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机械百科

左手定则

时间:2018-01-05 17:28:34   作者:   来源:   阅读:44   评论:0
    左手定则和右手定则是在高中物理教材中电磁学部分出现的,是电磁学部分的重点之一。
    左手定则是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。

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。[1] 

弗莱明的左手定则

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。

叉乘法与左手定则

    右手展平,四指并拢,拇指与四指呈90度夹角。让第一个矢量的箭头刺向右掌心,并使四指指根到指尖方向与第二个矢量指向相同,拇指指根到指尖的方向就是第三个矢量的方向。
    叉乘法说明左手定则是为了简便判断“磁”“力”“电”三者方向关系寻求的简便方法。

注意事项

1、左手定则不是左手螺旋定则。关于左、右手定则有:左手定则、右手定则、右手螺旋定则,而没有左手螺旋定则。
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。

右手定则与安培定则

    右手定则:右手平展,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中,若磁感线垂直进入手心(当磁感线为直线时,相当于手心面向N极),大拇指指向导线运动方向,则四指所指方向为导线中感应电流(动生电动势)的方向。一般知道磁场、电流方向、运动方向的任意两个,让你判断第三个方向。
    安培定则,也叫右手螺旋定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向;通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,让四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。

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