安培力-高考物理知识点
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安培力-高考物理知识点
(1)在安培力的公式中,I、B、l均采用国际单位制单位,则安培力的单位是牛顿。(2)安培力(包括方向)可用矢量公式表示为F=Il×B。(3)一般形式的安培力公式,用电流元Idl在磁场B中所受力的矢量和表示,即有F=∫Idl×B,
式中积分是对通电导线作线积分,B可为一般分布之非均匀磁场。
(4)通电线圈在匀强磁场中所受力矩的大小,不论形状如何,均等于M=ISBsinθ,式中θ为线圈磁矩方向与B之间的夹角。通电线圈在磁场中受力矩作用而转动,以线圈磁矩沿B方向为(稳定)平衡位置。
(5)安培力与洛仑兹力两者既有联系又有区别。载流导线在磁场中所受的安培力,实质上是导线内自由电子所受洛仑兹力的宏观表现。但是,洛仑兹力的方向始终与运动电荷的速度方向垂直,因此它永远不作功,而载流导线在磁场中运动时,安培力是作功的,这两者并不矛盾。
洛仑兹力沿导线垂直方向的分力所作功的和正是安培力所作的功。而另一沿平行于导线方向的分力所作的功一定为负功。且数值与上述功相等,所以,洛仑兹力作的总功等于零,即洛仑兹力f与V垂直,不作功。从物理意义上说,f∥所作的负功,即为外电源ε提供的电场力,维持电子向上运动所作的功。从能量转化角度来说,此电路中通过电源把其他形式的能转化为电能。当电流流过回路时,一部分电能通过电阻转化为焦耳热,另一部分在通过磁场时,由洛仑兹力的一个分力转变为安培力而作功,实现由电能向机械能的转化。