左手定则、右手定则以及右手螺旋定则辨析

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高中物理教学中，左手定则、右手定则以及右手螺旋定则是为数不多的“手语”。由于定则本身所涉及内容容易混淆，对初学者来讲，反而成了困惑。下面，我将从定则内容的基础出发，细致地剖析出该类定则所体现出的异同。

首先，区分好左、右手，是使用这些定则的前提；其次，就是要判断应用环境是在用电还是发电；再有，就是区分好拇指、四指、掌心所对应的不同物理量。

一、左手定则

1.应用环境：处于磁场中的通电导体棒（用电）；在磁场中运动的带电粒子。

2.涉及的物理量：

①四指：电流、正电荷的运动方向、负电荷运动的相反方向；

②掌心：磁场；

③拇指：安培力、洛伦兹力。

二、右手定则

1.应用环境：切割磁感线的导体棒（发电）。

2.涉及的物理量：

①四指：电流；

②掌心：磁场；

③拇指：导体棒切割磁感线的（有效）速度方向。

小结：比较一下左、右手定则。其共同点在于：“四指”与“掌心”所对应的物理量是一样的。而不同点在于“拇指”，对应了不同的物理量。所以，牢记“拇指”的属性是区分它们的好办法。并且，左手定则对应的是导体棒的用电过程，因电生力；右手定则对应导体棒的发电过程，因动生电；而在一些典型的动生起电过程中，导体棒既要发电又要用电，所以往往是先用右手，再使左手。

三、右手螺旋定则（安培定则）

1.应用于用电过程

（1）通电直导线

①拇指：电流；

②四指：环形磁场。

（2）通电环形导线或螺旋管

①拇指：环内磁场；

②四指：环形电流。

小结：通电直导线与通电环形导线中，四指与拇指所对应的物理量刚好对调了。这一点在教学中易被忽略。另外，右手螺旋定则还经常与楞次定律结合，应用于发电过程。考虑到发电过程常常是在闭合回路中，与右手螺旋定则对应起来，即是用右手“拇指”表示感应电流所形成的磁场，而“四指”表示回路中的感应电流。这与上述“（2）通电环形导线或螺旋管”中的方式一致。具体应用时，不是由磁找电就是由电找磁。

2.应用于发电过程

（1）结合楞次定律寻找感应电流的方向或感应电动势的正负

小结：楞次定律本身并不寻找感应电流方向，而是旨在阐明每个闭合回路或线圈都有一种固执的“脾气”，好比是一种“电磁惯性”。即它们不想轻易改变自己目前正拥有的（原）磁通量。如果由于某种外部或内部（自感）原因，该磁通量突然增加了，则回路中会产生相应的感应电流，以形成反向的（新）磁场来抵抗；如果该磁通量减少了，回路中也会产生相应的感应电流，以形成同向的（新）磁场来补充。感应电流与（新）磁场的关系，则是由右手螺旋定则来寻找的。所以，楞次定律常常是与右手螺旋定则捆绑使用，前者是能量守恒定律的必然结果，而后者能辅助前者。但就本质上来说，它们是两个不同的定律。在人教版的新教材中，有对两者进行明确的区分（如下图），这在旧教材中是没有提到的。

左手定则（Fleming’s left-hand rule or the motor rule） 右手定则（Fleming’s right-hand rule or the dynamo rule）

该方式更立体，但动作不好拿捏。相比之下，国内的改进版则显得更休闲、舒适一些。联想到此前对楞次定律的简洁描述，在这里，我们可以尝试把这三种“手语”也精简一下。它们能用同一只手来概括。若是打算把它们都“捆绑”在左手上，那么，之前的左手定则就照用不误。而当要用左手来切割磁感线发电时，只需让磁感线穿过掌背即可，拇指和四指的定义可以不变；接着，再尝试用左手螺旋来代替右手螺旋，则要把左手拇指或四指的其中之一进行反向理解。这两种替代，就前者来讲还勉强可行，而后者就比较勉强。

最后提醒大家一下，高中物理涉及磁场的图像往往都是立体的。而我们在解答问题时，一定要注意平面图与立体图的结合。有时需要画出不同角度的观察画面（正视、侧视、斜视），以适应相应问题。