Правило левой руки в физике

Расположите левую руку так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по току. Тогда отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы Ампера. Для силы Лоренца пальцы направляют по скорости положительного заряда.

Правило левой руки: что показывает каждый палец

Правило левой руки для силы Ампера и силы Лоренца: ладонь, четыре пальца, большой палец
Часть левой рукиСила Ампера (проводник с током)Сила Лоренца (движущийся заряд)
ЛадоньЛинии магнитной индукции B⃗ входят в ладоньЛинии магнитной индукции B⃗ входят в ладонь
Четыре вытянутых пальцаПо направлению тока I в проводникеПо скорости v⃗ положительного заряда; для электрона и других отрицательных зарядов — против скорости
Большой палец, отогнутый на 90°Направление силы Ампера F⃗_АНаправление силы Лоренца F⃗_Л
Модуль силыF_А = IBl sin αF_Л = |q|vB sin α
Когда силы нетТок идёт вдоль линий B⃗ (α = 0° или 180°)Заряд покоится или летит вдоль линий B⃗

α — угол между направлением тока (или скорости) и вектором B⃗. Если линии поля идут не перпендикулярно проводнику, в ладонь должна входить перпендикулярная проводнику составляющая B⃗.

Сможешь без таблицы? 3 вопроса

Правило левой руки в задачах: от простых к трудным. Направление силы по рисунку и модуль силы по формуле.

Контрольная по этой теме скоро?

10 заданий и шпаргалка: Миша соберёт прогон по теме и карточки на утро.

Готовиться к контрольной

В 10–11 классе? Это задание 12 ЕГЭ

Правило левой руки: что показывает каждый палец
Правило левой руки: что показывает каждый палец — neuromisha.ruСохранить картинку

Как применять правило левой руки?

Правило левой руки находит направление силы, с которой магнитное поле действует на ток или движущийся заряд. Линии магнитной индукции входят в ладонь, четыре пальца идут по току, а отогнутый на 90° большой палец показывает силу. Ниже — обозначения на рисунках, сравнение с правилом правой руки и буравчика, формулы и примеры.

Скачать PDFА4, 2 листа, 240 КБ: таблица для печати и QR-код на эту страницуПолучить в TelegramПришлю эту таблицу в PDF — и, если захочешь, напомню повторить через 3 дня

Обновлено · Физика · учебники физики 9 и 11 класса; кодификатор ЕГЭ по физике

Правило левой руки, правой руки и буравчика: что чем определять

Правила направлений в магнитном поле: какое правило что определяет и как его применять
ПравилоЧто определяетКак применять
Правило левой рукиНаправление силы Ампера и силы ЛоренцаЛинии B⃗ входят в ладонь, четыре пальца — по току (по скорости положительного заряда), большой палец показывает силу
Правило правой руки для движущегося проводникаНаправление индукционного тока в проводнике, который движется в магнитном полеЛинии B⃗ входят в ладонь, отогнутый большой палец — по скорости проводника, четыре пальца показывают индукционный ток
Правило буравчика (правого винта)Направление линий магнитной индукции вокруг прямого проводника с токомБуравчик ввинчивают по направлению тока — ручка вращается по направлению линий B⃗
Правило правой руки для катушкиНаправление B⃗ внутри катушки (соленоида) и её северный полюсОбхватите катушку правой рукой так, чтобы четыре пальца шли по току в витках, — большой палец покажет B⃗ внутри катушки, то есть на северный полюс
Правило ЛенцаНаправление индукционного тока в замкнутом контуреИндукционный ток своим магнитным полем препятствует изменению магнитного потока, которое его вызвало

Короткая опора: сила — левой рукой, поле тока и индукционный ток — правой рукой или буравчиком.

Обозначения направлений на рисунках к задачам

Как на рисунках обозначают направление линий магнитной индукции и тока
ЗначокЧто значитКак запомнить
⊗ или ×Линии B⃗ или ток направлены от нас, за плоскость рисункаВидно оперение улетающей стрелы
⊙ или •Линии B⃗ или ток направлены к нам, из плоскости рисункаВидно остриё стрелы, летящей навстречу
Полюса N и SВне магнита линии B⃗ выходят из северного полюса N и входят в южный SМежду полюсами подковообразного магнита B⃗ направлен от N к S
«+» и «−» источникаВо внешней цепи ток направлен от «+» к «−»Это направление движения положительных зарядов; электроны в металле идут навстречу

Формулы силы Ампера и силы Лоренца

Формулы к правилу левой руки: сила Ампера, сила Лоренца, движение заряда в магнитном поле
ЧтоФормулаПояснение
Сила АмпераF_А = IBl sin αI — сила тока, А; B — индукция, Тл; l — длина проводника в поле, м
Сила ЛоренцаF_Л = |q|vB sin αq — заряд, Кл; v — скорость, м/с
Индукция магнитного поляB = (F_max)/(Il)F_max — сила при проводнике, перпендикулярном линиям; 1 Тл = 1 Н/(А · м)
Радиус окружности зарядаR = mv/(|q|B)заряд влетел перпендикулярно линиям однородного поля
Период обращения зарядаT = 2πm/(|q|B)от скорости не зависит
Работа силы ЛоренцаA = 0сила перпендикулярна скорости: модуль скорости и кинетическая энергия заряда не меняются

Как пользоваться правилом левой руки по шагам

  • Найдите направление линий магнитной индукции: от N к S вне магнита или по значку ⊗ / ⊙ на рисунке.
  • Поверните левую руку ладонью навстречу линиям, чтобы они входили в ладонь.
  • Вытяните четыре пальца по току. Для движущегося заряда — по скорости, если заряд положительный, и против скорости, если отрицательный.
  • Отогните большой палец на 90°: он показывает направление силы Ампера или силы Лоренца.
  • Проверьте ответ: сила всегда перпендикулярна и току, и линиям магнитной индукции.

