左手定则主要用于判断通电导线在磁场中的受力方向、带电粒子在磁场中的受力方向等与力有关的情况;右手定则主要用于判断在磁场中运动的导体感应电动势的方向、感应电流方向等与电有关的情况。以下是它们的具体使用方法及相关内容:
左手定则如何使用?
左手定则规定:伸平左手使拇指与四指垂直,手心向着磁场的N极,四指的方向与导体中电流的方向一致,拇指所指的方向即为导体在磁场中受力的方向(洛伦兹力和安培力都是用左手定则来判定的)。使用左手定则时:
- 首先确定导线中电流的方向,可以通过箭头或者正负号表示。
- 然后将左手握住导线,使得拇指指向电流的方向,并观察四指弯曲的方向,这个弯曲的方向表示了磁场的方向。
- 最后,剩下的手指指向的方向就表示导线所受力的方向。
例如,在电动机中,要确定电动机的旋转方向(即通电导体在磁场中的受力方向),就可以使用左手定则。
右手定则如何使用?
右手定则规定:伸平右手使拇指与四指垂直,手心向着磁场的N极,拇指的方向与导体运动的方向一致,四指所指的方向即为导体中感应电流的方向(感应电动势的方向与感应电流的方向相同)。使用右手定则时:
- 首先确定带电粒子的速度方向或者导体运动的方向,可以通过箭头或者正负号表示。
- 然后将右手伸直,并让拇指指向带电粒子的速度方向或者导体运动的方向。
- 接着,观察四指弯曲的方向,这个弯曲的方向表示磁场的方向。
- 最后,剩下的手指所指向的方向表示带电粒子受到的洛伦兹力的方向或者导体中感应电流的方向。
例如,在发电机中,确定感应电动势方向就可以使用右手定则。
如何区分左手定则和右手定则?
可以通过以下方法区分:
- 从判定内容区分:如果是和力有关的(如通电导线在磁场中的受力方向、带电粒子在磁场中的受力方向等)则依靠左手定则;如果是判断感应电流方向、感应电动势方向等与电有关的情况则使用右手定则。
- 从记忆口诀区分:“力”字向左撇,就用左手;而“电”字向右撇,就用右手,记忆口诀为“左通力右生电”。还可以记忆为“因电而动用左手,因动而电用右手”。
常见FAQ
- 问:如果在一个复杂的电磁现象中既有受力又有感应电流产生,如何准确使用左右手定则?答:分别对受力情况使用左手定则,对感应电流情况使用右手定则,分情况分析。
- 问:左手定则和右手定则在大学物理中的应用有变化吗?答:大学阶段,凡是涉及到两个向量的叉乘一律用右手定则,但在基础的电磁学受力和感应电流方向判断上,左右手定则的基本概念和高中类似。
- 问:在判断安培力方向时,一定只能用左手定则吗?答:在高中阶段判断安培力方向是使用左手定则,在大学阶段如果涉及向量叉乘等复杂情况可能会有不同的分析方法,但基础判断还是左手定则。