浅谈安培力的性质

磁场力安培力学过初中物理的同学都知道，磁场是电流的一个源泉。

你们可曾想到，磁场也会有力呢？它的名字叫“安培力”。

那么什么是安培力呢？下面我给大家介绍一下。

一、安培力定义：安培力就是指电流在磁场里受到的一种作用力。

其实，我们生活中随处可见“安培力”，例如我们走路时脚与地面产生的摩擦力；桌椅、门、窗与地面等之间的摩擦力；风扇转动时产生的阻力……这些都是安培力在起作用。

二、安培力特点：（一）大小变化：安培力的大小与导体在磁场中的有效长度成正比。

（二）方向变化：安培力的方向是随着电流方向而变化的。

（三）随时间变化：不管电流怎样变化，安培力的方向始终不变。

三、安培力的大小与方向判断方法：将大拇指指向和磁感线垂直的方向，四指所指的方向为安培力的方向。

若安培力方向不变则是静磁场。

若安培力方向与电流方向一致，则是变化磁场。

（变化磁场中可能存在着匀速直线运动的物体，应该是匀速圆周运动或变速直线运动）1。

对于通电直导线在磁场中所受安培力，大小为安培力常量A=6.63×10-11N（ N为磁感应强度）。

2。

安培力的方向：安培力总是使导线围绕磁场以螺旋线的方式向右(顺时针)偏转。

3。

安培力的作用点在磁场中央（从电流的角度看），垂直纸面向外。

4。

安培力的大小由导线在磁场中所受安培力大小与导线的电流大小有关。

5。

安培力的作用效果跟导线在磁场中的有效长度L和导线电流I有关。

（ L越长， I越大，安培力越大；反之亦然） 6。

同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。

7。

安培力的方向与导体棒中电流的方向垂直。

8。

两根平行金属导体之间的安培力不做功，不消耗电能。

二、安培力方向(a)。

垂直于磁感线b。

垂直于地面c。

垂直于磁场d。

切割磁感线。

三、磁场对电流的作用力的两种情况。

第一种情况：电流的方向与磁感线方向垂直，方向为沿着电流方向向左。

第二种情况：电流的方向与磁感线方向平行，方向为沿着电流方向向右。

因此磁场对电流的作用力为安培力或洛伦兹力，并且其方向与电流方向垂直。

关于安培力的经典微观解释安培力（Amp-Lorentz）是物体磁学性质的定量描述，它是磁场和电流密度之间的关系。

安培力的概念是通过安培的名字来源于法国物理学家安德鲁安培，并由挪威物理学家安得列洛伦兹最先发现的。

它在有磁性物质的介质中研究磁学现象的过程中发挥的重要作用。

安培力是由电流密度和磁场强度的乘积所确定的。

在静电环境中，它也可以称为“罗伦茨力”，因为它可以用来描述电荷之间的相互作用。

它由电荷之间的力，以及它们所受到的力的综合结果表示出来。

将磁场和电流密度耦合在一起，使它们在物理过程中受到作用，而不是相互独立，这就是安培力的基本概念。

安培力的微观解释可以从两个不同的角度来理解。

首先，它是由“内在偶合效应”决定的，即磁场的不同分量的不同方向可能会影响到电荷的运动。

其次，它也可以由“外部偶合效应”来说明：由电荷引起的磁场，以及由磁场引起的电荷之间，存在着相互作用的效应。

安培力在物理学中的作用非常重要。

它是磁电学、磁力学两个主要领域的基本概念。

例如，它可以用来解释为什么磁力线的方向会绕着电流的方向旋转，以及电场的变化是如何影响磁场的。

它还可以用来解释电动势的原理，即为什么当电流在一个磁场中流动时，将产生动能的原因。

安培力在实际应用中也有重要作用。

例如，它被应用于电机理论、电磁学、磁性材料研究以及电缆理论等领域。

此外，它还能帮助我们更好地理解磁铁、电磁辐射以及永磁体等磁学现象。

综上所述，安培力是物体磁学性质的一个重要参数，它由磁场和电流密度的乘积确定。

它的物理含义可以从内部偶合效应和外部偶合效应这两个不同的角度得以解释。

它的重要性不言而喻，在物理学和工程学的实际应用中都发挥了重要作用。

安培力与电流的关系电流是电荷在导体中的流动，安培力则是导体中的电流所受到的力。

安培力与电流之间存在一定的关系，本文将对安培力与电流的关系进行探讨。

一、安培力的定义和性质安培力是指导体中的电流所受到的力，其大小与电流的大小相关。

根据安培力的定义可知，只有当电流在磁场中流动时，电流才会受到安培力的作用。

安培力的方向垂直于电流方向和磁场方向，并且符合右手法则。

安培力的大小可以通过安培力公式来计算，即F = BIL，其中F为安培力的大小，B为磁感应强度，I为电流的大小，L为导体长度。

从公式可知，安培力与电流成正比，即电流越大，安培力越大；同时，安培力与磁感应强度和导体长度也成正比。

这表明在相同磁场中，电流越大、导体越长，安培力越大。

二、电流对安培力的影响1. 电流大小的影响根据安培力公式可知，电流越大，安培力越大。

这是因为电流大小直接决定了单位时间内通过导体的电荷量，而安培力正比于电流的大小。

2. 电流方向的影响安培力的方向与电流方向和磁场方向垂直，符合右手法则。

当电流方向改变时，安培力的方向也会相应改变。

对于相同的电流强度和磁场方向，电流方向相反将导致安培力方向相反。

3. 导线形状的影响安培力的大小受到导体长度的影响。

当导体长度增加时，安培力也会相应增加。

这是因为在相同磁场中，较长的导体具有更多的电流通过，因此受到的安培力也更大。

三、安培力对电流的影响除了电流对安培力产生影响外，安培力本身也可以对电流产生影响。

安培力可以改变电流的方向和路径。

1. 安培力对电流方向的影响根据电磁感应现象，电流在磁场中受到的安培力可以改变电流的方向。

当导体中的电流与磁场方向相反时，安培力会使电流改变方向。

2. 安培力对电流路径的影响安培力会使电流在导体中发生偏转。

根据洛伦兹力的定义，导体中的电流在磁场中会受到一个与电流和磁场方向垂直的力，从而改变电流路径。

这种安培力对电流的影响在很多应用中都得到了利用，例如电力传输中的输电线路、电子设备中的电路设计等。

高二物理安培力知识点安培力（Ampere Force），又称真空中的洛伦兹力（Lorentz Force），是指一个电荷在磁场中所受到的力。

在高二物理学习中，我们需要了解并掌握安培力的计算方法、性质以及与电流、磁场等相关的知识点。

本文将为大家介绍高二物理中与安培力相关的知识点。

一、安培力的计算公式安培力的计算公式为F = qvBsinθ，其中F表示安培力的大小，q表示电荷的大小，v表示电荷的速度，B表示磁感应强度，θ表示电荷速度与磁场方向之间的夹角。

