2017-02-26 14:48:48

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通电导线在磁场中受到的作用力。电流为I、长为L的直导线,在匀强磁场B中受到的安培力大小为:F=ILBsin(I,B),其中(I,B)为电流方向与磁场方向间的夹角。安培力是磁场对电流的作用力,是一种性质力,其作用点可等效在导体的几何中心处。

基本信息

  • 中文名

    安培力

  • 本质

    移动的电荷所受洛伦兹力的合力

  • 公式

    F=nILBsin(I,B)

  • 方向判别

    左手定则

  • 做功

    不为零

折叠 编辑本段 基本介绍

安培力安培力磁场不仅有方向性,而且有强弱的不同.我们怎样来表示磁场的强弱呢?与电场强度类似,研究磁场的强弱,我们要从分析电流在磁场中的受力情况着手,找出表示磁场强弱的物理量。

磁场对电流的作用力通常称为安培力.这是为了纪念法国物理学家安培(1775-1836),他研究磁场对电流的作用力有杰出的贡献。

通电导线在磁场中受到的作用力。电流为I、长为L的直导线。在匀强磁场B中受到的安培力大小为:F=ILBsin(I,B),其中(I,B)为电流方向与磁场方向间的夹角。安培力的方向由左手定则判定。对于任意形状的电流受非匀强磁场的作用力,可把电流分解为许多段电流元I△L,每段电流元处的磁场B可看成匀强磁场,受的安培力为△F=I△L·Bsin(I,B),把这许多安培力加起来就是整个电流受的力。

应该注意,当电流方向与磁场方向相同或相反时,即(I,B)=0或p时,电流不受磁场力作用。当电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大为F=BIL。

安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。磁场对运动电荷有力的作用,这是从实验中得到的结论。同样,当电荷的运动方向与磁场平行时不受洛伦兹力作用,也是从实验观察中得知的。当电流方向与磁场平行时,电荷的定向移动方向也与磁场方向平行,所受洛伦兹力为零,它们的合力安培力也为零。

洛伦兹力不做功是因为力的方向与粒子的运动方向垂直,根据功的公式W=FScosα,α=90度时W=0。而安培力是与导线中的电流方向垂直,与导线的运动方向并不一定垂直,一般遇到的情况大多是在同一直线上的,所以安培力做功不为零。

折叠 编辑本段 判断法则

安培力安培力

左手定则:伸开左手,使拇指与其他四指垂直且在一个平面内,让磁感线从手心流入,四指指向电流方向,大拇指指向的就是安培力方向(即导体受力方向)。

折叠 编辑本段 历史意义

折叠 公式推导的意义

磁场对电流的作用力通常称为安培力,这是为了纪念安培在研究磁场对通电导线的作用方面的杰出贡献而命名的。实验表明:把一段通电直导线MN放在磁场里,当导线方向与磁场方向垂直时,电流所受的安培力最大;当导线方向与磁场方向一致时,电流不受安培力;当导线方向与磁场方向斜交时,电流所受的安培力介于最大值和零之间。

大量实验表明,垂直于磁场的一段通电导线,在磁场中某处受到的安培力的大小F跟电流强度I和导线的长度L的乘积成正比。

F=BIL

当电流与磁场方向夹角为θ时,则用:F=BIL sinθ

折叠 其余价值

安培力的重要意义在于,一方面它进一步指出了电与磁的相互联系;另一方面是它的应用价值,电动机的工作原理就是基于安培力。

安培力做功的实质:起传递能量的作用,将电源的能量传递给通电直导线,而磁场本身并不能提供能量,安培力做功的特点与静摩擦力做功相似。    

折叠 安培力和电场力的区别


电场力安培力
研究对象点电荷电流元
受力特点正电荷受力方向,与电场方向相同沿电场线切线方向,与负电荷受力方向相反安培力方向与磁场方向和电流方向都垂直
判断方法结合电场方向和电荷正负判断左手定则

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