说说右手螺旋定则[宝典]

说说右手螺旋定则[宝典] 谈谈右手螺旋定则 王军利 在《电和磁》这章内容中，学会用“右手螺旋定则”判断出通电螺线管的磁极是这一章的重点内容，同时在中考试题或平时练习题中也经常遇到这类问题。由教材内容可知，正确使用右手螺旋定则的关键在于“四指弯曲方向”与螺线管中“电流环绕方向”必须一致，此时拇指所指的一端就是N极。要学会这一方法，学生首先要知道电流是怎样“环绕”通过螺线管的。此时，空间想象能力就显得非常重要了。但书上或试卷上的螺线管只能画成平面型的，解题时要把它想象成空间立体状。如果学生的想象力稍差一些，解题就存在一定的难度，有很多的学生常因为螺线管的缠绕方式和电流方向变化的组合改变，不能正确按照“让四指弯向螺线管中电流方向”的要求摆出手形，遇到学习障碍,所以这个知识点也是本章的难点。 右手螺旋定则的应用常见有三类题目: (1)已知螺线管中的电流方向，判断通电螺线管的N、S极; (2)已知通电螺线管的N、S极，判定螺线管中电流的方向; (3)根据通电螺线管的N、S极以及电源的正负极，画出螺线管的绕线方向。在教学实践中各位同行也探究出好多新方法，但 不能又快又好地解答这类习题，具体如下所述: “手心手背”法 1. 把通电螺线管的正面即没有被铁芯挡住的部分，称为外部。 2. 根据电流从“正极出来，回到负极”的规律标出螺线管外部电流方向，这个电流方向只能是向下或向上(如图1中甲、乙两图所示)。 3. 若外部电流方向向下，就用右手的手心朝自己去握螺线管(如图2中的甲图所示)，则拇指所指的一端就是N极;反之，如外部电流方向向上，就应用右手的手背朝自己去握螺线管(如图2乙所示)， 图1 图2 则拇指所指的一端就是N极。 图3 图4 图5 4. 用上述方法去判断图1的甲、乙两通电螺线管磁极，则很快判出甲图的右端是N极，乙图的左端是N极(如图3)。 另外用此方法，也能很快地解出“根据通电螺线管的磁极判断未知电源的正负极”这类题型，解题思路如下: 通电螺线管N极在左(右)?右手大拇指指向左(右)?右手手背(心)朝自己握?外部电流方向向上(下)?电流流入的一端是电源的负极。 例1. 已知通电螺线管的磁极如图4所示，请标出电源的正、负极。 解析:用右手握此通电螺线管时，因为右手的拇指要对着N极，所以此时手背必定是对着自己去握螺线管，那么它的外部电流方向必定向上，再根据电流的流向判断出电流流入电源的一端(即左端)是负极，则右端是正极(如图5所示)。 例2. 一个线圈绕法未知的电磁铁，旁边放了一个能自由转动的小磁针，当小磁针静止时其N极(黑端为N极)的指向如图6所示，请你根据以上条件确定螺线管的绕法及电源的正负极。 图6 图7 解析:因小磁针的N极靠近电磁铁的右端。据磁极间的相互作用规律可判定电磁铁右端是S极，左端是N极，再用“手心、手背”法判断出螺线管外部的电流方向是向上的。结合电流从“正极出来，回到负极”的道理，不难判断出当电源左端为“，”极，右端为“,”极时通电螺旋管的画法:电流从正极出来沿电路往上流动，而螺线管外部电流方向又要向上，故连接“，”极的导线应先从电磁铁的外部绕向它的背部，按这个方法一直绕下去，最后导线从电磁铁的背面下来连回电源的“,”极(如图7所示)，螺线管就按要求绕好了。(此题还有另一种解法) 综上所述，用这种新方法能解决上述有关通电螺线管这类习题，但此法头绪繁杂操作性还不如教材中的“右手螺旋定则”，经实践检验，这种方法学生不易掌握，常常出错。 “上左下右”和“左上右下”法 通电螺线管的磁极可用“上左下右”来判定，即“面对读者的一面电流的方向向上，N极在左边” 如图甲、丁;“电流的方向向下，N极在右边” 如图乙、丙。 