1.2.8 电磁力定律
1. 磁场对载流直导体的作用（电磁力定律）
在均匀磁场中悬挂一根直导体，并使导体垂直于磁力线。当导体中未通电流时，导体不会运动。如果接通直流电源，使导体中有电流通过，则通电直导体将受到磁场的作用力而向某一方向运动。若改变导体中电流的方向（或改变均匀磁场的磁极极性），则载流直导体将会向相反的方向运动。把载流导体在磁场中所受的作用力称为电磁力，用F表示。
（1）电磁力的大小
实验证明，电磁力F的大小与导体中电流的大小成正比，还与导体在磁场中的有效长度及载流导体所在位置的磁感应强度成正比，即
式中 B——均匀磁场的磁感应强度（T）；
i——导体中的电流（A）；
l——导体在磁场中的有效长度（m）；
F——导体受到的电磁力（N）。
若载流直导体l与磁感应强度B方向成α角（见图1-20），则导体在与B垂直方向的投影lL为导体的有效长度，即lL=lsinα，因此导体所受的电磁力为
图1-20 载流直导体在均匀磁场中的位置
从式（1-13）可以看出，当导体垂直于磁感应强度B的方向放置时，α=90°，sin90°=1，导体所受到的电磁力最大；导体平行于磁感应强度B的方向放置时，α=0°，sin0°=0，导体受到的电磁力最小，为零。
（2）电磁力的方向
载流直导体在磁场中的受力方向可以用左手定则来判定，如图1-21所示。将左手伸平，使拇指与其他四指垂直，将掌心对着磁场的北极（N极），即让磁力线从手心垂直穿过，使四指指向电流的方向，则拇指所指的方向就是导体所受电磁力的方向。
2. 磁场对通电线圈的作用
磁场对通电线圈也有作用力。如图1-22所示，将一个刚性（受力后不变形）的矩形载流线圈放入均匀磁场中，当线圈在磁场中处于不同位置时，磁场对线圈的作用力大小和方向也不同。
图1-21 左手定则
图1-22 磁场对通电线圈的作用
从图1-22可以看出，线圈abcd可以看成是由ab、bc、cd、da 4根导体所组成的。当线圈平面与磁力线平行时，可以根据电磁力定律判定各导体的受力情况。
在图1-22中，导体bc和导体da与磁力线平行，不受电磁力作用；而导体ab和导体cd与磁力线垂直，受电磁力作用，设导体长度ab=cd=l，线圈中的电流为i，均匀磁场的磁感应强度为B，则导体ab和导体cd所受电磁力的大小为F1=F2=Bli，且F1向下，F2向上。这两个力大小相等、方向相反、互相平行，这就构成了一个力偶矩（又称电磁转矩），使线圈以OO'为轴，沿顺时针方向偏转。
如果改变线圈中电流的方向（或改变磁场的方向），则线圈abcd将以OO'为轴，沿逆时针方向偏转。
在图1-22中，当线圈abcd沿顺时针（或逆时针）方向旋转90°时，电磁力F1与F2大小相等、方向相反，但是作用在同一条直线上，因此这两个力产生的电磁转矩为零，线圈静止不动。
综上所述，把通电的线圈放到磁场中，磁场将对通电线圈产生一个电磁转矩，使线圈绕转轴转动。常用的电工仪表，如电流表、电压表、万用表等指针的偏转，就是根据这一原理实现的。