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左手定则

 蜀地 2021-11-19

左手定则

左手定则是1885年英国电机工程师弗莱明提出的判断通电导线处于磁场中时,所受安培力F (或运动)的方向、磁感应强度B的方向 以及通电导体棒的电流I三者方向之间的关系的定律。左手定律是两个相量叉乘判断力方向的简化形式。

将左手四指并拢伸直,使拇指与其他四指在平面内垂直,手掌方向代表磁场的方向(从N级到S级),四指代表电流的方向(从正极到负极),那拇指所指的方向就是受力的方向。

中文名左手定则

外文名left-hand rule;Fleming's rule

类别定律

适用范围物理学(电磁学

作用判断安培力、洛伦兹力的方向

发明者约翰.安布罗斯.弗莱明

    历史

    左手定则,是英国电机工程师约翰.安布罗斯.弗莱明(JohnAmbroseFleming,1849~1945)提出的。1885年,弗莱明担任英国伦敦大学电机工程学教授,由于学生经常弄错磁场,电流和受力的方向。于是,他想用一个简单的方法帮助学生记忆。“左手定则”由此诞生了。

    弗莱明的左手定则

    弗莱明的左手定则

    将左手的食指,中指和拇指伸直,使其在空间内相互垂直。食指方向代表磁场的方向(从N级到S级),中指代表电流的方向(从正极到负极),那拇指所指的方向就是受力的方向。使用时可以记住,中指,食指,拇指指代“电,磁,力”。

    主要应用

    判断安培力:

    导线在磁场中力的方向。根据左手定则:伸开左手,使拇指与其他四指垂直且在一个平面内,让磁感线从手心流入,四指指向电流方向,大拇指指向的就是安培力方向(即导体受力方向)。

    判断洛伦兹力:

    将左手掌摊平,让磁感线穿过手掌心,四指表示电流方向,则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。注意,运动电荷是正的,大拇指的指向即为洛伦兹力的方向。反之,如果运动电荷是负的,仍用四指表示电荷运动方向,那么大拇指的指向的反方向为洛伦兹力方向。

    两者关系:

    安培力是导体内定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。

    当电流方向与磁场平行时,电荷的定向移动方向也与磁场方向平行,所受洛伦兹力为零,其合力安培力也为零。

    洛伦兹力不做功是因为力的方向与粒子的运动方向垂直,根据功的公式W=FScosθ,θ=90°时,W=0。安培力与导线中的电流方向垂直,与导线的运动方向并不一定垂直,一般情况是在同一直线上的,因此安培力做工不为0。

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