安培力

安培力（Ampere's force）是通電導線在磁場中受到的作用力。由法國物理學家A·安培首先通過實驗確定。可表述為：以電流強度為I的長度為L的直導線，置於磁感應強度為B的均勻外磁場中，則導線受到的安培力的大小為f=IBLsinα，式中α為導線中的電流方向與B方向之間的夾角，f、L、I及B的單位分別為N、m、A及T。安培力的方向垂直於由通電導線和磁場方向所確定的平面，且I、B與F三者的方向間由左手定則判定。任意形狀導線在均勻磁場中受到的安培力，可看作無限多直線電流元IΔL在磁場中受到的安培力的矢量和。

在狹義相對論中，安培力與帶電粒子的洛倫茲力之間有一定的聯繫。

基本介紹

• 中文名：安培力
• 外文名：Ampere's force
• 本質：磁場對電流的作用力
• 公式：F=ILBsin(I,B)
• 方向判別：左手定則
• 本質：移動的電荷所受洛倫茲力的合力
• 做功：不為零

簡介

安培力分析

磁場對電流的作用力通常稱為安培力，為紀念法國物理學家安培研究磁場對電流的作用力的傑出的貢獻。

通電導線在磁場中受到的作用力。電流為I、長為L的直導線。在勻強磁場B中受到的安培力大小為：

F=ILBsinα，其中α為(I,B)，是電流方向與磁場方向間的夾角。

安培力的方向由左手定則判定。對於任意形狀的電流受非勻強磁場的作用力，可把電流分解為許多段電流元IΔL，每段電流元處的磁場B可看成勻強磁場，受的安培力為ΔF=IΔL·Bsinα，把這許多安培力矢量相加就是整個電流受的力。

應該注意，當電流方向與磁場方向相同或相反時，即α=0或π時，電流不受磁場力作用。當電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大為F=BIL。B是磁感應強度，I是電流強度，L是導線垂直於磁感線的長度。

安培力的實質是形成電流的定向移動的電荷所受洛倫茲力的合力。磁場對運動電荷有力的作用，這是從實驗中得到的結論。同樣，當電荷的運動方向與磁場平行時不受洛倫茲力作用，也是從實驗觀察中得知。當電流方向與磁場平行時，電荷的定向移動方向也與磁場方向平行，所受洛倫茲力為零，其合力安培力也為零。

洛倫茲力不做功是因為力的方向與粒子的運動方向垂直，根據功的公式W=FScosθ，θ=90°時，W=0。而安培力是與導線中的電流方向垂直，與導線的運動方向並不一定垂直，一般遇到的情況大多是在同一直線上的，所以安培力做功不為零。

受力方向

導線在磁場中力的方向。根據左手定則：伸開左手，使拇指與其他四指垂直且在一個平面內，讓磁感線從手心穿入，四指指向電流方向，大拇指指向的就是安培力方向（即導體受力方向）（見右上圖）。

意義

概述

實驗表明：把一段通電直導線MN放在磁場里，當導線方向與磁場方向垂直時，電流所受的安培力最大；當導線方向與磁場方向一致時，電流不受安培力；當導線方向與磁場方向斜交時，電流所受的安培力介於最大值和零之間。

大量實驗表明，垂直於磁場的一段通電導線，在磁場中某處受到的安培力的大小F跟電流強度I和導線的長度L的乘積成正比 F=BIL

當電流與磁場方向夾角為α時，則用：F=BILsinα

力的價值

安培力的重要意義在於，一方面進一步指出了電與磁的相互聯繫；另一方面是套用價值，電動機的工作原理就是基於安培力。

安培力做功的實質：起傳遞能量的作用，將電源的能量傳遞給通電直導線，而磁場本身並不能提供能量，安培力做功的特點與靜摩擦力做功相似。