神奇的右手螺旋法則

封愛如

【摘要】在電磁學中，左手法則和右手法則的使用比較多，學生出錯也多。事后追查原因，發現學生在做題時，都是把相應的法則記岔了。為了幫助學生能在這類題目中獲得成功，由多次實踐得出新的判別方法——賦予新的內容的“右手螺旋法則”，讓學生真正做到一招定乾坤。

【關鍵詞】左手法則 右手法則 右手螺旋法則

【中圖分類號】G652 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）02-0229-02

在《電工基礎》教材中，第四章（磁場和電磁感應）的學習一直是學生比較頭疼的。尤其是書中涉及關于電流方向和電磁力方向的判定，學生普遍反映不知道什么時候用右手，什么時候用左手。即使在學習的時候告訴他們口訣：“左通電右生電”，也很難較好地解決這個難題，答題時還是會出錯，如果只用一只手來判定，這個問題解決起來就會比較容易了。

一、教材講述的判別方法

1.通電導線在磁場中所受磁場力方向的判定

通電導線（也可以是電子束）在磁場中所受磁場力方向的判定，教材上提供的方法是左手法則判定。內容為：伸出左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內，讓磁感線垂直進入手心，并使四指指向電流的方向，這時手掌所在的平面與磁感線和導線所在的平面垂直，大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中受力的方向；若電流方向與磁場方向不是垂直的，仍舊可以用左手法則來判定磁場力的方向，只是這時磁感線是傾斜進入手心的。在教學時，有的教輔資料就簡稱為“左通電”，即先有電流，判斷運動的方向用左手。

2.閉合電路的一部分導線在磁場中做切割磁感線運動時感應電流方向的判別

當閉合電路中的一部分導線做切割磁感線運動時，感應電流的方向可用右手法則來判定。內容為：伸開右手，使大拇指與其余四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內，讓磁感線垂直進入手心，大拇指指向導體運動的方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向。在教學時，有的教輔資料就簡稱為“右生電”，即先有運動，判斷感應電流或感應電動勢的方向用右手。（當然感應電流的方向的判別也可以用最普遍的規律——楞次定律來判定）

3.評價

不管是左手法則，則還是右手法則，在學習的時候老師都會讓學生理解記憶。有時甚至提出一些協助記憶的方法。例如：在判定的時候，若先有電流，后產生運動，用左手法則，簡稱“先電左手”；若先有運動，然后產生感應電流，用右手法則，簡稱“先動右手”。也有老師從字的書寫上引導學生記憶：“力”字向左撇，就用左手；而“電”字向右撇，就用右手，即“左通電右生電”。但是在運用中，大部分學生都沒有很好的貫徹執行，卷面分數糟糕就是很好的證明。這就說明在學習的時候，真正的理解記憶對很多同學是很困難的，一不小心就會把法則中用哪只手給記錯。如果只用一只手來判斷，那就不會出現這個問題，神奇的右手螺旋法則應運而生。

二、新的右手螺旋法則內容

1.通電導線在磁場中所受磁場力的判定

通電導線在磁場中所受磁場力的判定，經過平時經驗積累和多次試驗、總結，發現可以使用右手螺旋法則來判定。內容總結為：四指由電流方向開始，慢慢轉向磁場方向，轉過的角度不大于90o ，則大拇指的方向為通電導線在磁場中所受磁場力的方向。

2.閉合電路的一部分導線在磁場中做切割磁感線運動時感應電流方向的判別

閉合電路的一部分導線在磁場中做切割磁感線運動時感應電流方向的判別，通過多次實踐，發現也可以使用右手螺旋法則。內容總結為：四指由導體運動方向開始，慢慢轉向磁場方向，轉過的角度不大于90°，則大拇指的方向為感應電動勢的方向；若電路是閉路的，大拇指方向也是感應電流的方向。

總之，在固定磁場的作用下，不管作用的導體先有電流還是先有運動，不管是否垂直，都可以用四指由已知量的方向轉向磁場方向，轉過的角度在90°以內，大拇指的方向就是待求量的方向。在運用過程中，四指也發生旋轉，故而這種方法也可以稱為右手螺旋法則。

三、右手螺旋法則的講授

1.講授的時機

講授的時機主要有兩個，一個是在上新課的時候就說，并且只說這個，書上的方法讓學生自己看看；另一個是在總結電磁感應現象中所有方向判定時提出，這時可以讓學生進行比較，看哪一種方法好，哪一種適合自己使用。

2.講授時關鍵點要解釋清楚

在講授右手螺旋法則時，關鍵點有兩個：首先要明確求解的是哪個方向，是要判斷通電導線在磁場中所受電磁力的方向，還是判斷閉合電路的一部分導線在磁場中做切割磁感線運動時感應電流的方向；其次要搞清楚在求解時哪些是已知方向，哪些是未知方向。例如在判斷通電導線在磁場中受到電磁力方向這類問題中，涉及方向的有磁場方向、電流方向、電磁力方向，這三個方向只有知道其中兩個才能判斷第三個。如果知道磁場方向和電流方向，那么用以上介紹的右手螺旋法則即可解決問題；如果磁場方向和電流方向有一個不知道，則使用右手螺旋法則時要注意：在旋轉最大角度為90°的過程中，電流方向為四指旋轉的起點，磁場方向為四指旋轉的終點，能滿足這種可能性的只有一種。在判斷閉合電路的一部分導線在磁場中做切割磁感線運動時感應電流方向的過程中，使用的方法也是一樣的。

四、總結

右手螺旋法則在其他方面也有運用，例如電流的磁效應中，直線電流、環形電流以及通電螺線管磁場的判定，都需要用右手螺旋法則。另外，楞次定律運用中也要使用右手螺旋法則。再加上通電導線在磁場中所受磁場力方向的判定和閉合電路的一部分導線在磁場中做切割磁感線運動時感應電流方向的判別，也都使用右手螺旋法則。學生掌握后就可以做到“一招鮮，吃遍天”！通過講授，學生的學習興趣很濃，在實際運用中效果也非常好的，答題的準確率也可以得到大幅提高。

參考文獻：

[1]《電工基礎》周紹敏著. 高等教育出版社. 2001年07月第1版

[2]《電路》邱關源著. 高等教育出版社. 2006年05月

[3]《電工技術》高有華、袁宏著. 機械工業出版社. 2010年01月