• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.简介
  • 3.1.安培力分析
  • 3.2.受力方向
  • 4.意义
  • 4.1.概述
  • 4.2.力的价值
  • 5.参考资料

安培力

物理学术语

安培力(Ampere's force)是通电导线在磁场中受到的作用力1

由法国物理学家A·安培首先通过实验确定。可表述为:以电流强度为I的长度为L的直导线,置于磁感应强度为B的均匀外磁场中,则导线受到的安培力的大小为f=IBLsinα,式中α为导线中的电流方向与B方向之间的夹角,f、L、I及B的单位分别为N、m、A及T。安培力的方向垂直于由通电导线和磁场方向所确定的平面,且I、B与F三者的方向间由左手定则判定。任意形状导线在均匀磁场中受到的安培力,可看作无限多直线电流元IΔL在磁场中受到的安培力的矢量和。

狭义相对论中,安培力与带电粒子的洛伦兹力之间有一定的联系。

基本信息

  • 中文名

    安培力

  • 外文名

    Ampere's force

  • 本质

    磁场对电流的作用力移动的电荷所受洛伦兹力的合力

  • 公式

    F=ILBsin(I,B)

  • 方向判别

    左手定则

  • 做功

    不为零

简介

安培力分析

磁场对电流的作用力通常称为安培力,为纪念法国物理学家安培研究磁场对电流的作用力的杰出的贡献。

安培力

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=ILBsinα,其中α为(I,B),是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IΔL,每段电流元处的磁场B可看成匀强磁场,受的安培力为ΔF=IΔL·Bsinα,把这许多安培力矢量相加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α=0或π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=BILB是磁感应强度,I是电流强度,L是导线垂直于磁感线的长度。

安培力

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。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,其合力安培力也为零。

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=FScosθθ=90°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。                                                                                                                          

受力方向

导线在磁场中力的方向。根据左手定则:伸开左手,使拇指与其他四指垂直且在一个平面内,让磁感线从手心穿入,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)。

意义

概述

安培力

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α时,则用:F=BILsinα