左手定则
来源:互联网

左手定则(英语:Left-Hand Rule),是判断通电导线处于磁场中时,所受安培力(F)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。

左手定则是英国电机工程师约翰·弗莱明提出的。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,他通过“左手定则”帮助学生记忆。其使用方法是将左手的食指、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,中指代表电流的方向,拇指所指的方向为受力的方向。

右手螺旋定则、右手定则、左手定则是电磁学中的三个重要定则,为方便记忆,可用一句顺口溜来总结,即“左动右发,直导螺线右手抓”。

历史沿革

左手定则是英国电机工程师弗莱明(Fleming,1849—1945年)提出的。1885年,亚历山大·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。

使用方法

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,中指代表电流的方向,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、拇指分别指代电、磁、力。该方法在欧美被广泛使用。

主要应用

判断安培力

安培力的方向垂直于由通电导线和磁场方向所确定的平面,且I、B与F三者的方向间由左手定则判定。左手定则为:伸开左手,使拇指与其他四指垂直且在一个平面内,让磁感线从手心穿入,四指指向电流方向,大拇指指向的就是安培力方向。

判断洛伦兹力

洛伦兹力的方向用左手定则判断,其方法为:将左手掌摊平,让磁感应线穿过手掌心,四指表示电荷运动方向,则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。但须注意,如果运动电荷是正电荷,大拇指的指向即为洛伦兹力的方向,如果运动电荷是负电荷,那么大拇指的指向为洛伦兹力的反方向。

安培力和洛伦兹力的关系

安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。

电荷的运动方向与磁场平行时不受洛伦兹力作用,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=FScosα,α=90∘时W=0。而安培力是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,一般遇到的情况大多是在同一直线上的,所以安培力做功不为零。

叉乘法与左手定则

将左手平展,四指并拢后与拇指呈90度夹角:让第一个向量磁场)的态射朝向掌心穿入,同时使四指从指根到指尖的指向与第二个矢量(电流/电荷运动方向)保持一致,此时拇指从指根到指尖的指向,便是第三个矢量(力)的方向。而矢量叉乘的原理恰恰说明,左手定则正是为了简化“磁、力、电”三者方向关系的判断,所归纳出的便捷方法。

注意事项

1、右手螺旋定则、右手定则、左手定则是电磁学中的三个重要定则,不存在左手螺旋定则。

2、关于高中物理中左手右手的口诀:左力右电,意思为左手定则用来判断力的方向,右手定则用来判断电的方向。

三个定则的巧记方法

右手螺旋定则

用来判断磁感线和磁场的方向,可形象化记忆:右手比左手更灵活而有力地握拳螺旋,所以螺旋定则是右手,而不是左手。

左手定则

可抽象化记忆为:左手是软弱的,在电场力的作用下被动的移动,所以用来判断通电直导线在磁场中受力方向。伸出无力的左手,电流正流过平伸而无力的四指,磁感线正穿透你的掌心,而无力的左手,只能在电场力的作用下无奈的向着大拇指所指的方向移动(只是说拇指所指是电场力方向,不一定真的移动)。

右手定则

可抽象化记忆为:一般人右手比左手更有力。那么用右手判断感应电流的方向,伸出有力的右手,让磁感线垂直穿透掌心,伸出有力的右手大拇指,让右手手掌在强有力的大拇指的牵引下,向着大拇指所指的方向移动,源源不断的电流正从其余的四指指尖流出。

关于左手定则和右手定则,还可记住两个关键字“力”和“电”。左手定则是先通有电流,后判断力的方向。可将左手形象记忆为“电动机”,因为电动机是先有电后才有力。右手定则是先有导体运动,后判断电流的方向。那么可将右手形象记忆为“发电机”,因为发电机是先有运动或力,后才有电。联系生产实际,按照习惯人们干活都是先用右手后动左手,记忆应当是“左动右发”,这样对定则的使用会起到很好的帮助作用。为方便记忆,用一句顺口溜来总结:“左动右发,直导螺线右手抓。”

参考资料 >

Fleming's Left-Hand Rule-1.williams.2025-12-29

生活家百科家居网