安培力的方向判斷
2020-03-20 11:05:26文/崔涵安培力的方向判斷:安培力的方向垂直于由通電導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向所確定的平面,且I、B與F三者的方向間由左手定則判定。

什么是安培力
安培力是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的作用力。由法國物理學(xué)家A·安培首先通過實(shí)驗(yàn)確定。可表述為:以電流強(qiáng)度為I的長度為L的直導(dǎo)線,置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻外磁場(chǎng)中,則導(dǎo)線受到的安培力的大小為f=IBLsinα,式中α為導(dǎo)線中的電流方向與B方向之間的夾角,f、L、I及B的單位分別為N、m、A及T。

什么是左手定則
左手定則:伸開左手,使拇指與其他四指垂直且在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線從手心流入,四指指向電流方向,大拇指指向的就是安培力方向(即導(dǎo)體受力方向)。
通電導(dǎo)線所受安培力方向的判斷
一、直接利用左手定則進(jìn)行判斷
需要注意的是用左手定則判斷通電導(dǎo)線所受安培力的方向時(shí),當(dāng)磁感線與通電導(dǎo)線垂直時(shí),磁感線必須垂直穿入手掌心;當(dāng)磁感線與通電導(dǎo)線不垂直時(shí),就讓磁感線斜著穿入手掌心。
二、等效分析法
環(huán)形電流可等效為小磁針,通電螺線管可等效為條形磁鐵,等效后再判斷所受安培力的方向就容易得多。
三、電流元分析法
把整段電流等分成很多段直線電流元,先用左手定則判斷出每段電流元受到的安培力方向,再判斷整段電流所受安培力合力的方向,往往要結(jié)合對(duì)稱分析法,從而可進(jìn)一步確定導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向。
四、利用平行電流相互作用分析法
兩電流相互平行時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì),方向相同相互吸引,方向相反相互排斥,兩電流不平行時(shí)有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且方向相同的趨勢(shì)。
五、轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法
因?yàn)殡娏髦g、電流和磁體之間的相互作用滿足牛頓第三定律,這樣,定性分析磁體在電流的磁場(chǎng)中的受力方向時(shí),可先分析電流在磁體的磁場(chǎng)中所受安培力,然后根據(jù)牛頓第三定律,再確定磁體所受電流作用力的方向。
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