[电磁学部分“新左手定则”的应用解析] 电磁学

电磁学部分“新左手定则”的应用解析

【关键词】原因；
结果；
新左手定则 中学物理教材有关电和磁部分的内容中，分别讲到：通电直导体周围 的磁场方向、通电螺线管周围的磁场方向，切割磁场的导体内的感生电流或者感 生电动势的方向，线圈中磁场发生变化而引起的感生电流的方向，通电直导体在 磁场中的受力方向，这些方向的判断方法，用到了左手和右手。手势繁多，容易 混淆，笔者把它们统一到一个不变的左手手势当中，并称之为“新左手定则”，发 表了一篇文章《电磁学部分“新左手定则”的确立》。本定则记忆简单，使用方便.， 特别是在考试中优显节约时间的优势，而且大大提高了做题的准确率和做题速度。

为使学生能尽快掌握“新左手定则”，笔者通过举例来解析本定则的应用，以供学 生使用参考。

1“新左手定则”的内容 把左手伸开，使大拇指与其余四个手指垂直，并和手掌在同一平面内， （在判断直导 体切割磁感线时所产生的感生电流方向和通电直导体在磁场中所受 安培力的方向时，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心）手掌贴导体，使 伸开的四指指向“原因”的方向，则大拇指所指的方向就是左手所在处“结果”的方 向。

2“新左手定则”的内容说明 定则中提出的“原因”和“结果”，是根据题意来分析所得：如果题意是 判断通电导体周围的磁场，那么电流是原因，磁场就是结果，四指指向电流的方 向，拇指所指的方向就是左手所在处磁场的方向；
如果题意是判断导体切割磁感 线而产生的感生电流方向，则导体运动是原因，电流是结果，四指指向导体运动 的方向，则拇指指向就是左手所在处导体中感生电流的方向。如果题意是判断因闭合回路中磁通变化，闭合回路中所产生的电流方向，则磁通变化是原因，回路 中的电流是结果。这里磁通变化有增有减。如果是增加，四指指向与回路中的磁 场方向相反（笔者把回路中的磁通比作客人，磁通的方向是客人的行走方向。磁 通增加，比作来客人，去迎接客人，反向。），拇指所指的就是回路的电流方向；

如果是减少，四指指向与回路中的磁场方向相同（磁通减少比作客人离开。客人 走了，送送客人，同向。），拇指所指方向就是左手所在处回路中感生电流方向。

如果题意是判断通电导体在磁场中受力，可知电流是原因，受力是结果。四指指 向导体内电流的方向，则拇指所指的就是通电导体在磁场中受力的方向。

3“新左手定则”的应用解析 通过举例来解析“新左手定则”的应用。

例题（1）如图1所示，通电直导体周围的磁场方向是（） A.迎电流方向看是逆时针方向B.迎电流方向看是顺时针方向C.和电 流方向相同D.和电流方向相反 分析题意：导体通电才有磁场，所以电流是“原因”，磁场是“结果”。

用“新左手定则”， 把左手伸开，使大拇指跟其余四个手指垂直，并和手掌在同一平面内， 手掌贴导体外侧，使伸开的四指指向电流的方向，向上指，则大拇指所指的方向 就是左手所在处磁场的方向，指向右。根据磁场的闭合性可知，答案应该选择A 例题（2）如图2所示，通电螺线管周围的磁场方向是（） A.轴线上的磁场方向向下B.线圈外面的磁场方向向下C.轴线上的磁 场方向向上D.以上答案都不对 分析题意：螺线管通电才有磁场，所以电流是“原因”，磁场是“结果”。

用“新左手定则”，把左手伸开，使大拇指与其余四个手指垂直，并和手掌在同一 平面内，手掌贴导体，使伸开的四指指向电流的方向，向左指，则大拇指所指的 方向是向上，就是左手所在处磁场的方向，也就是说线圈外的磁场方向是向上， 根据磁场的闭合性可知，线圈内部的磁场方向是向下。答案应该选择A。

例题（3）如图3所示，固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，导线PQ架在导线框上，以速度v从ad滑向bc.当PQ滑过l/3的距离时，通过aP段电阻丝 的电流方向如何？ 分析题意：导体PQ向右做切割磁感线运动，而且所在回路闭合，所 以aPQd回路中有感生电流。可知运动是“原因”，电流是“结果”。用“新左手定则”， 把左手伸开，使大拇指与其余四个手指垂直，并和手掌在同一平面内，手掌贴导 体，并讓磁感线垂直穿过手心，即手心向外，使伸开的四指指向PQ的运动方向， 指向右，则大拇指所指的方向就是PQ中的感生电流的方向，即从Q指向P（PQ也 可看作电源，感生电流的方向也就是感生电动势的方向，P端是正极，Q端是负 极），电流在P点分别向左右两个回路流动，左回路是沿着PadQ的方向流动，右 回路是沿着PbcQ的方向流动。所以通过aP段电阻丝的电流方向答案是从P指向a。

