フレミング左手の法則

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磁気量1[Wb]の磁極(磁界を参照)から1本の割合で磁束線が延びるとした磁束線の本数を磁束と言う。単位面積当たりの磁束を磁束密度と言う。面積Sの面を磁束Φが貫くときの磁束密度の大きさBは、

透磁率μの物質(磁性体を参照)中において、磁界

と磁束密度

の間には、

という関係がある。但し、真空中においては、

磁界中を流れる電流には力が働く。
磁界の向きが左手人差し指の向き、電流の向きが左手中指の向きだとすると、力の向きは左手親指の向きとなる。この法則をフレミング左手の法則という。
磁束密度の大きさがBである磁界中を、大きさIの電流が、この磁界と角θをなす方向に流れるとき、この電流を流す直線状導線の長さlの部分が受ける力の大きさFは、

磁性体中では、磁化が生じる分だけ磁界が変化します。磁化と磁界をまとめて磁束という量を考えます。磁力線の密度を磁界の大きさとなるように考えましたが、磁束は、磁気量1[Wb]の磁極から1本の割合で磁束線が延びるとした磁束線の本数とします。磁束の単位も[Wb]です。
磁束がある面を貫くときに、磁束を面積で割ったもの、つまり、単位面積当たりの磁束を磁束密度と言います。磁束密度はベクトル量で、向きは磁界の向き(高校の範囲では。場合によっては、同じ向きでない場合があります)とします。磁束密度の単位は、[

]ですが、これを一つにまとめた[T](テスラ)という単位も使います。磁束Φと磁束密度の大きさBの間には、面積をSとして、

という関係があります。
磁束密度

と磁界

の間には、物質の透磁率を

[

]として、

という関係があります(入試では必ずしも必要ではありませんが、詳細は、磁性体における磁界、磁束密度を参照)。真空中においては、透磁率は真空の透磁率

[

]に一致します。

磁束密度を

，電流ベクトルを

，磁界中に存在する直線状導線の長さをlとして、この電流の受ける電磁力

は、

となります。×はベクトルの外積を表します(入試では必ずしも必要ではありませんが、詳細は、電流・荷電粒子が受ける力を参照)。
磁束密度の大きさを

，電流の強さを

，磁界と電流の流れる方向のなす角をθ として、電磁力の大きさ

は、

電磁力の大きさは、電流の強さに比例し、導線の長さに比例し、磁束密度の大きさに比例します。磁界の向きが電流の向きと垂直でない場合、磁界については、電流の向きと垂直な方向の成分を考えます。磁束密度の大きさがB，磁界と電流のなす角をθ だとして、電磁力に寄与する磁束密度の有効成分は