导线，让伸直的拇指所指方向与电流方向一致，则弯曲四指的方向就是磁感线环绕的方向；“右手定则”是用来判断导体在磁场中切割磁感线运动时产生的感应电流方向，方法是将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向；“左手定则”是判断通电导线在磁场中的受力方向，方法是将左手手掌伸平，四指并拢，使大拇指与四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四个手指指向电流方向，大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中的受力方向。教学过程中，要注意引导学生区别三个定则，理解清楚判断什么方向要用什么定则，避免混淆不清。
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一种判断安培力方向的好方法
作者：何准
来源：《中学物理·高中》2013年第03期
通常我们在判定磁场对电流作用力方向的时候采用的是左手定则，这种方法实用且直观，然而初学者往往容易与右手螺旋定则（安培定则）和右手定则相混淆，从而引起不必要的错误.笔者发现还有一种方法比左手定则更加简单、实用，现介绍给大家，供同行们在教学中参考.1
判定安培力方向的另一方法
如图1所示垂直纸面向里的匀强磁场中有一通电直导线，试判断导线所受的安培力的方向.我们发现空间中同时存在了两个磁场，一个是匀强磁场，另一个则是电流形成的磁场，两个磁场在空间叠加，使得导线右边的磁场变强，左边的磁场变弱，运用左手定则可以判断出安培力的方向向左.通电导线所受安培力的方向指向的区域是磁场减弱的区域.我们改变磁场或电流的方向，始终可以得出同样的结论，那就是：在磁场中的通电导体所受安培力的方向，始终指向因通电导体产生的磁场导致磁场减弱的区域.2 判定安培力方向方法应用2.1 磁场对电流的作用
（2009年海南卷）一根容易发生形变的弹性导线，两端固定.导线中通有电流，方向如图2中箭头所示.当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是
解析 没有通电时导线是直的，竖直向上.当加上竖直向上的磁场时，由于电流形成的磁场与原磁场叠加时，各处的变化情况是中心对称的，所以导线不受安培力，不会弯曲，A图错误；B图加上水平向右的匀强磁场，外侧变强，内侧变弱，电流所受的安培力应垂直纸面向里，B图弯曲方向错误；同理，C、D图中右侧磁场变强，左侧磁场变弱，由上述结论可知安培力的方向总是指向磁场变弱的区域，故电流所受的安培力向左，因此D图错误，C图正确.答案选C.2.2 电流对电流的作用
运用上述判断磁场对电流的作用力的方法，证明通有同向电流的导线相互吸引，通有异向电流的导线相互排斥.
感应电流、安培力方向的判断
作者：蒋邦勇
来源：《文理导航·教育研究与实践》 2013年第11期
重庆市武隆县长坝中学校 蒋邦勇
大家知道，通电导体在磁场中的受力方向用左手定则判断；闭合回路中的一部分导体切割磁感线运动时，感应电流的方向用右手定则判断。在实际教学中无论教师怎么强调，都会有学生左右手运用混淆的现象。下面是笔者在教学中总结的如何都用左手来判断上述两个方向的方法。
一、实质分析
1.通电导体在磁场中的受力实质：电荷的定向移动形成了电流。通电导线在磁场中之所以要受安培力的作用，是因为形成电流的每一个电荷都受到洛伦兹力，这些力的合力就是安培力。
2.导体切割磁感线产生感应电流实质：金属导体内有大量的可自由移动的电荷，当导体做切割磁感线运动时，导体内的电荷与导体运动方向相同。这些电荷一旦运动起来，每一个自由电荷就会受到洛伦兹力，最终这些电荷在洛伦兹力作用下将沿导体做定向运动，即形成了感应电流。按照物理学中的规定，电流方向为正电荷定向移动方向（或为负电荷移动方向的反方向）。
经过分析，我们自然会发现在以上两类物理问题中存在一个相同的因果关系，即：因运动电荷，果受洛伦兹力作用。所以如果把这种因果关系都用一只手即左手来表示的话，那就可以解决学生在这两类问题的分析判断中出现混淆的现象。
二、新的想法
1.都用左手；
2.手形都相同（即四指并拢与拇指张开形成直角且在同一平面内，让磁感线穿入掌心）；
3.都是四指表原因，拇指表结果。
三、表示方法
1.通电导体在磁场中的受力方向的判断，如图1（即教材中的左手定则，在此不详说）：导体中的电流是产生安培力的原因→（用四指表示）；安培力是电流在磁场中形成的结果→（用大拇指表示）。所以大拇指表受力方向。
2.导体切割磁感线产生感应电流方向的判断，如图2（伸出左手，让磁感线穿入掌心，左手四指表示导体切割磁感线运动的方向，则大拇指表示感应电流的方向。这样判断的结果与右手定则完全相同）：导体运动即切割方向是原因（用四指表示）；导体中的正电荷受洛伦兹力（或负电荷定向移动的反方向）即感应电流方向是结果→（用大拇指表示）。所以大拇指表感应电流方向。
电子洛伦兹力方向和左手定则
具体问题为： 1、电子的洛伦兹力方向可以用左手吗？这时四指方向代表什么？（同学告诉我可以判断电子的受力方向，这时四指指向正电荷运动方向，但大拇指出判断的是电子的受力方向。如果这是正确的，那么在电流中，正负电荷受力方向岂不就一样了？） 2、在电流中，是不是无论是正电荷还是负电荷受到的洛伦兹力方向都一样？ 3、如果受力方向都一样，那么如何会出现束含有正负电荷的粒子射入磁场中会有不同的偏向？ ps鉴于霍尔效应而提以上问题，看题答题，谢谢合作~！
1、 电子的洛伦兹力方向可以用左手吗？ ——应该用左手 这时四指方向代表什么？
——指向正电荷的运动方向
（同学告诉我可以判断电子的受力方向，这时四指指向正电荷运动方向，但大拇指出判断的是电子的受力方向。如果这是正确的，那么在电流中，正负电荷受力方向岂不就一样了？）
——不一样，把电子运动的反方向作为电荷运动的方向 2、在电流中，是不是无论是正电荷还是负电荷受到的洛伦兹力方向都一样？
——只要电荷的电量一样不管正负其受力大小一样，只是正负电荷受力方向相反 3、如果受力方向都一样，那么如何会出现束含有正负电荷的粒子射入磁场中会有不同的偏向？
——正负电荷在磁场中的受力方向是相反的，不会受到同一方向的力。
