安培力和洛伦兹力是什么关系?

发布网友发布时间：2024-02-12 16:26

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热心网友时间：2024-02-18 23:13

安培力和洛伦兹力的关系是：安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质。

安培力是通电导线在磁场中受到的作用力。由法国物理学家A·安培首先通过实验确定。在狭义相对论中，安培力与带电粒子的洛伦兹力之间有一定的联系。

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。

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=BIL。B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=FScosθ，θ=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。