Примеры: куда направлена сила

Пример 1. Проводник лежит горизонтально, ток идёт вправо, линии поля направлены от нас (⊗). Ладонь повёрнута к себе, пальцы — вправо, большой палец смотрит вверх: сила Ампера направлена вверх.

Пример 2. Электрон летит вправо в том же поле (⊗). Для отрицательного заряда пальцы направляем влево, против скорости. Большой палец смотрит вниз: сила Лоренца направлена вниз, и электрон начинает двигаться по окружности.

Пример 3. Между полюсами магнита северный полюс слева, южный справа, по проводнику ток идёт от нас (⊗). Линии поля идут слева направо, ладонь смотрит на северный полюс, пальцы — от себя. Большой палец направлен вниз: проводник выталкивается вниз.

Какие ошибки делают в правиле левой руки?

  • Берут правую руку. Правая рука нужна для индукционного тока и для поля катушки, а сила Ампера и сила Лоренца — только левой.
  • Забывают про знак заряда: для электрона четыре пальца направляют против скорости.
  • Путают, куда входят линии: вне магнита они идут от северного полюса к южному.
  • Ищут силу, когда ток идёт вдоль линий поля. При α = 0° сила равна нулю, и правило неприменимо.
  • Считают, что сила Лоренца разгоняет заряд. Она перпендикулярна скорости и меняет только направление движения.

В каком классе проходят правило левой руки?

Впервые — в 9 классе: действие магнитного поля на проводник с током и правило левой руки. В 11 классе к нему возвращаются вместе с формулами силы Ампера и силы Лоренца, движением заряженной частицы по окружности и электромагнитной индукцией. На ЕГЭ это задания 12, 14, 15 и качественная задача 21.

Задача ЕГЭ по этой таблице

Задание 12 ЕГЭ по физике. Модуль силы — по строке «Формула» первой таблицы: F = IBl sin α для проводника и F = |q|vB для заряда, летящего перпендикулярно линиям поля. Направление той же силы дало бы правило левой руки.

  1. Задание 1 из 2

    Прямой проводник длиной 50 см с током 4,0 А находится в однородном магнитном поле. Угол между направлением тока и вектором магнитной индукции равен 90°. На проводник действует сила Ампера 0,60 Н. Определите модуль индукции магнитного поля. Ответ запишите в теслах.

    Показать ответ

  2. Задание 2 из 2

    Протон движется со скоростью 2 · 10⁶ м/с перпендикулярно линиям однородного магнитного поля с индукцией 0,25 Тл. Модуль заряда протона равен 1,6 · 10⁻¹⁹ Кл. Определите модуль силы Лоренца, действующей на протон. Ответ запишите в фемтоньютонах без единицы измерения. 1 фН = 10⁻¹⁵ Н.

    Показать ответ

Задание дня ЕГЭ — каждый день одно новое: решить сегодняшнее · напоминание в Telegram раз в день

Как это спрашивают на ЕГЭ и ОГЭ?

Модуль силы Ампера и силы Лоренца считают в задании 12 ЕГЭ. Направление силы и то, как меняется радиус траектории частицы, проверяют в заданиях 14 и 15, а объяснить движение проводника или заряда в поле просит качественная задача 21.

Теория по теме:

Потренироваться на заданиях

Таблица помогает найти ответ, тренажёр — научиться находить его самому. В кабинете НейроМиши задания ЕГЭ с проверкой и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по физике

Вопросы и ответы

Что показывает правило левой руки в физике?

Направление силы, с которой магнитное поле действует на проводник с током (сила Ампера) или на движущийся заряд (сила Лоренца). Модуль силы правило не даёт — его считают по формуле F = IBl sin α или F = |q|vB sin α.

Чем правило левой руки отличается от правила правой руки?

Левой рукой находят силу, действующую на ток в магнитном поле. Правой рукой — направление индукционного тока в движущемся проводнике и направление поля внутри катушки с током. Для поля прямого тока используют правило буравчика.

Как применить правило левой руки к электрону?

Четыре пальца направляют против скорости электрона: за направление тока принято движение положительных зарядов. Остальное как обычно — линии поля входят в ладонь, большой палец показывает силу Лоренца.

Что делать, если линии поля не перпендикулярны проводнику?

В ладонь должна входить составляющая индукции, перпендикулярная проводнику. Направление силы от этого не меняется, а её модуль уменьшается в sin α раз.

Источники

  • Физика. 9 класс: учебник А. В. Перышкина, Е. М. Гутник (М.: Просвещение) — действие магнитного поля на проводник с током, правило левой руки, правило буравчика
  • Физика. 11 класс: учебник Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева, В. М. Чаругина (М.: Просвещение) — сила Ампера, сила Лоренца, правило левой руки, электромагнитная индукция
  • ФИПИ: кодификатор и спецификация ЕГЭ по физике — магнитное поле; задания 12, 14, 15 и 21

Другие справочные таблицы

Все таблицы по физике · все таблицы раздела