磁场 安培定则 左手定则
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磁场中电流方向的判断
磁场是电磁学中重要的概念,它是指空间中存在磁力作用的场。
磁场的产生离不开电流。
在磁场中,电流的方向决定了电流所受的磁力方向和大小。
因此,准确判断磁场中电流的方向对于理解磁场的基本规律具有重要意义。
一、安培定则
在磁场中,磁力的方向与电流方向、磁场方向有关,根据安培定则,电流在磁场中受到的磁力方向与下列因素有关。
1、电流方向
2、磁场方向
3、电流与磁场的夹角
安培定则分为左手定则和右手定则。
左手定则是指将左手张开,让手指指向磁场的方向,让手掌的正方向指向电流方向,此时大拇指所指的方向就是电流受力的方向。
二、弯曲右手定则
有时候,磁场与电流垂直,使用安培定则无法判断电流的受力方向,可以使用弯曲右手定则。
三、磁场形状对电流方向的影响
如果磁场是从南极到北极方向扩散的,那么根据右手定则,电流在磁场中会受到一个向里的力,即电流会向磁场的中心运动。
总之,对于磁场中电流方向的判断,需要根据安培定则、弯曲右手定则以及磁场形状的特点来进行综合判断,才能更加准确地理解磁场中电流的基本规律。
物理左手法则左手定则,也叫安培定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。
具体内容为:伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;将左手从左边放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心(手心对准N 极,手背对准S极),四指指向电流的方向,则大拇指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向(即运动方向)。
在物理学中,左手定则主要用于判断安培力、洛伦兹力、电场力做功正负以及部分带电粒子的运动方向。
以下是详细介绍:1. 判断安培力:当导线在磁场中时,其受到的安培力与磁场和电流的方向关系可以用左手定则来判断。
具体操作为伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;将左手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心(手心对准N极,手背对准S极),四指指向电流的方向,则大拇指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向(即运动方向)。
2. 判断洛伦兹力:洛伦兹力是指带电粒子在磁场中受到的力。
同样可以用左手定则来判断。
具体操作为伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;将左手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心(手心对准N 极,手背对准S极),四指指向正电荷的运动方向,则大拇指的方向就是洛伦兹力的方向。
3. 判断电场力做功正负:对于正电荷,其受力方向与电场方向相同;对于负电荷,其受力方向与电场方向相反。
因此也可以使用左手定则来判断电场力做功的正负。
具体操作为伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;将左手放入电场中,让电场线垂直穿过手心(手心对准正电荷或负电荷),四指指向正电荷的运动方向或负电荷的运动方向的反方向,则大拇指的方向就是电场力的方向。
如果大拇指指向正电荷运动的方向,则电场力做正功;如果大拇指指向负电荷运动的方向的反方向,则电场力做负功。
4. 判断带电粒子的运动方向:对于带电粒子在磁场中的运动问题,也可以使用左手定则来判断其运动方向。
具体操作为伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;将左手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心(手心对准N极,手背对准S极),四指指向正电荷的运动方向或负电荷的运动方向的反方向,则大拇指的方向就是洛伦兹力的方向。
高考热点专题复习 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用 在选择题中,近两年的理综考试的知识点分布都比较稳定,力学和电学的内容共有四道题,可能是两道力学,两道电学,或者是力电综合的题目,而有关电磁学内容的选择题必定会涉及到安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律这些规律的使用,所以我们务必要弄清楚它们的区别,熟练掌握应用它们的步骤.安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律应用于不同的现象:★判断闭合电路(或电路中可动部分导体)相对运动类问题的分析策略在电磁感应问题中,有一类综合性较强的分析判断类问题,主要讲的是磁场中的闭合电路在一定条件下产生了感应电流,而此电流又处于磁场中,受到安培力作用,从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动. 