安培力公式
安培力公式是1827年法国物理学家安培提出的用于匀强磁场和直线电流相互垂直情况下的电磁力公式。安培力的公式为:F=BIL(F为安培力,B表示磁感应强度,I表示通过直导线的电流强度,L表示磁场中直导线的长度)
基本信息
- 中文名
安培力公式
- 表达式
F=BIL、μ0 I1I2dι2 × (dι1 × γ12)
- 提出者
安培
- 应用学科
物理
- 提出时间
1820-1827年间
基本定义
安培力公式
电流元I1dι 对相距γ12的另一电流元I2dι 的作用力df12为:
μ0 I1I2dι2 × (dι1 × γ12)
df12 =
4π γ123
毕萨拉定律
式中dι1.dι2的方向都是电流的方向;γ12是从I1dι 指向I2dι 的径矢。安培定律可分为两部分。其一是电流元Idι(即上述I1dι )在γ(即上述γ12)处产生的磁场为
μ0 Idι × γ
dB =
4π γ3
这是毕萨拉定律。其二是电流元Idl(即上述I2dι2)在磁场B中受到的作用力df(即上述df12)为:
df = Idι × B
安培力求法
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。
演绎过程
公式推导
运动电荷在磁场中所受的力叫做洛伦兹力。洛伦兹力是因荷兰物理学者亨德里克·洛伦兹而命名。根据洛伦兹力定律,洛伦兹力可以用方程,称为洛伦兹力方程。洛伦兹力的方向可用左手定则来判断。伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌处于同一水平面,让磁感线从掌心进入,四指指向正电荷运动的方向,拇指指的方向及洛伦兹力力的方向。公式:F=Bqvsinθ