例题（4）如图4，A、B、C、D四个图所示，感生电流方向对的是（） 分析题意：磁铁相对螺线管运动，使得螺线管中的磁通发生变化，才 导致螺线管中产生电流。所以螺线管中的磁通变化是“原因”，电流是“结果”。用 “新左手定则”，把左手伸开，使大拇指与其余四个手指垂直，并和手掌在同一平 面内，手掌贴螺线管外侧，对于图A，因为N极向下，并接近螺线管，使得螺线 管中的磁通增加，我们将伸开的四指指向上，即与螺线管中的磁场方向相反（有 客人来，迎着来到的客人，反向。），再看拇指指向，指向是右，也就是说感应 电流的方向应该是指向右，而图中的电流指向是向左，所以图A不是正确答案；

对于图B，N极向上，并远离螺线管，使得螺线管中的磁通减少，我们将伸开的 四指指向上，即与螺线管中的磁场方向相同（客人要走，送一送，同向。），再 看拇指指向，指向是右，也就是说感应电流的方向应该是指向右，而图中的电流 指向是向左，所以图B不是正确答案；
对于图C，N极向上，并接近螺线管，使得 螺线管中的磁通增加，我们将伸开的四指指向下，即与螺线管中的磁场方向相反 （有客人来，迎着来到的客人，反向。），再看拇指指向，指向是左，也就是说 感应电流的方向应该是指向左，和图中的电流指向相同，所以图C是正确答案；

对于图D，N极向下，并远离螺线管，使得螺线管中的磁通减少，我们将伸开的 四指指向下，即与螺线管中的磁场方向相同（客人要走，送一送，同向。），再 看拇指指向，指向是左，也就是说感应电流的方向应该是指向左，和图中的电流 指向相同，所以图D是正确答案。所以如图4中感生电流方向正确的是C和D。

例题（5）如图5所示，已知通电直导体在磁场中所受力的方向向左， 请判断导体中所通电流的方向。分析题意：因导体通电而在磁场中受力，所以电流是“原因”，受力是 “结果”。用“新左手定则”，把左手伸开，使大拇指与其余四个手指垂直，并和手 掌在同一平面内，手掌贴导体，并让磁感线垂直穿过手心，即手心向上，先让大 拇指向受力方向，向左指，再看四指指向，是垂直于纸面向里，也就是从a指向b， 即为导体内所通的电流方向。所以答案应该是，导体中所通电流的方向是从a指 向b。

例题（6）如图6所示，有一固定的超导体圆环，在其右侧放着一条形 磁铁，此时圆环中没有电流.当把磁铁向右方移动时，由于电磁感应，在超导体 圆环中产生了一定电流（）图6 A.该电流的方向如图中箭头所示.磁铁移走后，这电流很快消失 B.该电流的方向如图中箭头所示.磁铁移走后，这电流继续维持 C.该电流的方向与图中箭头方向相反.磁铁移走后，电流很快消失 D.该电流的方向与图中箭头方向相反.磁铁移走后，电流继续维持 分析题意：磁铁在环形导体的右侧，N极在左端，环形导体可看成单 闸线圈，当磁铁远离线圈时，线圈中的磁通就减少，磁通减少是“原因”，感生电 流是“结果”。用“新左手定则”，把左手伸开，使大拇指与其余四个手指垂直，并 和手掌在同一平面内，手掌贴线圈外侧，我们将伸开的四指指向左，即與线圈中 的磁场方向相同（客人要走，送一送，同向。），再看拇指指向，指向是向上， 也就是说感应电流的方向应该是指向上，也就是图示方向相反。当磁铁移走后， 线圈内不再有磁通，也没有磁通的变化，所以当磁铁移走后，线圈中的电流很快 也就消失。所以答案应该是C。

3总结 通过以上例题分析可知，在应用“新左手定则”时，要注意以下几个步 骤：
第一、分析题意，找出“原因”和“结果”；

第二、把左手手势伸平，四指和拇指垂直并在同一平面内；

第三、左手手掌贴导体（如果是在判断直导体切割磁感线时所产生的感生电流方向和 通电直导体在磁场中所受安培力的方向时，把左手放入磁场中，让磁 感线垂直穿入手心）四指指向“原因”，拇指指向“结果”。可用“万众一心”借比， 原因多，结果少；

第四、明确答案。如果是判断磁场，可根据磁场的性质来明确答案。

总之，在应用“新左手定则”时，分析题意，明确原因和结果，掌握了 “新左手定则”的使用步骤，在做题时就省去了原来手势繁多的麻烦，只用左手判 断，也不必把右手中握的笔放下，这样在考试中就能快速准确地写出答案。

作者：刘素帆 河南省许昌学院河南省许昌市461000