18.1磁场对通电导线的作用力

在介绍磁场对通电导线的作用力之前，我们先来再认识下安培。

安培被麦克斯韦称为“电学中的牛顿”，可见麦克斯韦对安培在电磁学中的卓越贡献的推崇。安培在电磁学中取得了卓越的成就，个人认为和他个人的严谨认真的治学态度、良好的数学功底，用数学来定量分析物理问题的执着、以及坚持不懈的实验验证都是分不开的。

本节课介绍的磁场对通电导线的作用力，就被后人称为安培力。电流的单位也被命名为安培，这都是对安培的卓越贡献的认可，也是后人对他的纪念。

下面我们来介绍下磁场对通电导线的作用力。

磁场对放入其中的通电导线是可能有力的作用的，安培经过了大量的实验以及数学推导计算，最终总结出来了安培力的方向判断规则：左右定则，也给出了安培力大小的计算公式。

众多的实验表明，安培力的方向与磁感应强度的方向、电流的方向都垂直，安培力的方向垂直与磁感应强度的方向与电流的方向所组成的二维平面，三者的方向做成了三位立体关系。

左右定则是用来判断通电导线在磁场中受力方向的定则，其内容如下：

伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，那么大拇指的指向就是通电导线在磁场中所受到的安培力的方向，这就是安培定则的内容。

从左手定则的内容来看，如果通电导线的电流方向与磁感应强度的方向平行的话，通电导线是不受安培力的。所以开头的时候，我们说通电导线在磁场中可能会受到力的作用。这一点和点电荷在电场中受力不一样，点电荷在电场中不管其运动方向如何，总是会受到电场力的作用的。安培力的方向上的判断也比电场力的方向复杂些，毕竟电场力的方向和电场强度还是在同一个二维空间，而安培力的方向与通电导线的电流方向、磁感应强度的方向一起构成了一个三维空间。

我们再来介绍下安培力的大小的计算。

当长度为L通电直导线，其通过的电流大小为I，垂直于磁感应强度B方向放置时，其所受到的安培力的大小为：

F=BIL

当通电直导线平行于磁感应强度B的方向放置时，或者说当电流I的方向与磁感应强度B的方向平行时，通电直导线所受到的安培力为：

F=0；

更一般的情况是，当通电直导线平行于磁感应强度B的方向成θ角放置时，或者说当电流I的方向与磁感应强度B的方向成θ时，通电直导线所受到的安培力为：

F=BILsinθ（0度≤θ≤90度）