对其运动趋势的分析判断可有两种思路: ①常规法:据原磁场(B 原方向及ΔΦ情况)确定感应磁场(B 感方向)−−−−→−安培定则判断感应电流(I 感方向)−−−−→−左手定则导体受力及运动趋势.②效果法由楞次定律可知,感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”,深刻理解“阻碍”的含义.据"阻碍"原则,可直接对运动趋势做出判断,更简捷、迅速.★判断自感电动势的方向类问题感应电流的效果总是阻碍原电流变化(自感现象)——当自感线圈的电流增大时,感应电流阻碍“原电流”的增大,所以感应电流与原电流的方向相反;当自感线圈的电流减小时,感应电流阻碍“原电流”的减小,则感应电流与原电流的方向相同!判断感应电动势的思路为:据原电流(I 原方向及I 原的变化情况)确定感应电流I 感的方向(“增反减同”) −−−−−−−−−−−→−出电流从电动势的正极流判断感应电动势的方向高考真题:1. (2004年全国卷Ⅳ,15)如图10-4所示,在x ≤0的区域内存在匀强磁场,磁场的方向垂直于xy 平面(纸面)向里.具有一定电阻的矩形线框abcd 位于xy 平面内,线框的ab 边与y 轴重合.令线框从t= O 的时刻起由静止开始沿x 轴正方向做匀加速运动,则线框中的感应电流I(取逆时针方向的电流为正)随时间t 的变化图线I-t 图可能是图10-5中的哪一个( )2.图10-12中MN 、GH 为平行导轨,AB 、CD 为跨在导 轨上的两根横杆,导轨和横杆均为导体.有匀强磁场垂直于导轨所在平面,方向如图.用I 表示回路中的电流( )A .当AB 不动而CD 向右滑动时,I ≠O 且沿顺时针方向B .当AB 向左、CD 向右滑动且速度大小相等时,I=OC .当AB 、CD 都向右滑动且速度大小相等时,I=OD .当AB 、CD 都向右滑动,且AB 速度大于CD 时,I ≠O 且沿逆时针方向3.如图所示,内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上,环内有一带负电小球,整个装置处于竖直向下的磁场中,当磁场突然增大时,小球将A .沿顺时针方向运动B .沿逆时针方向运动C .在原位置附近往复运动D .仍然保持静止状态4.如图所示,是氢原子中电子绕核做快速的圆周运动(设为逆时针)的示意图,电子绕核运动,可以等效为环形电流,设此环形电流在通过圆面并垂直于圆面的轴线上某一点P 处产生的磁感强度的大小为B 1,现在沿垂直于圆轨平面的方向加一磁感强度为B 0的外磁场,这时电子轨道半径没有变,而它的速度发生了变化,若用B 2表示此时环形电流在 P 点产生的磁感强度的大小,则当B 0的方向A.垂直于纸面向里时,B 2>B 1B.垂直于纸面向里时,B 2<B1C.垂直于纸面向外时,B 2<B 1D.条件不明,无法判定5.如图甲所示,abcd 为导体做成的框架,其平面与水平面成θ角. 质量为m 的导体棒PQ 与ad 、bc 接触良好,回路的总电阻为R . 整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中,磁场的磁感应强度B 随时间t 变化情况如图乙所示(设图甲中B 的方向为正方向). 若PQ 始终静止,关于PQ 与框架间的摩擦力在 0~t 1时间内的变化情况,有如下判断:①一直增大;②一直减小;③先减小后增大;④先增大后减小.以上对摩擦力变化情况的判断可能的是( )A .①④B .①③C .②③D .②④6.在水平放置的光滑绝缘杆ab 上,挂在两个金属环M 和N ,两环套在一个通电密绕长螺线管的中部,如图所示,螺线管中部区域的管外磁场可以忽略;当变阻器的滑动接头向左移动时,两环将怎样运动( )A .两环一起向左移动B .两环一起向右移动C .两环互相靠近D .两环互相离开图47.如图所示,电路中除电阻R外,其余电阻均不计,足够长的导电轨道水平放置且光滑,金属棒MN水平放在导轨上,磁场方向如图所示,当开关S闭合后,下列关于能量转化的描述正确的是()A.电源输出的能量等于MN所获得的动能B.导体MN从开始到运动稳定,电源输出的能量等于,电阻R所产生的热量C.导体MN运动稳定后,电源不再输出能量D.导体MN运动稳定后,电源输出的能量等于导体MN的动能和电阻R产生的热量之和8.如图,MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨,N、Q接理想变压器,理想变压器的输出端接电阻元件R、电感元件L、电容元件c。
右手定则与左手定则知识点讲解一、右手螺旋定则(安培定则):1、考点知识提炼:是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。
判定通电直导线、螺旋管、线圈周围磁场的方向。
通电直导线通电螺旋线圈通电线圈方法用右手握住通电导线,大拇指指向电流方向,弯曲的四指就表示导线周围的磁场方向。
用右手握住通电螺线管,弯曲的四指指向电流方向,那么大拇指的指向就是通电螺线管内部的磁场方向(即通电螺线管的N极)。