二、安培力的性质1. 安培力与电荷的关系安培力与电荷的大小成正比，即当电荷q增加时，安培力F也相应增加。

2. 安培力与电流的关系电流是单位时间内通过导体横截面的电荷量，安培力与电流的大小成正比。

设导线长度为l，电荷在导线中的速度为v，电荷密度为ρ，则电流I = ρvl。

因此，安培力F与电流I也成正比。

3. 安培力与磁场的关系安培力与磁场的大小成正比，即当磁感应强度B增加时，安培力F也相应增加。

4. 安培力与速度的关系安培力与电荷的速度v的大小成正比，即当电荷速度v增加时，安培力F也相应增加。

5. 安培力的方向安培力的方向遵循右手定则：将右手从电荷正方向握住导线，在磁场方向上升的情况下，手指弯曲的方向即为安培力的方向。

6. 安培力的性质总结安培力与电荷、电流、磁场强度、速度之间有着一定的数学关系，根据具体情况可以通过计算公式来求解安培力的大小和方向。

三、安培力与磁场的应用1. 高斯枪高斯枪是利用安培力的原理来实现粒子的加速和磁聚焦。

通过在导弹中引入磁场，使得导弹内部飞行的粒子受到安培力的作用，从而达到加速的效果。

2. 电磁铁电磁铁是将电能转化为磁能的一种装置。

当电流通过电磁铁的线圈时，线圈周围会产生强磁场，而磁感应强度B与电流I成正比。

通过控制电流的大小，可以调节磁场的强度，从而实现对物体的吸附和释放。

3. 涡流制动涡流制动是一种利用安培力原理制动运动金属物体的方法。

二、安培力（磁场对电流的作用力）目的要求复习安培力的计算及左手定则。

知识要点1.安培力方向的判定⑴用左手定则。

⑵用“同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时）。

⑶用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。

可以把条形磁铁等效为长直螺线管（不要把长直螺线管等效为条形磁铁）。

只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则判定。

2.安培力大小的计算：F =BLI sin α（α为B 、L 间的夹角）高中只要求会计算α=0（不受安培力）和α=90°两种情况。

例题分析例1：如图所示，可以自由移动的竖直导线中通有向下的电流，不计通电导线的重力，仅在磁场力作用下，导线将如何移动？解：先画出导线所在处的磁感线，上下两部分导线所受安培力的方向相反，使导线从左向右看顺时针转动；同时又受到竖直向上的磁场的作用而向右移动（不要说成先转90°后平移）。

分析的关键是画出相关的磁感线。

例2：条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会＿＿(增大、减小还是不变？)。

水平面对磁铁的摩擦力大小为＿＿。

解：本题有多种分析方法。

⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线（如图中粗虚线所示），可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。

磁铁对水平面的压力减小，但不受摩擦力。

⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条（如图中细虚线所示），可看出导线受到的安培力竖直向下，因此条形磁铁受的反作用力竖直向上。

⑶把条形磁铁等效为通电螺线管，上方的电流是向里的，与通电导线中的电流是同向电流，所以互相吸引。

例3：如图在条形磁铁N 极附近悬挂一个线圈，当线圈中通有逆时针方向的电流时，线圈将向哪个方向偏转？解：用“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”最简单：条形磁铁的等效螺线管的电流在正面是向下的，与线圈中的电流方向相反，互相排斥，而左边的线圈匝数多所以线圈向右偏转。

