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高中物理安培力公式中字母意思

教育 更新时间:2024-06-29 12:04:20

高中物理安培力公式中字母意思?一、電流(通電導線)所受的安培力,我來為大家科普一下關于高中物理安培力公式中字母意思?下面希望有你要的答案,我們一起來看看吧!

高中物理安培力公式中字母意思(高中物理之安培力)1

高中物理安培力公式中字母意思

一、電流(通電導線)所受的安培力

1、安培力———磁場對電流(通電導線)的作用力稱為安培力。

2、安培力的大小

通電直導線與磁場方向垂直時,電流所受的安培力最大;當導線方向與磁場方向一緻時,電流所受的安培力最小,等于零;當導線方向與磁場方向斜交時,所受的安培力介于零與最大值之間。

通電導線在磁場中受到的安培力的大小,與導線的長度L成正比,與導線中的電流I成正比,即與I和L的乘積IL成正比:

F=BIL

或者B=F/IL

B叫磁感應強度,它是由磁場本身決定的。比值B越大,表示磁場越強。

磁感應強度———在磁場中垂直于磁場方向的通電導線,所受的安培力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值,叫磁感應強度。

磁感應強度單位:特斯拉(特)

1T=1N/(A*m)

♥公式F=BIL和B=F/IL适用于勻強磁場。

3、安培力的方向

安培力的方向既跟磁場方向垂直,又跟電流方向垂直,也就是說,安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導線所在的平面。

通電直導線所受安培力的方向和磁場方向、電流方向之間的關系,可用左手定則來判定:

♥左手定則:伸開左手,使大拇指跟其餘四個手指垂直,并且都跟手掌在一個平面内,把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電流的方向,那麼大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。

作用在通電導線上的安培力,是作用在運動電荷上的洛倫茲力的宏觀表現。

二、磁場對運動電荷的作用(洛倫茲力)

1、洛倫茲力———磁場中的運動電荷所受到的磁場對它的作用力,叫洛倫茲力。

2、洛倫茲力的方向

洛倫茲力的方向可由左手定則來判定:

♥左手定則:伸開左手,使大拇指跟其餘四個手指垂直,且處于同一平面内,把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,四指指向正電荷運動的方向或負電荷運動的相反方向,那麼,拇指所指的方向就是正電荷或負電荷所受洛倫茲力的方向。

3、洛倫茲力的大小

當電荷在垂直于磁場的方向上運動時,磁場對運動電荷的洛倫茲力F等于電荷量q、電荷的運動速率v、磁感應強度B的乘積:

F=qvB

三、帶電粒子在磁場中的運動

1、運動軌迹

垂直射入勻強磁場中的帶電粒子,在洛倫茲力F=qvB的作用下,将會偏離原來的運動方向。

垂直射入勻強磁場的帶電粒子,它的初速度和所受洛倫茲力的方向都在跟磁場方向垂直的平面内,沒有任何作用使粒子離開這個平面,所以帶電粒子隻能在這個平面内運動。

洛倫茲力總是跟帶電粒子的運動方向垂直,不對粒子做功,它隻改變粒子的運動方向,而不改變粒子的速率,所以粒子運動的速率v是恒定的。這時洛倫茲力F=qvB的大小不變,即帶電粒子受到一個大小不變、方向總與粒子運動方向垂直的力,因此帶電粒子做勻速圓周運動,其向心力就是洛倫茲力。

2、軌道半徑和周期

①軌道半徑

由qvB=mv²/r

可得r=mv/(qB)

由此可知,在勻強磁場中做勻速圓周運動的帶電粒子,它的軌道半徑跟粒子的運動速率成正比。

②周期

由r=mv/(qB)和T=2πr/v

可得T=2πm/(qB)

由此可知,帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期跟軌道半徑和運動速率無關。

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