高中物理安培力的知識(shí)點(diǎn)
高中物理安培力的知識(shí)點(diǎn)
安培力是學(xué)生學(xué)習(xí)無，高考物理需要學(xué)習(xí)到，在選擇題中經(jīng)常會(huì)考到這方面的知識(shí)點(diǎn)，下面學(xué)習(xí)啦的小編將為大家?guī)黻P(guān)于安培力的介紹，希望能夠幫助到大家。
高中物理安培力的介紹
安培力的大小
?、惫紽=BILsinθ (θ為B與I夾角)
⒉通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力最大;
⒊通電導(dǎo)線平行于磁場(chǎng)方向時(shí)，安培力為零;
⒋B對(duì)放入的通電導(dǎo)線來說是外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度
?、凳街械腖為導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向的有效切割長(zhǎng)度。
例如，半徑為r的半圓形導(dǎo)線與磁場(chǎng)B垂直放置，導(dǎo)線的的等效長(zhǎng)度為2r，安培力的大小就是BI*2r 。
安培力的方向
?、狈较蛴勺笫侄▌t來判斷。
?、舶才嗔偸谴怪庇诖鸥袘?yīng)強(qiáng)度B和電流I所決定的平面，但B、I不一定是垂直關(guān)系。
洛倫茲力f向安培力F推導(dǎo)
如果將上述的導(dǎo)線垂直放入磁場(chǎng)，那么每個(gè)電荷(基元電荷)受到的洛侖茲力為f=evB;
我們依然取上述長(zhǎng)為l的一段導(dǎo)線，其中的電荷總數(shù)量依然是N=nV=nSL;
那么這段導(dǎo)線的所有電子的洛倫茲的合力為F=Nf=nSLevB;
在這里我們補(bǔ)充一下，所有的洛倫茲力f的方向是一致的，因此合力就是Nf。
利用(2)中I的推導(dǎo)公式I=neSv;將其帶入，
則有F=BIL，這就是安培力的公式。
我們有這樣的結(jié)論：
桿件所受到的安培力是其內(nèi)部大量粒子所受到的洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)。
洛倫茲力與安培力公式的比較
洛倫茲力f=Bvq;其描述的是某個(gè)粒子的受力情況。
安培力F=BIL;其描述的是通電的桿件的受力情況。
通過公式的比較，我們應(yīng)確定主思路：
1利用微積分基本原理，建立起單獨(dú)某個(gè)粒子與桿件內(nèi)大量粒子之間的關(guān)系;
2研究IL與vq之間的關(guān)系。
高中物理洛倫茲力的知識(shí)點(diǎn)介紹
洛倫茲力是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的磁場(chǎng)力。
洛倫茲力f的大小等于Bvq，其最大的特點(diǎn)就是與速度的大小相關(guān)，這是高中物理中少有的一個(gè)與速度相關(guān)的力。
我們從力的大小、方向、與安培力關(guān)系這三個(gè)方面來研究洛倫茲力。
洛倫茲力的大小
⒈當(dāng)電荷速度方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力的大小f=Bvq;高中物理網(wǎng)建議同學(xué)們用小寫的f來表示洛倫茲力，以便于和安培力區(qū)分。
⒉磁場(chǎng)對(duì)靜止的電荷無作用力，磁場(chǎng)只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力，這與電場(chǎng)對(duì)其中的靜止電荷或運(yùn)動(dòng)電荷總有電場(chǎng)力的作用是不同的。
?、钞?dāng)時(shí)電荷沿著(或逆著)磁感線方向運(yùn)行時(shí)，洛倫茲力為零。
?、串?dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向夾角為θ時(shí)，洛倫茲力的大小f=Bvqsinθ;
洛倫茲力的方向
?、庇米笫侄▌t來判斷：讓磁感線穿過手心，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向(或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向的反方向)，大拇指指向就是洛倫茲力的方向。
⒉無論v與B是否垂直，洛倫茲力總是同時(shí)垂直于電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向。
洛倫茲力的特點(diǎn)
洛倫茲力的方向總與粒子運(yùn)動(dòng)的方向垂直，洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，故洛倫茲力永遠(yuǎn)不會(huì)對(duì)v有積分，即洛倫茲力永不做功。
安培力和洛倫茲力的關(guān)系
洛倫茲力是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，安培力是磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力，兩者的研究對(duì)象是不同的。
安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力的微觀實(shí)質(zhì)。
對(duì)洛倫茲力和安培力的聯(lián)系與區(qū)別，可從以下幾個(gè)方面理解：
1.安培力大小為F=ILB，洛倫茲力大小為F=qvB。安培力和洛倫茲力表達(dá)式雖然不同，但可互相推導(dǎo)，相互印證。
2.洛倫茲力是微觀形式，安培力是宏觀表現(xiàn)。洛倫茲力是單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力，而安培力是導(dǎo)體中所有定向移動(dòng)的自由電荷受的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。
3.盡管安培力是導(dǎo)體中所有定向移動(dòng)的自由電荷受的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，但也不能認(rèn)為定培力就簡(jiǎn)單地等于所有定向移動(dòng)電荷所受洛倫茲力的和，一般只有當(dāng)導(dǎo)體靜止時(shí)才能這樣認(rèn)為。
4.洛倫茲力不做功，安培力可以做功。
安培力與洛倫茲力的方向判定
盡管洛倫茲力和安培力的方向都由左手定則判定，但它們又是有區(qū)別的。
安培力方向判定的左手定則中，四指指向電流方向;而洛倫茲力方向判定的左手定則卻是，四指指向正電荷的運(yùn)動(dòng)方向，負(fù)電荷受力與正電荷方向相反。
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