一文看懂電磁感應定律右手定則

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一文看懂電磁感應定律右手定則

發表於 2018-03-16 09:05:03

　　電磁感應定律中電動勢的方向可以通過楞次定律或右手定則來確定。右手定則內容：伸平右手使姆指與四指垂直，手心向著磁場的N極，姆指的方向與導體運動的方向一致，四指所指的方向即為導體中感應電流的方向（感應電動勢的方向與感應電流的方向相同）。楞次定律指出：感應電流的磁場要阻礙原磁通的變化。簡而言之，就是磁通量變大，產生的電流有讓其變小的趨勢；而磁通量變小，產生的電流有讓其變大的趨勢。

　　右手定則概念

　　「右手定則「又叫發電機定則，用它來確定在磁場中運動的導體感應電動勢（感應電流）的方向。

　　電磁學中，右手定則判斷的主要是與力無關的方向。如果是和力有關的則全依靠左手定則。即，關於力的用左手，其他的（一般用於判斷感應電流方向）用右手定則。（這一點常常有人記混，可以發現「力」字向左撇，就用左手；而「電」字向右撇，就用右手）記憶口訣：左通力右生電。還可以記憶為：因電而動用左手，因動而電用右手，方法簡要：右手手指沿電流方向拳起，大拇指伸出，觀察大拇指方向。

　　可以用右手的手掌和手指的方向來記憶導線切割磁感線時所產生的電流的方向，即：伸開右手，使拇指與其餘四個手指垂直，並且都與手掌在同一平面內；讓磁感線從手心進入，並使拇指指嚮導線運動方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向。這就是判定導線切割磁感線時感應電流方向的右手定則。右手定則判斷線圈電流和其產生磁感線方向關係以及判斷導體切割磁感線電流方向和導體運動方向關係。

　　右手定則計算方法

　　電流元I1dι對相距γ12的另一電流元I2dι的作用力df12為：

　　μ0I1I2dι2&TImes;（dι1&TImes;γ12）

　　df12=─────────────

　　4πγ123

　　式中dι1.dι2的方向都是電流的方向；γ12是從I1dι指向I2dι的徑矢。安培定律可分為兩部分。其一是電流元Idι（即上述I1dι）在γ（即上述γ12）處產生的磁場為

　　μ0Idι&TImes;γ

　　dB=───────

　　4πγ3

　　這是畢-薩-拉定律。其二是電流元Idl（即上述I2dι2）在磁場B中受到的作用力df（即上述df12）為：

　　df=Idι&TImes;B

　　右手定則的操作方法

　　右手平展，使大拇指與其餘四指垂直，並且都跟手掌在一個平面內。把右手放入磁場中，若磁感線垂直進入手心（當磁感線為直線時，相當於手心面向N極），大拇指指嚮導線運動方向，則四指所指方向為導線中感應電流（動生電動勢）的方向。一般知道磁場、電流方向、運動方向的任意兩個，讓你判斷第三個方向。

　　（這段在人教物理選修3-2，第一單元中有提及）

　　右手螺旋定則：（即安培定則）用右手握螺線管，讓四指彎向與螺線管的電流方向相同，大拇指所指的那一端就是通電螺線管產生的磁場的N極。直線電流的磁場的話，大拇指指向電流方向，另外四指彎曲指的方向為磁感線的方向（磁場方向或是小磁針北極所指方向或是小磁針受力方向）。

　　右手定則注意事項

　　應用右手定則時要注意對象是一段直導線（當然也可用於通電螺線管），而且速度v和磁場B都要垂直於導線，v與B也要垂直。

　　右手定則能用來判斷感應電動勢的方向，如用右手發電機定則判斷三相異步電動機轉子的感應電動勢方向。

　　產生右手定則的原因在於，電，磁，質量構成的三維，右手定則代表電維，磁維，質量信息梯度維。

　　在區分右手定則與左手定則的問題上，有四字口訣：左力右感。

　　參見左手定則與右手定則。

　　右手定則的物理運用

　　確定在外磁場中運動的導線內感應電流方向的定則，又稱電機定則。也是感應電流方向和導體運動方向、磁力線方向之間的關係判定法則。

　　手平放狀適用於發電機手心為磁場方向，大拇指為物體運動方向，手指為電流方向，確定導體切割磁感線運動時在導體中產生的動生電動勢方向的定則。右手定則的內容是：伸開右手，使大拇指跟其餘四個手指垂直並且都跟手掌在一個平面內，把右手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，大拇指指嚮導體運動方向，則其餘四指指向動生電動勢的方向。動生電動勢的方向與產生的感應電流的方向相同。

　　右手定則確定的動生電動勢的方向符合能量轉化與守恆定律。

　　右手定則也可以視為楞次定律的一種特殊情況。

　　剛體轉動定律中，力矩的方向服從右手定則，即四指從r的方向向F的方向沿小於π的角度方向環繞，拇指所代表的方向就是力矩的方向。

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