磁场对通电导体的作用力要点一、对安培力的理解要点诠释：1．安培力是磁场对电流的作用力，是一种性质力，其作用点可等效在导体的几何中心．2．安培力的方向在解决有关磁场对电流的作用的问题时，能否正确判断安培力的方向是解决问题的关键，在判定安培力的方向时要注意以下三点：（1）安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面．因此，在判断时首先确定磁场和电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向．（2）当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流和磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心．（3）注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系．安培力的方向与磁场安F 安的方向，由于B 只要穿过手心即可，则I （或B ）的方向不唯一．3．安培力的大小（1）计算公式：F BILsin =θ（2）对公式的理解：公式F BILsin =θ可理解为F (Bsin )IL =θ，此时Bsin θ为B 沿垂直I 方向上的分量，也可理解为F BI(Lsin )=θ，此时Lsin θ为L 沿垂直B 的方向上的投影长度，也叫“有效长度”，公式中的θ是B 和I 方向问的夹角．注意：①若导线是弯曲的，此时公式F BILsin =θ中的L 并不是导线的总长度，而应是弯曲导线的“有效长度”．它等于连接导线两端点直线的长度（如图所示），相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端．②安培力公式一般用于匀强磁场．在非匀强磁场中很短的导体也可使用，此时B 的大小和方向与导体所在处的B 的大小和方向相同．若在非匀强磁场中，导体较长，可将导体分成若干小段，求出各段受到的磁场力，然后求合力．要点三、电流表的工作原理、灵敏度及特点要点诠释：1．电流表的工作原理：（1）均匀辐向磁场蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的（如图所示），不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行．线圈所处的磁感应强度的大小都相同．类型一、安培力方向的判断例1（多选）、如图所示，一金属直杆MN 两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN 与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN 垂直纸面向外运动，可以（ ）A ．将a 、c 端接在电源正极，b 、d 端接在电源负极B ．将b 、d 端接在电源正极，a 、c 端接在电源负极C ．将a 、d 端接在电源正极，b 、c 端接在电源负极D ．将a 、c 端接在同一交流电源的一端，b 、d 端接在交流电源的另一端【答案】 ABD【解析】 本题主要考查两个方面知识：电流的磁场和左手定则．要求直杆MN 垂直纸面向外运动，把直杆所在处的磁场方向和直杆中电流画出来，得A 、B 正确．若使a 、c 两端（或b 、d 两端）的电势相对于另一端b 、d （或a 、c ）的电势的高低做同步变化，线圈磁场与电流方向的关系跟上述两种情况一样，故D 也正确．【变式】（多选）在匀强磁场B 的区域中有一光滑斜面体，在斜面体上放置一根长为L ，质量为m 的导线，当通以如图所示方向的电流后，导线恰能保持静止，则磁感应强度B 满足（ ）A ．sin ,=mgB IL α方向垂直斜面向上 B ．sin =mg B ILα，方向垂直斜面向下 C ．tan =mg B ILα，方向垂直向下 D ．=mg B IL，方向水平向左 【答案】BCD类型二、安培力大小的计算例2、如图所示，导线abc 为垂直折线，其中电流为I ，ab=bc=L ，导线所在的平面与匀强磁场垂直，匀强磁场的磁感应强度为B ，求导线abc 所受安培力的大小和方向．【答案】 2ILB 方向沿abc ∠的角平分线向上【解析】 方法一：ab 段所受的安培力大小ab F ILB =，方向向右，bc 段所受的安培力大小bc F ILB =，方向向上，所以该导线所受安培力为这两个力的合力，如图所示，2F ILB =，方向沿abc ∠的角平分线向上．