基本問題432 電流が磁場から受ける力

磁場中の導体に働く力（フレミングの左手の法則）

直感的理解
磁場中を流れる電流は力を受けます。この力はフレミングの左手の法則で方向が決まります。中指=磁場 B、人差し指=電流 I、親指=力 F。力の大きさは $F = BIL$ で、電流と磁場が直交するとき最大になります。

公式：電流と磁場が直交するとき（$\theta = 90°$）

$$F = BIL$$

計算：$B = 1.5$ T、$I = 2.0$ A、$L = 0.20$ m を代入：

$$F = 1.5 \times 2.0 \times 0.20 = 0.60 \text{ N}$$

方向：フレミングの左手の法則より、上向き。

答え：
$$F = 0.60 \text{ N（上向き）}$$
別解：電流と磁場が角度 $\theta$ をなす場合

一般には $F = BIL\sin\theta$ です。$\theta = 90°$ のとき $\sin 90° = 1$ なので $F = BIL$ に帰着します。$\theta = 0°$（電流と磁場が平行）なら力は $0$ です。

Point

電流が磁場から受ける力：$F = BIL\sin\theta$。$\theta = 90°$ で最大 $F = BIL$。方向はフレミングの左手の法則で判定する。