右手点赞,弯曲的四指与电流方向一致,大拇指的指向就是通电线圈内部的磁场方向(即通电线圈N极)图解2、能力训练:如图所示,两通电螺线管在靠近时相互排斥,请在B图中标出通电螺线管的N、S极,螺线管中电流的方向及电源的正负极。
二、左手定则(电动机定则,洛伦兹力F=qvB)1、考点知识提炼:磁场对运动电荷作用力。
左手定则用于判定电荷(载流导体)在磁场中所受洛伦兹力的方向。
操作图解左手坦白,拇指与四指同一平面并垂直,磁感线垂直穿过掌心,拇指所指方向即为磁场中电荷(电流棒)所受洛伦兹力的方向。
2、能力训练:如图所示,重力不计的带正电粒子水平向右进入匀强磁场,对该带电粒子进入磁场后的运动情况是。
三、右手定则(发电机定则)1、考点知识提炼:用来确定在磁场中运动的导体感应电动势的方向。
操作图解摊开右手掌,拇指与四指同一平面并垂直,磁感线垂直穿过掌心,拇指方向与导体运动方向一致,四指所指方向即为磁场中导体的感应电动势(电流)的方向。
Ps:左手力右手电,手心迎着磁感线。
3、能力训练:(1)如图所示,а、b、c三种粒子垂直射入匀强磁场,根据粒子在磁场中的偏转情况,判断粒子的带电情况是:а________、b________、c________。
(填“正电”、“负电”或“不带电”)(2)如图,是一个通电螺线管电路,开关S合上时,小磁针静止在图示位置,请再结合图上提供的其它信息,标出电源的“+”.“-”负极,画出螺线管的绕法.四、能力提升:左手螺旋定则与右手螺旋定则的统一五、课后练习题。
◆右手法则:
通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向;
通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,让四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
◆右手定则:
右手平展,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内.把右手放入磁场中,若磁力线垂直进入手心(当磁感线为直线时,相当于手心面向N极),大拇指指向导线运动方向,则四指所指方向为导线中感应电流(感生电动势)的方向.
◆左手定则:
确定载流导线在外磁场中受力方向的定则.又称电动机定则.左手平展,大拇指与其余4指垂直,若磁力线垂直进入手心,4指指向电流方向,则大拇指所指方向为载流导线在外磁场
中受力的方向。
安培定则(也叫右手螺旋定则)
①直线电流周围的磁场
②环形电流的磁场
③通电螺线管的磁场
左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放人磁场中,让磁感线垂直穿人手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向.
右手定则:让磁感线穿过右手掌心,拇指指向为切割方向,四指指向就是电流方向,然后根据电流在外电路中由正极到负极,在电源内由负极到正极判断电动势方向。
练习:
例1.如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N
极指向右,试判定电源的正负极。
例2.如图所示,当电流通过线圈时,磁针将发生偏转,以下的判断正确的是()
A.当线圈通以顺时针方向的电流时,磁针N极将指向读者
B.当线圈通以逆时针方向的电流时,磁针S极将指向读者
C.当磁针N极将指向读者,线圈通电流沿逆时针方向
D.不管磁针如何偏转,线圈中的电流总是沿顺时针方向
例3.在右图所示磁场中,ab是闭合电路的一段导体,ab中
的电流方向为a→b,则ab受到的安培力的方向为( )
A.向上 B.向下 C.向里 D.向外
b。
右手定则(也叫安培定则):right-hand rule对于一个矢量的叉乘,我们定义 A×B=C 注意A和B的顺序不能搞反让矢量A的方向沿手背,矢量B沿四手指的指向,那么矢量C的方向就是翘起大拇指的方向(垂直于A,B形成的平面)以右手四指由A经小于180°的角弯向B时,拇指的方向就是C的方向。
右手平展,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内。
把右手放入磁场中,若磁力线垂直进入手心(当磁感线为直线时,相当于手心面向N极),大拇指指向导线运动方向,则四指所指方向为导线中感应电流的方向。
电磁学中,右手定则判断的主要是与力无关的方向。
如果是和力有关的则全依靠左手定则。
即,关于力的用左手,其他的(一般用于判断感生电流方向)用右手定则。
(可以发现“力”字向左撇,就用左手;而“电”字向右撇,就用右手)安培定则:表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则,也叫右手螺旋定则。
(1)通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向;(2)通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
左手定则left-hand rule 用于磁场对电流的作用力的判定。
