左手定则的应用

第八节　左手定则的应用——安培力

磁场具有方向性，而且强弱不同。实际上，磁场与电场强度非常相似。如果要研究磁场的强弱，最好从分析电流在磁场中的受力情况开始，然后找出表示磁场强弱的物理量。

安培

通常情况下，磁场对电流的作用力也就是安培力。由于法国物理学家安培（1775~1836年）在研究磁场对电流的作用力这方面作出了杰出的贡献，故命名。

左手定则

电流为I、长为L的直导线，在匀强磁场B中，通电导线所受到的安培力可以表示为F＝ILBsinθ，这里的θ角指的是电流方向与磁场方向之间的夹角。一般情况下，由左手定则判断安培力的方向。对于一个任意形状的电流受到非匀强磁场的作用力而言，在这种情况下，可以将电流分解为许多段电流元I△L，我们可以将每段电流元处的磁场B视为匀强磁场，它所受的安培力为△F=I△LBsinθ，这样一来，我们只需将许多安培力加起来，就可以得到整个电流受的力。

电流表

在这里，值得注意的是，当电流方向与磁场方向相同或相反的时候，即θ为0°或180°时，电流不受磁场力作用。当电流方向与磁场方向垂直的时候，电流所受的安培力最大为F=ILB。

从实质上来说，安培力是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。大量的实验证明，磁场对运动电荷有力的作用。同样的道理，如果电荷的运动方向与磁场垂直，是不会受洛伦兹力作用的。如果电流方向与磁场平行，那么电荷的定向移动方向同样也与磁场方向平行，即所受的洛伦兹力为零，安培力也为零。

力的方向与粒子的运动方向垂直，洛伦兹力是不做功的。这一结论是这样计算出来的，α=90°，功的公式为W=FScosα，cos90°＝0，由此可知W=0。由于安培力与导线的运动方向并不一定垂直，与导线中的电流方向垂直，因此常常会遇到大多是在同一直线上的情况，因此安培力做功不为零。

磁场