方法二：把导线abc 等效成直导线ac ，则等效长度2ac L =，故安培力22F BI L ILB =⋅=，方向垂直于ac ，即沿abc ∠的角平分线向上．【变式】（多选）在物理学中，通过引入检验电流来了解磁场力的特性，对检验电流要求是（ ）A ．将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F 、导线长度L 、通电电流强度I ，应用公式B =F /IL ，即可测得磁感强度BB ．检验电流电流强度不宜太大C ．利用检验电流，运用公式B=F/IL,只能应用于匀强磁场D ．只要满足长度L 很短、电流强度I 很小， 将其垂直放入磁场的条件，公式B =F /IL 对任何磁场都适用【答案】BD类型三、 判断安培力作用下物体的运动方向例3、（2015 平度市期末）如图甲所示，蹄形磁体用悬线悬于O 点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况是（ ）．A ．静止不动B ．向纸外平动C ．N 极向纸外，S 级向纸内转动D ．N 极向纸内，S 级向纸外转动【答案】 C【解析】假设磁体不动，导线运动，则有：由图可知，通电导线左边的磁场斜向下，而右边的磁场斜向上，那么，根据如图所示的导线所在处的特殊位置判断其转动情况．将导线从N 、S 极的中间分成两段，，由左手定则可得左边一小段受安培力的方向垂直纸面向里，右边一小段受安培力的方向垂直纸面向外，从上向下看，导线沿顺时针方向转动．再根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况．导线此时受安培力方向竖直向上，导线将向上运动． 所以导线的运动情况为： 顺时针转动的同时还要向上运动．如今导线不动，磁体运动，根据相对运动，则有磁体逆时针转动（从上向下看），即N 极向纸外转动，S 极向纸内转动，故C 正确，ABD 错误，故选C【变式】如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其中央上方固定一根导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（ ）A ．磁铁对桌面的压力减小，不受桌面的摩擦力B ．磁铁对桌面的压力减小，受到桌面的摩擦力C ．磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力D ．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面的摩擦力【答案】A【解析】 如图所示，画出一条通过电流I 处的磁感线，电流I 处的磁场方向水平向左，由左手定则知电流I 受安培力方向竖直向上．根据牛顿第三定律知，电流对磁铁的作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大．由于磁铁没有相对于桌面的运动趋势，故桌面对磁铁无摩擦力作用．类型四、 磁电式电流表例4、 如图所示甲是磁电式电流表的结构图，图乙是磁极间的磁场分布图，以下选项中正确的是（ ）①指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的力矩方向与线圈受到的磁力矩方向是相反的②通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度也越大③在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场④在线圈转动的范围内，线圈所受磁力矩与电流有关，而与所处位置无关A ．①②B ．③④C ．①②④D ．①②③④【答案】 C【解析】 当阻碍线圈转动的力矩增大到与安培力产生的使线圈转动的力矩平衡时，线圈停止转动，即两力矩大小相等、方向相反，故①正确．磁电式电流表的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，均匀辐向分布的磁场特点是大小相等、方向不同，故③错误，④正确．电流越大，电流表指针偏转的角度也越大，故②正确．综合上述，选项C 正确．类型五、安培力与电路知识、物体平衡的综合应用例5、（2015 东城区三模）如图所示，足够长的光滑金属导轨与水平面的夹角为θ，两导轨间距为L ，在导轨上端接入电源和滑动变阻器，电源电动势为E ，内阻为r 。

