安培力英文解释翻译、安培力的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 Ampere force
分词翻译:
安培的英语翻译:
ampere
【化】 ampere
【医】 a.; amp.; ampere
力的英语翻译:
all one's best; force; power; puissance; strength
【化】 force
【医】 dynamo-; ergo-; force; potency; potentia; Power; stheno-; strength; vis
专业解析
安培力(Ampere Force)是电磁学中的核心概念,指载流导体(Current-carrying Conductor)在磁场(Magnetic Field)中所受到的力。其物理本质是运动电荷在磁场中受洛伦兹力(Lorentz Force)的宏观表现。
物理定义与方向判定
- 本质:导线中的定向移动电荷(电流)在外部磁场中受到洛伦兹力作用,这些力的合力表现为导线整体所受的安培力。
- 方向判定 - 左手定则(Left-Hand Rule):
- 伸开左手,使拇指与其余四指垂直,且手掌在同一平面内。
- 让磁感线(Magnetic Field Lines)垂直穿过掌心。
- 四指指向导体中电流(Current)的方向。
- 拇指所指方向即为安培力的方向。
数学表达(安培力公式)
安培力的大小由以下公式计算:
$$
F = B I L sintheta
$$
其中:
- $F$:安培力的大小,单位牛顿(N)。
- $B$:磁感应强度(Magnetic Flux Density),单位特斯拉(T)。
- $I$:导体中的电流强度,单位安培(A)。
- $L$:导体在磁场中的有效长度,单位米(m)。
- $theta$:电流方向与磁感应强度方向之间的夹角。
- 当 $theta = 90^circ$(电流与磁场垂直)时,$sin90^circ = 1$,安培力最大:$F_{max} = BIL$。
- 当 $theta = 0^circ$(电流与磁场平行)时,$sin0^circ = 0$,安培力为零。
重要应用领域
安培力是许多电磁设备工作的基础原理:
- 电动机(Electric Motors):通电线圈在磁场中受到安培力产生转矩(Torque),驱动转子旋转。
- 电表(Galvanometers & Ammeters):利用安培力驱动指针偏转来测量电流大小。
- 磁悬浮(Maglev Trains):通过精确控制的安培力实现列车悬浮和推进。
- 电磁炮(Electromagnetic Railguns):利用强大的安培力加速弹丸。
权威参考来源
- Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2013). Fundamentals of Physics (10th ed.). Wiley. - 经典物理学教材,对安培力有清晰定义和公式推导。
- Griffiths, D. J. (2013). Introduction to Electrodynamics (4th ed.). Pearson. - 高等电磁学教材,深入讨论安培力的微观起源(洛伦兹力)。
- HyperPhysics Concepts - Georgia State University - 提供安培力的交互式解释和图示。
- Khan Academy - Physics Library - 包含安培力的教学视频和练习。
- Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) - 在其出版物和标准中涉及安培力在工程应用中的规范。
网络扩展解释
安培力是指导体中通电时,在磁场中受到的力。它是电磁学的基础概念之一,由法国物理学家安德烈-玛丽·安培通过实验发现,主要规律如下:
定义与公式
安培力的大小由三要素决定:
- 电流强度($I$,单位安培)
- 导线长度($L$,单位米)
- 磁感应强度($B$,单位特斯拉)
数学表达式为:
$$
F = I cdot L cdot B cdot sintheta
$$
其中$theta$是电流方向与磁场方向的夹角。当导线与磁场垂直时($theta=90^circ$),力达到最大值;平行时($theta=0^circ$)力为零。
方向判断
使用左手定则:
- 伸平左手,使磁感线垂直穿入手心
- 四指指向电流方向
- 大拇指所指方向即为安培力的方向
物理意义
安培力本质是洛伦兹力的宏观表现。导线中的自由电荷(如电子)在磁场中运动时,受到洛伦兹力的集体作用,最终体现为导线整体的受力。
典型应用
- 电动机:通电线圈在磁场中受力旋转,将电能转化为机械能
- 电磁炮:利用强电流产生巨大安培力加速弹体
- 电流表:通过线圈受力偏转测量电流大小
注意事项
- 公式仅适用于匀强磁场中的直导线
- 若导线弯曲,需将导线分割成微小直线段分别计算再矢量叠加
安培力是电磁相互作用的重要表现形式,其规律为电磁设备的设计提供了理论基础。
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