高中物理安培力?安培力:是通电导线在磁场中受到的作用力。由法国物理学家安培首先通过实验确定。可表述为:以电流强度为I的长度为L的直导线,置于磁感应强度为B的均匀外磁场中,安培力的方向垂直于由通电导线和磁场方向所确定的平面,且I、B与F三者的方向间由左手定则判定。任意形状导线在均匀磁场中受到的安培力,那么,高中物理安培力?一起来了解一下吧。
第一题,那P就是安培力做的功。
第二题,可能你弄错了安培力的方向。再仔细检查一下电流方向和磁场方向。
安培力是电路产生的电流与磁场相互作用产生的力,它所做的功就是电路消耗的功。就好比电动车,通过安培力将电能转化为机械能。做功是能量转换的方式和途径,是过程量。
教你一方法,做这类题目时,先明确物体初始能量P,到最后的能量U,是通过什么方式(做功、散热)增加或减少W。P=U W。
我觉得关于能量转化这一块,只要思路清晰,其实很简单。
在高中物理的选修三中,安培力做功与回路产热(功能关系)是重要知识点。理解这一关系的关键在于能量守恒定律。首先,我们来解析公式及其含义。
公式:安培力做负功表示导体棒的能量减少。电源电池消耗的电能意味着电池能量的减少。相反,安培力做正功和电容器储存的电能表示系统能量的增加。回路产生的焦耳热则是能量转换为热能。
具体分析时,减少的能量等于增加的能量。负功的能量减少由安培力和电池消耗引起,而正功和电容器的充电增加了能量。回路中产生的焦耳热进一步补充了能量的增加。
在教辅资料中常见简化说法:安培力做的负功等于回路中产生的焦耳热。这条件限制了安培力必须做负功,且电路中无电池和电容器参与能量转换过程。
举例部分展示了不同条件下的应用。无电源无电容情况下,金属棒动能减少,焦耳热为能量损失。有电源无电容时,电源消耗能量,金属棒动能增加,焦耳热为能量损失。有电容无电源时,电容器储存能量,金属棒动能减少,焦耳热为能量损失。
通过这些例子,我们可以看到在不同条件下,安培力做功与回路产热如何体现能量守恒原则。理解公式及其在不同情境下的应用,对于掌握这一概念至关重要。
高中物理《磁场对电流的作用》基础知识总结及应用
磁场对电流的作用主要表现为安培力。当通电导线处于磁场中时,会受到一个与磁场方向垂直的力,即安培力。安培力的大小与磁感应强度B、电流I和导线的有效长度L成正比,用公式F=BILsinθ表示,其中θ为B与I的夹角。
当磁场与电流垂直时,安培力最大,等于F=BIL;若磁场与电流平行,则安培力为0。值得注意的是,某点的磁感应强度为零时,该点通电导线所受的安培力一定为零,反之亦然。
安培力的方向可用左手定则来判断。将左手掌摊平,大拇指指向电流方向,其余四指指向磁感应强度B的方向,那么大拇指的指向即为安培力的方向。需要注意的是,安培力的方向一定与磁场和电流方向垂直,但磁场方向和电流方向并不一定垂直。
两平行通电直导线间的作用力表现为同向电流相互吸引,反向电流相互排斥。
磁电式电表的工作原理基于磁感应强度沿半径方向均匀分布。通电时,导线在安培力的作用下转动,螺旋弹簧变形,表盘上的指针偏转角度与通过线圈的电流成正比。
应用举例:
1. 条形磁铁上方固定通有垂直纸面向里的电流的直导线,下列正确的是D:磁铁对桌面的压力增大,受到桌面摩擦力的作用。
2. 通电矩形导线框与无限长通电直导线在同一平面内,正确选项为BC:线框有两条边所受安培力方向相同,线框所受安培力的合力朝左。
这是高中物理选修3-2的内容,安培力公式F=BIL,其中B、I、L三者相互垂直。B是导体棒所在区域磁感应强度,I是流过的电流,L是有效切割长度。判断安培力的方向要用左手定则。
高中物理安培力的介绍
安培力的大小
⒈公式F=BILsinθ (θ为B与I夹角)
⒉通电导线与磁场方向垂直时,安培力最大;
⒊通电导线平行于磁场方向时,安培力为零;
⒋B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度
⒌式中的L为导线垂直于磁场方向的有效切割长度。
例如,半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置,导线的的等效长度为2r,安培力的大小就是BI*2r 。
安培力的方向
⒈方向由左手定则来判断。
⒉安培力总是垂直于磁感应强度B和电流I所决定的平面,但B、I不一定是垂直关系。
洛伦兹力f向安培力F推导
如果将上述的导线垂直放入磁场,那么每个电荷(基元电荷)受到的洛仑兹力为f=evB;
我们依然取上述长为l的一段导线,其中的电荷总数量依然是N=nV=nSL;
那么这段导线的所有电子的洛伦兹的合力为F=Nf=nSLevB;
在这里我们补充一下,所有的洛伦兹力f的方向是一致的,因此合力就是Nf。
利用(2)中I的推导公式I=neSv;将其带入,
则有F=BIL,这就是安培力的公式。
我们有这样的结论:
杆件所受到的安培力是其内部大量粒子所受到的洛仑兹力的宏观表现。
洛伦兹力与安培力公式的比较
洛伦兹力f=Bvq;其描述的是某个粒子的受力情况。
以上就是高中物理安培力的全部内容,高中物理《磁场对电流的作用》基础知识总结及应用 磁场对电流的作用主要表现为安培力。当通电导线处于磁场中时,会受到一个与磁场方向垂直的力,即安培力。安培力的大小与磁感应强度B、电流I和导线的有效长度L成正比,用公式F=BILsinθ表示,其中θ为B与I的夹角。当磁场与电流垂直时,安培力最大。