判断磁场力到底用哪种手型？

学习过物理电磁学的同学应该都知道，我们的左右手在判断磁场力和磁场的方向时非常有用，但不知道在不同学校学习不同教材的同学们有没有发现，大家用的手势大多都不一样！

具体来说，有的时候用左手，有时候却要用右手：

有时候手掌摊开、有时候三根手指叉开、还有的时候要竖起大拇指比个“你真棒”：

这两只手、三种手势组合在一起，不少同学就彻底晕了：到底什么时候用哪个？！

等等，捂脸该用左手右手？什么手势？

当然各种教材上的讲法都是对的、可以用的，但是为了避免同学们记忆混乱，现在老师教大家一种只用一只手、一个手势，就能解决电磁中的所有涉及用手型判断方向的问题。

现在开始，忘掉手掌摊开、忘掉三指分叉、忘掉整只左手……

只用【右手】一只手和【四指弯曲、大拇指垂直】这一种手型！

大概是这样的👇

哦耶！点赞！

右手定则三类使用场景

具体来说，这个手势有三类使用场景：

第一类：所有涉及矢量叉乘的公式：洛伦兹力、安培力、毕奥-萨法尔定律

第二类：安培定律和通电直导线产生的磁场

第三类：螺线管和线圈内部的磁场

这三类场景是依据大拇指和四指所代表的物理量不同划分的，下面就带大家一一分析每种场景下右手的用法。

第一类：叉乘（cross product）

统一用法：四指指向第一个矢量A，弯曲向第二个矢量B，则大拇指指向A × B。

具体又可以分为以下几个小场景：

1. 运动电荷受磁场力（洛伦兹力）

四指指向速度v，弯曲向磁场B，则大拇指指向洛伦兹力。

注：正电荷q>0，负电荷q<0，根据矢量数乘（scalar multiplication）的规则，正电荷受力方向就是v × B方向，负电荷受力和v × B反向。

另外，动生电动势问题中，切割磁感线的导体棒中的电流方向、电源正极方向、电动势方向，其实本质上就是等效正电荷随导体棒运动受到的洛伦兹力方向。所以下图中，速度向右、磁场向里，动生电动势的方向向上。

2. 电流受磁场力（安培力）

四指指向电流方向L，弯曲向磁场B，则大拇指指向安培力。

注1：根据定义，电流方向是正电荷运动方向。虽然金属中是电子导电，电流方向和电子运动方向相反，可以理解为等效的反向运动的正电荷产生电流。

注2：电流定义为了标量，我们把矢量的资格给了导线长度L，它的方向就是内部电流的方向。

注3：电流受的所谓安培力就是大量正电荷定向移动受的所谓洛伦兹力的合力。

3. 毕奥-萨法尔定律：电流微元产生的磁场

四指指向电流微元的方向，弯曲向位置矢量，则大拇指指向产生的磁场。

第二类：安培定律和通电直导线产生的磁场

安培定律说的是：磁场延闭合回路的线积分等于真空磁导率乘以包围的电流代数和，即：

而其中电流的正负就由右手定则确定：

顺着积分回路弯曲四指，大拇指指向电流的正方向。

所在下图中，回路方向为逆时针，应用右手定则，电流正方向向上，所以总电流应该是Ⅰ₁-Ⅰ₂+Ⅰ₃。

而我们熟悉的通电直导线的磁场图片，无非是对一个圆形回路应用安培定律得到的，那么磁场方向和电流的关系也要符合右手定则：

四指弯曲握住导线，使大拇指指向电流方向，则四指弯曲方向就是磁场的环绕方向，如下图所示。具体某一点的磁场方向是圆的切线方向。

第三类：螺线管和线圈内部的磁场

注意螺线管和线圈是不同的模型：螺线管是细长的，截面半径远小于长度；而线圈是半径较大、厚度可忽略的，一般只研究单匝线圈。要计算螺线管和线圈内部的磁场大小，可以分别应用安培定律和毕奥-萨法尔定律，但大小的话可以用统一的右手定则判断：

四指沿电流方向弯曲，则大拇指指向内部磁场方向。

通过3类场景介绍，我们可以发现，这种手型来判断方向时既可以用叉乘的法则统一判断洛伦兹力和安培力这两种磁场力，还可以跟之后几种判断电流产生的磁场方向的方法相统一！

同一只手、同一个手势，只需记住不同场景下四指怎么弯曲、大拇指指向谁就能帮你解决物理C电磁以及物理2中所有需要用到右手定则的问题了～同学们，学会了吗？

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