螺线管的电流方向可用“左上右下”法来判定，即“N极在左边时，面对读者的一面电流的方向向上;N极在右边时，面对读者的一面电流的方向向下”这种方法对解决第一、二类题目效果很好，但对解决第三类题目显得还是繁杂。 还有一种专门解决第三类问题的绕螺线口诀:方向相同从前绕;方向相反从后绕。如图8-a所示，让根据图中提供的条件在管上画出缠绕的螺线。 解析:比如从左端开始画绕 线，就存在一个从前面开始画，还 是从后面开始画的问题。如图8-b 所示，把管上螺线上的电流方向叫做“螺线电流方向”;把管下线头上的电流方向叫做“线头电流方向”。从通电螺线管的左端看出，两个电流方向相反。所以根据“螺线电流方向”和“线头电流方向”有口诀:方向相同从前绕;方向相反从后绕。 上述各法各有利弊，均不能简洁而完美的解决问题。本人在教学中应用“以曲代直”的方式，对右手螺旋定则加以改进，取得良好的教学效果。下面介绍这种方法供各位同行参考。 1、关于螺线管的说明: ?因为螺线管中是否插入铁蕊，对螺线管的电流方向和极性无影响，为了方便判断，可以假设各个螺线管中都插有铁蕊。 ?取螺线管首尾两端引线的直线部分为研究对象，如图9中的甲引线、乙引线。把位于铁蕊后侧的引线称为后引线(如甲引线);位于铁蕊前方的引线称为前引线(如乙引线)。 图9 图10-a 图10-b 2、关于手形说明: 甲 乙 用右手握住笔，同时伸直大拇指和食指如图10所示。 乙 乙 ?手中握住的笔对应表示螺线管的铁蕊。 ?大拇指所指的是螺线管极性的N极。 ?伸直的食指表示螺线管的某一引线。对应分析的螺线管，食指位于笔后侧时，食指表示后引线如图10-(a)(b)。 ?食指所指方向表示这一引线中的电流方向。 本方法应用伸直的食指来代替弯曲的四指来表示电流的流动情况，化曲为直，降低梯度，弱化难点。 接下来结合例题说明 ,例1,已知通电螺线管中电流方向如图11所示，判断螺线管的极性。 解析:?对左端的引线分析，电流方向向上，所以摆出手中食 图11 图10-c 图10-d 指应指向上方。如图10—(a)(c)所示。同时因为是后引线，食指应对应在笔的后侧，所以手形如图10—(a)所示。，由大拇指指向可判定螺线管右端对应N极。 另解:对右端引线分析，由于电流方向向下，且为前引线，所以手形如图10—(d)所示，同样可以判断出极性。 ?也可先判断引线位置，再结合电流方向确定手形。对螺线管左端引线分析，是后引线。手形如图10—(a)(b)所示。因 为电流方向向上，所以手形应该如图10—(a)所示。由大拇指指向可知，螺线管右端对应N极。 另解:对右端引线分析。由于是前引线且电流方向向下，所以手形如图10—(d)所示。 同样可判断出极性。 ,例2,已知通电螺线管极性，如图12所示，试判定电流方向。 解析:螺线管左侧为N 极，所以大拇指应指向左端。 则手形应如图10—(b)(c) 所示。对左端引线分析，是前 图12-a 图12-b 引线，食指应在笔前方，所以手形应如图10—(c)所示。则可知前引线，可判断出整个螺线管电流流向。 另解:如果选图10—(b)来分析，因为食指位于笔后侧，对应的是后引线，且由食指指向可知后引线电流方向向下。同样可以判断整个螺线管的电流流向。 ,例3,已知螺线管的极性和电源的正负极，如图13-a所示画出螺线管的绕线方向。 解析:螺线管左侧为 N极，所以大拇指应指向左端。则手形应如图10—(b)(c)所示。对左端引线分析，因电流方向向下，所以手形应如图10—(b)所示。则可知左端引线为后引线，可画出整个螺线管的绕线如图13-b。 另解:如果选右引线分析，因为电流方向向上，则手形应如图10—(c)所示。可知右端引线为前引线，同样可画出整个螺线管的绕线。 “以曲代直”法是我个人对右手螺旋定则应用的一点浅薄认识，敬请同仁不吝赐教。