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安培定则手形的改进

时间:2006-11-23栏目:物理论文

在应用安培定则判断通电螺线管的极性和电流方向关系的教学中,不少学生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。 

笔者应用“以直代曲”的方式,对安培定则手形加以改进,取得良好的教学效果。下面介绍这种方法。 

1、关于螺线管的说明: 

①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。 

②取螺线管首尾两端引线的直线部分为研究对象,如图1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)。 

2、关于手形说明: 

用右手握住笔,同时伸直大拇指和食指如图2所示。 

①手中握住的笔对应表示螺线管的铁蕊。 

②大拇指所指的是螺线管极性的北极。 

③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2—(a)(b)。 

④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3所示,判断螺线管的极性。 

  

  

  

解析:①对左端的引线分析,电流方向向上,所以摆出手形中食指应指向上方。如图2——(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2—(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2——(d)所示,同样可以判断出极性。 

②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,是前引线。如手形如图2——(c)(d)所示。因为电流方向向上,所以手形应该如图2—(c)所示。由大拇指指向可知,螺线管左端对应N极。 

另解:对右端引线分析。由于是后引线且电流方向向下,所以手形如图2—(b)所示。同样可判断出极性。 

[例2]      可知通电螺线管极性,如图4所示,试判定电流方向。 

  

  

  

解析:①螺线管左侧为N极,所以大拇指应指向左端。则手形应如图2—(b)(c)所示。对左端引线分析,是前引线,食指应在笔前方,所以手形应如图2—(c)所示。则可知前引线电流方向向上。可判断出整个螺线管电流流向。 

另解:如果选图2—(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。 

②螺线管右侧为N极,所以大拇指应指向右端。手形可如图2—(a)(d)所示。由于该螺线管的缠绕方式中,两条引线都为后引线,所以手形应如图2—( a)所示。则引线上电流方向向上。可判断出整个螺线管电流流向。


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