安培力的理解

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所属分类:高二物理

安培力,就是磁场对电流的作用力。高二物理里安培力是一个重要考点,常涉及安培力方向判断,与牛顿第二定律、动能定律等知识结合综合计算。下面无忧物理学习网将对安培力的知识点做个总结。

安培力定义

磁场对通电导线的作用力,就叫安培力。

安培力方向判断

判断原则就是用左手定则,所谓左手定则:就是伸开左手,使大拇指跟四指垂直,并与手掌在同一平面内,让磁场垂直穿过掌心,四指的方向指向电流方向,那么大拇指方向就是通电导线所受安培力方向。

注意:左手定则与右手螺旋定则(安培定则)是不一样,切莫混淆。

左手定则,其实涉及了三个物理量方向,磁场B方向、电流I方向以及安培力F方向。只要知道任意两个方向,就可以知道第三个方向。但是注意,F永远垂直BI,但BI不一定垂直,甚至可以平行。

安培力计算

由于BI方向既可以垂直又可以平行,甚至成任意角度,所以安培力有极值。实验表明:

BI时,Fmax=BIL

B//I时,Fmin=0

BI成其他角度时,0≤FBIL

讨论:当BIθ时,安培力如何计算?

安培力的理解

处理原则,分解磁场强度B为两矢量B1B2,其中B1//IB2I,则F1=0,而F2=B2IL=BILsinθ。显然,0≤BILsinθBIL

1、安培力公式成立条件:匀强磁场。

2、特别强调,安培力公式物理量含义:

B:表示匀强磁场的磁场强度;

I:通电导线电流大小;

L:导线的有效长度:所谓有效长度,就是通电导线的起点到终点的线段长即"位移"

诸如下图:

安培力的理解

电流从AD,半圆形导线,设半径为R,则导线的有效长度L=2R,而不是2πR。安培力大小F=2BIR,方向:水平向左。

经典例题

1、如图所示,等腰三角形的通电闭合线框abc处在匀强磁场中,它受到磁场力的合力(    )

安培力的理解

A.竖直向上

B.方向垂直于ac斜向上

C.方向垂直于bc向下

D.为零

答案:D

解析:由于导线呈封闭形的,故电流走了一圈后又回到原点,故有效长度为L=0,因此安培力F=0,答案选D

2、如图,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段abbccd的长度均为L,且∠abc=bcd=135°。流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力(    )

安培力的理解

答案:A

解析:同样是找有效长度,显然a是起点,d是终点,故有效长度就是ad的水平长,即:

安培力的理解

因此易知道A项正确。

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