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安培力

2016-8-1 08:07| 编辑:电工电气学习网| 查看: 11426| 评论: 0

安培力

安培力是高中物理最常考的力之一,也是最难的一个力。安培力在磁场与电磁感应两个章节中均有考察。我们下面来从大小和方向两个方面研究安培力。

安培力

安培力的大小

⒈公式F=BILsinθ (θ为B与I夹角)

⒉通电导线与磁场方向垂直时,安培力最大;

⒊通电导线平行于磁场方向时,安培力为零;

⒋B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度

⒌式中的L为导线垂直于磁场方向的有效切割长度。

例如,半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置,导线的的等效长度为2r,安培力的大小就是BI*2r 。

安培力的方向

⒈方向由左手定则来判断。请点击这里查看左手定则的内容。

⒉安培力总是垂直于磁感应强度B和电流I所决定的平面,但B、I不一定是垂直关系。

洛伦兹力f向安培力F推导

如果将上述的导线垂直放入磁场,那么每个电荷(基元电荷)受到的洛仑兹力为f=evB;

我们依然取上述长为l的一段导线,其中的电荷总数量依然是N=nV=nSL;

那么这段导线的所有电子的洛伦兹的合力为F=Nf=nSLevB;

在这里我们补充一下,所有的洛伦兹力f的方向是一致的,因此合力就是Nf。

利用(2)中I的推导公式I=neSv;将其带入,

则有F=BIL,这就是安培力的公式。

我们有这样的结论:

杆件所受到的安培力是其内部大量粒子所受到的洛仑兹力的宏观表现。

洛伦兹力与安培力公式的比较

洛伦兹力f=Bvq;其描述的是某个粒子的受力情况。

安培力F=BIL;其描述的是通电的杆件的受力情况。

通过公式的比较,我们应确定主思路:

1利用微积分基本原理,建立起单独某个粒子与杆件内大量粒子之间的关系;

2研究IL与vq之间的关系。

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