通電直導線周圍磁場-tft每日頭條

通電直導線周圍磁場

生活更新时间:2024-05-23 14:59:12

一、安培力的方向

1、安培力：為紀念安培在研究磁場與電流的相互作用方面的傑出貢獻，人們把通電導線在磁場中受的力稱為安培力.

2.探究與安培力的方向有關的因素

（1）實驗裝置及實驗現象

通電直導線周圍磁場（通電導線在磁場中受到的力）1

（2）結論：安培力的方向與磁場方向、電流方向有關系.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.

3.安培力方向的判斷一左手定則

伸開左手，使拇指與其餘四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面内；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時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.

通電直導線周圍磁場（通電導線在磁場中受到的力）2

4.對左手定則的理解

（1）左手定則涉及三個物理量的方向，可以從三維空間的側視圖、俯視圖和剖面圖等不同角度理解.

（2）一般情形的安培力方向判斷：電流方向和磁場方向可以不垂直，但安培力方向必然和電流方向垂直，也和磁場方向垂直.

（3）已知電流I的方向和磁場方向可以确定安培力F的方向，但如果隻知道安培力F的方向和磁場方向（或電流方向），無法判斷電流方向（或磁場方向）.

（4）當電流方向跟磁場方向不垂直時，安培力的方向仍垂直于電流方向與磁場方向所決定的平面，所以仍可以用左手定則來判斷安培力的方向，隻是磁感線不垂直穿過掌心.

二、安培力的大小

1.安培力大小的公式表述

（1）如圖甲所示，當B與I垂直時，F＝BIL.

（2）如圖乙所示，當B與I成θ角時，F＝BILsinθ.

（3）當B與I平行時，F＝0.

通電直導線周圍磁場（通電導線在磁場中受到的力）3

2.F＝BILsinθ的推導

當磁感應強度B的方向與導線方向成θ角時（如圖乙），它可以分解為與導線垂直的分量B⊥和與導線平行的分量B∥（如圖丙）.

B⊥＝Bsinθ，B∥＝Bcosθ，其中B∥不産生安培力，導線所受的安培力隻是B⊥産生的，得F＝ILB⊥＝ILBsinθ.

3.對安培力公式的理解

（1）安培力公式适用條件

①導線L所處的磁場應為勻強磁場

②在非勻強磁場中，僅适用于電流元

（2）安培力公式F＝BIL中的L為有效長度

①導線垂直于磁場放置，若導線是彎曲的，此時公式F＝BIL中的L并不是導線的總長度，而應是彎曲導線的有效長度.如圖所示，有效長度等于連接兩端點線段的長度，相應的電流方向沿L由始端指向末端.

通電直導線周圍磁場（通電導線在磁場中受到的力）4

②對任意形狀的閉合平面線圈，當線圈平面與磁場方向垂直時，線圈的有效長度L＝0，故通電後在勻強磁場中所受安培力的矢量和一定為零，如圖所示.

通電直導線周圍磁場（通電導線在磁場中受到的力）5

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