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安培力的意思、安培力的详细解释

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安培力的解释

通电导线在磁场中受到的作用力。一段通以电流为i、长度为l的直导线,放在磁感强度为b的匀强磁场中所受到的安培力f=bilsinα。式中α为电流i与磁感强度b方向间的夹角。当通电导线平行于磁场放置时,导线将不受安培力作用。

词语分解

专业解析

安培力是载流导体在磁场中受到的相互作用力,由法国物理学家安德烈-玛丽·安培于1820年通过实验首次定量描述。该力的本质是磁场对运动电荷的洛伦兹力在宏观导体上的集体表现,其定义包含三个核心要素:

  1. 物理量关系:安培力大小与导体电流强度(I)、有效长度(L)、磁感应强度(B)及电流与磁场夹角(θ)的正弦值成正比,计算式为: $$ F = I cdot L cdot B cdot sintheta $$
  2. 方向判定:遵循左手定则,掌心磁感线垂直穿入,四指指电流方向时,拇指指向受力方向。
  3. 应用范围:广泛应用于电动机、电磁继电器、磁电式仪表等设备的设计,例如电动机转子线圈的旋转力矩即由安培力驱动。

根据《物理学名词》第三版(科学出版社,2019),安培力是电磁相互作用的基本表现形式之一,其理论体系被纳入《电磁学》高等教育教材(赵凯华著),并作为国家标准GB/T 2900.33-2004《电工术语 电力电子技术》的核心术语。

网络扩展解释

安培力是指导体中载流子(如电子)在磁场中运动时,整体导线受到的宏观力。它是电磁学的基本概念之一,由法国物理学家安培通过实验总结得出,具体原理如下:

1. 定义与公式 安培力的计算公式为: $$ vec{F} = I vec{L} times vec{B} $$ 其中:

标量形式可写为: $$ F = I L B sintheta $$ θ为电流方向与磁场方向的夹角。

2. 方向判定 通过左手定则判断:

3. 物理本质 本质上是所有运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。导体中的每个载流子(如电子)受洛伦兹力: $$ vec{F}_e = q(vec{v} times vec{B}) $$ 所有载流子受力的总和即表现为导线整体的安培力。

4. 典型应用

5. 注意事项

例如:一段0.5米长的直导线,通有2A电流,置于0.3T磁场中且与磁场呈30°角,则所受安培力为: $$ F = 2 times 0.5 times 0.3 times sin30° = 0.15 text{N} $$

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