左手平展,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内。
把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心(手心对准N极,手背对准S极)(一般横切面都是X或点,有差的话,左手手背在下面:是点的话,手心在下面,之后,手指再对其电流方向,拇指就是受力方向了) 四指指向电流方向(既正电荷运动的方向) 则大拇指的方向就是导体受力方向。
用于电动机及其他受安培力的场景。
【原理】:当你把磁铁的磁感线和电流的磁感线都画出来的时候,两种磁感线交织在一起,按照向量加法,磁铁和电流的磁感线方向相同的地方,磁感线变得密集;方向相反的地方,磁感线变得稀疏。
左右手定理左手定则:左手定则(切记不是安培定则,安培定则是右手螺旋定则):已知电流方向和磁感线方向,判断通电导体在磁场中受力方向,如电动机。
伸开左手,让磁感线穿入手心(手心对准N极,手背对准S极),四指指向电流方向,那么大拇指的方向就是导体受力方向。
其原理是:当你把磁铁的磁感线和电流的磁感线都画出来的时候,两种磁感线交织在一起,按照向量加法,磁铁和电流的磁感线方向相同的地方,磁感线变得密集;方向相反的地方,磁感线变得稀疏。
磁感线有一个特性就是,每一条磁感线互相排斥!磁感线密集的地方“压力大”,磁感线稀疏的地方“压力小”。
于是电流两侧的压力不同,把电流压向一边。
拇指的方向就是这个压力的方向。
右手定则:确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的感应电流方向的定则。
(发电机)右手定则的内容是:伸开右手,使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动方向,则其余四指指向感应电流的方向。
应该怎样使用区别左手定则,右手定则和右手螺旋定则?这不是一个记忆的问题。
左手定则的内容和右手定则的内容,同学一定是很清楚的。
我遇到的同学的问题,主要是在于他不知道拿到一个具体问题以后,该用左手定则,还是该用右手定则。
这是一个关键。
要求同学们一定搞清楚,左手定则应用的物理现象是什么现象,右手定则应用的是什么样的物理现象,这才是问题的关键。
左手定则说的是磁场对电流作用力,或者是磁场对运动电荷的作用力。
在这种现象里面,你就应该用左手定则,这是关键。
判断好了,该用左手定则,就按照左手定则说的三个方向的关系来进行判定,问题不会太大。
右手定则所应用的现象,就是导线在磁场里面,切割磁感线运动的时候,产生的感应电流的运动方向,这种现象中用右手定则。
磁场方向,切割磁感线运动,电动势电动方向,就是感应电流的方式。
这种题就用右手定则其实上面的答案并没有完全解决问题,我自己当时的困难知道其中的一个定则是判断力的方向,另一个是判断场的方向,但就是与左和右匹配不正确,后面我自己(还是老师告诉的技巧,忘了)找了一个小窍门,例如左手定则:判断通电导体在磁场中受力方向,请看“力”字中的一撇,是不是撇向左方。
电磁感应中的安培定则、左手定则、右手定则以及楞次定律、电磁感应定律安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律:1.安培定则:运动电荷、电流产生磁场。
2.左手定则:磁场对运动电荷、电流有作用力。
3.右手定则:电磁感应中部分导体做切割磁感线运动。
4.楞次定律:电磁感应中闭合回路磁通量变化。
详解:1.安培定则:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
安培定则经常被用来判断通电导体周围产生磁场方向。
2.左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,使四指指向电流方向;拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受安培力方向,左手定则经常被用来判断磁场对运动电荷、电流有作用力,下图为两通电导体相互作用力情况。
3.右手定则:伸开右手,使拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,拇指指向导体运动的方向,四指所指的方向就是感应电流的方向.右手定则被用来判断做切割磁感线运动产生感应电流方向,如下图所示。
4.楞次定律:原磁通量增加时感应电流的磁场与原磁场方向相反,原磁通量减少时感应电流的磁场与原磁场方向相同。
A和D图线圈中产生磁场竖直向上,B、C产生磁场竖直向下。
5.关键是抓住因果关系:因电而生磁(I→B)→安培定则;因动而生电(v、B→I安)→右手定则;因电而受力(I、B→F安)→左手定则。
6.电磁感应定律:电磁感应定律是物理学中用来描述电磁感应现象的一种规律。
根据电磁感应定律,当一个闭合导体在磁场中运动时,它会产生感应电动势,而感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。
换句话说,感应电动势的大小与磁通量变化的速度成正比。
电磁感应定律适用于计算感应电动势的大小。