安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献,为了纪念他,人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力(Ampère force),把电流的单位定为安培。下面我们一起来学习这个知识点!
安培力方向的判断
安培力的方向可用以下方法判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心垂直进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。这就是判定通电导线在磁场中受力方向的左手定则(left-hand rule)。
得出的结论:安培力的方向与磁场方向、电流方向有关系。安培力的方向既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直,也就是说,安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。
对左手定则的理解:
(1)左手定则涉及三个物理量的方向,可以从三维空间的侧视图、俯视图和剖面图等不同角度理解。
(2)一般情形的安培力方向判断:电流方向和磁场方向可以不垂直,但安培力方向必然和电流方向垂直,也和磁场方向垂直。
(3)已知电流I的方向和磁场方向可以确定安培力F的方向,但如果只知道安培力F的方向和磁场方向(或电流方向),无法判断电流方向(或磁场方向)。
(4)当电流方向跟磁场方向不垂直时,安培力的方向仍垂直于电流方向与磁场方向所决定的平面,所以仍可以用左手定则来判断安培力的方向,只是磁感线不垂直穿过掌心。
安培力定律公式推导方法
安培力定律公式有两种推导方法:
1、从宏观到微观推导:
安培力公式:F=BIL
电流的公式:I=Q/t
代入上式得:F=BLQ/t=qvB
2、从微观到宏观推导:
F=BIL=BnqSvL=NBqv
即F(安培力)=Nf (f是洛伦兹力)
安培力有什么意义
安培力的重要意义在于,一方面进一步指出了电与磁的相互联系。一方面是应用价值,电动机的工作原理就是基于安培力。另一方面安培力告诉我们一个事实,安培力起传递能量的作用,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。
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