关于安培力的小知识
发布网友
发布时间：2023-03-11 13:57
共1个回答
热心网友
时间：2023-10-15 07:30
安培力 一、学习内容F=BIL、左手定则 基本技能理解能力 分析综合能力 运用数学处理问题能力 解题策略形成磁场分布图景 灵活选用研究对象、抓住要害、区分情况分析、灵活多变处理 采用比较、深化认识二、例题分析第一阶梯[例1]判定通电直导线旁的通电线框的运动在图4中，通电直导线附近有一个小的通电闭合矩形线圈abcd，直导线AB和线 框在同一平面内放置，且线框的边ab‖AB.将直导线固定，小线框可以自由 移动.若电流I2沿顺时针方向，小线框由静止开始，则小线框的运动情况是： （ ） A.在纸面上向右运动 B.在纸面上保持静止不动 C.在纸面上向通电直导线靠拢 D.发生转动，同时向远离直导线方向运动 [分析和探索] 本题需要先分析通电直导线周围的磁场的分布，然后再分析线框各边的受 力情况，最后根据线框所受合力，依据力和运动的关系判定出线框的运动 情况，这是分析本题的基本思路. 通电直导线AB的右侧，有垂直纸面指向纸内的非匀强磁场，靠近直导线处 磁场较强，远离直导线处的磁场较弱，如图5所示. 分析通电线框各边在磁场中受磁场力时，要先分析主受力边ab，因为它所在处的磁场较强.根据左手 定则知ab边所受磁场力（安培力）的方向沿纸面向左，设大小为F1 . 与ab边平行的cd边所受磁场力的 方向沿纸面向右，设大小为F2 . ad 边所受磁场力F'的方向沿纸面向上，bc边所受磁场力F”的方向 沿纸面向下.由于ad边与bc边所在处磁感强度分布的对称性，知ad边及bc边所受磁场力大小相等.由 时针慢慢移动 时间悄悄溜走于F1>F2，所以小线框所受的合力向左，小线框 将向左运动.小线框受力情况如图6所示. [参*]选项C正确 [说明] 本题为定性分析题目，要求了解通电直导线周围的磁场分布，能够形成磁 场分布的空间图景.如果误认为周围的磁场为匀强磁场，就会造成认为小线框所受合力为0的错误， 从而误选选项B. 由于安培定则运用的错误，误认为磁场方向在直导线右侧为垂直纸面向外，从而造成认为小线框向右 运动的判断.虽然小线框周围的磁场分布判断正确，但伸出了右手判定力的方向，或虽伸出了左手， 但记错了四指和拇指的物理意义，也会早造成认为小线框向右运动的判断，从而误选选项A. 本题选项中只有选项为小线框发生转动，物以稀为贵，采用猜想的办法很容易误选选项D，从而造成 错误. 只有采用前述的正确思路，建立起正确的图景和正确的分析，才能正确地选出选项C. [例2]通电直导线所受安培力的计算. 匀强磁场中，一根长5cm的直导线和磁场方向垂直，导线中通以1A电流时，导线受到的安培力为0.1N. 若导线长度增加10cm，电流减小为0.5A，导线仍与磁场方向垂直放置，求此时导线所受到的安培力的 大小. [分析和探索] 本题可以用公式F安=BIL计算安培力.根据L1、I1和F1，可以计算出磁感应强度B，再根据B、L2、I2， 可以计算出所求的安培力F2.本题也可以利用比例进行求解. [参*] 解法1：分步计算法. 当通电直导线垂直匀强磁场方向放置时，所受安培力的大小F安=BIL. 原导线所受安培力的大小F1=BI1L1，即0.1=B*1*0.05，可见磁感应强度 改变后的导线长 L2=L1+ΔL=0.05+0.1=0.15m，则所受安培力 F2=BI2L2=2*0.5*0.15N=0.15N 解法2：用比例求解. 当通电直导线垂直匀强磁场方向放置时，所受安培力的大小F安=BIL. 原导线所受安培力的大小为 F1=BI1L1 ① 变后导线所受安培力的大小 F2 = B I2 L2 ② [说明] 本题为应用F安=BIL进行定量计算的题. 解法1步步递进，易于思考，但要计算B值，拉长了做题的时间. 解法2运用了数学知识，采用比例加以处理，提高了解题效率，但有跳过求B的过程，出现了思维的 跳跃. 处理中，本题容易出现将“导线长度增加10cm”误认为导线最终长度为10cm，即将“增加了”误认 为“增加到”，从而得到F2=0.1N的错误结果.可见认真审题，在关键词语中多加思考，是解题中万 万不可忽视的步骤. 第二阶梯 [例1]安培力方向的判定 如图7所示，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正*上方固定一根直导线， 导线与磁铁垂直.现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确 的是：（ ） A、磁铁对桌面的压力减小 B、磁铁对桌面的压力增大 C、磁铁对桌面的压力不变 D、无法说明对桌面的压力的变化情况 [分析和探索] 依据条形磁铁周围空间磁感线的分布图景，知道通电直导线所在处有水平向左的磁场，根据左手定则 知导线所受安培力方向向下. 根据物体间力的相互性，知条形磁铁通过磁场对直导线施力，因此直导线也通过磁场对条形磁铁施力. 这两个力方向相反，从而减小对桌面的压力.可见选项A正确. 若认为直导线通电后产生了磁场，不加分析地从磁场具有能量，误将能量当作力，从而会错选选项B. 若从同性磁极相排斥，异性磁极相吸引出发，由于通电直导线周围的磁场无法找出磁北极N及磁南极S， 从而错选选项C或D. [参*] 选项A正确. [说明] 本题要求对条形磁铁周围空间的磁感线分布有完整的空间几何图景，从而知道直导线处的磁场方向为 水平方向.本题要求熟知左手定则，以及物体间力的相互性. 处理时，要注意不要停留在初中所知的“同性磁极相排斥，异性磁极相吸引。
2.安培力的大小于方向
培力大小与方向分析 ：
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。
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=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。
安培力（Ampere's force）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。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 。
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。
3.什么是安培力想了解一下,简单介绍一下就可以
安培力是指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=ILB。