安培力与洛伦兹力安培力和洛伦兹力是电磁力学中两个重要的力的概念。

它们在解释电荷在磁场中的运动和相互作用方面起着关键的作用。

本文将介绍安培力和洛伦兹力的概念、公式及其应用。

一、安培力安培力是由电流产生的磁场对电荷的作用力。

根据安培力定律，当电流通过一段导线时，会产生一个磁场，而这个磁场会对附近的其他电荷施加力。

安培力的大小与电流的大小和方向以及电荷所处位置有关。

安培力的公式可以表示为：F = BILsinθ，其中F是安培力的大小，B是磁场的强度，I是电流的大小，L是电流所在导线的长度，θ是电流和磁场的夹角。

当电流和磁场垂直时，安培力达到最大值；而当电流和磁场平行时，安培力为零。

这一规律为我们解释电流在磁场中的运动提供了重要的依据。

安培力在许多实际应用中发挥着重要的作用。

例如，电动机、发电机和变压器等电器设备都是基于安培力的工作原理。

此外，MRI（磁共振成像）技术也是利用安培力来实现对人体内部结构的图像获取。

二、洛伦兹力洛伦兹力是电荷在磁场中所受到的力。

它是由电荷的运动状态和磁场的作用相互耦合产生的。

根据洛伦兹力定律，当带电粒子在磁场中运动时，会受到一个垂直于其速度方向且大小与速度、电荷量和磁场强度有关的力。

洛伦兹力的公式可以表示为：F = qvBsinθ，其中F是洛伦兹力的大小，q是电荷量，v是电荷的速度，B是磁场的强度，θ是速度和磁场的夹角。

洛伦兹力的方向垂直于速度和磁场的平面，并遵循左手螺旋定则。

当速度与磁场平行或反平行时，洛伦兹力为零；而当速度与磁场垂直时，洛伦兹力达到最大值。

洛伦兹力在许多领域都有着广泛的应用。

在粒子物理学中，加速器通过电磁铁产生磁场，通过对带电粒子施加洛伦兹力来加速粒子。

在药物输送和生物学研究中，利用洛伦兹力可以对带电颗粒进行操控和定位。

三、安培力与洛伦兹力的关系安培力和洛伦兹力在形式上非常相似，但它们的作用对象不同。

安培力作用于电流所携带的电荷，而洛伦兹力则作用于运动的电荷。

高三物理安培力知识点总结安培力是物理学中一个非常重要的概念，特别是在电磁学领域。

它描述了电流通过导线时所产生的力，是我们理解电路和电磁现象的基础。

下面将对高三物理中涉及到的安培力相关的知识点进行总结。

一、安培力的定义安培力是指电流通过导线时所产生的力。

当电流通过导线时，导线中的电子会受到磁场力的作用而产生一个力，这个力即为安培力。

安培力的方向可以根据右手螺旋定则来确定。

二、安培力的计算公式安培力的计算公式为：F = BILsinθ其中，F为安培力的大小，B为磁感应强度，I为电流的大小，L为导线的长度，θ为电流与磁感应强度之间的夹角。

三、安培力的方向根据右手螺旋定则，可以确定安培力的方向。

将右手握住导线，拇指指向电流的方向，其余四指指向磁感应强度的方向，拇指的方向即为安培力的方向。

四、安培力的性质1. 安培力与电流的大小成正比：当电流大小增加时，安培力也会增大。

2. 安培力与磁感应强度的大小成正比：当磁感应强度增大时，安培力也会增大。

3. 安培力与导线长度的大小成正比：当导线长度增加时，安培力也会增大。

4. 安培力与电流与磁感应强度之间的夹角的正弦值成正比：当夹角增大时，安培力会减小。

五、安培力的应用1. 电磁铁：电磁铁是利用安培力的作用原理制造的一种器件。

通电后，导线中的电流会产生安培力，使得铁芯上的铁磁体磁化，从而形成一个强大的磁场。

2. 电动机：电动机的运行原理也是基于安培力的作用。

电流通过线圈时，产生的安培力与磁场相互作用，导致线圈旋转。

3. 电磁感应：安培力也与电磁感应现象密切相关。

当导线与磁场相互运动时，导线中会产生感应电流，从而产生安培力。

通过对高三物理中的安培力知识点的总结，我们可以更好地理解安培力的概念、计算方法以及应用。

在解决与电流、磁场、电磁感应相关的问题时，我们可以运用安培力的知识，从而更好地理解和分析现象。