高中物理安培力?安培力:是通電導(dǎo)線在磁場中受到的作用力。由法國物理學(xué)家安培首先通過實(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的均勻外磁場中,安培力的方向垂直于由通電導(dǎo)線和磁場方向所確定的平面,且I、B與F三者的方向間由左手定則判定。任意形狀導(dǎo)線在均勻磁場中受到的安培力,那么,高中物理安培力?一起來了解一下吧。
第一題,那P就是安培力做的功。
第二題,可能你弄錯(cuò)了安培力的方向。再仔細(xì)檢查一下電流方向和磁場方向。
安培力是電路產(chǎn)生的電流與磁場相互作用產(chǎn)生的力,它所做的功就是電路消耗的功。就好比電動(dòng)車,通過安培力將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。做功是能量轉(zhuǎn)換的方式和途徑,是過程量。
教你一方法,做這類題目時(shí),先明確物體初始能量P,到最后的能量U,是通過什么方式(做功、散熱)增加或減少W。P=U W。
我覺得關(guān)于能量轉(zhuǎn)化這一塊,只要思路清晰,其實(shí)很簡單。
在高中物理的選修三中,安培力做功與回路產(chǎn)熱(功能關(guān)系)是重要知識點(diǎn)。理解這一關(guān)系的關(guān)鍵在于能量守恒定律。首先,我們來解析公式及其含義。
公式:安培力做負(fù)功表示導(dǎo)體棒的能量減少。電源電池消耗的電能意味著電池能量的減少。相反,安培力做正功和電容器儲存的電能表示系統(tǒng)能量的增加。回路產(chǎn)生的焦耳熱則是能量轉(zhuǎn)換為熱能。
具體分析時(shí),減少的能量等于增加的能量。負(fù)功的能量減少由安培力和電池消耗引起,而正功和電容器的充電增加了能量。回路中產(chǎn)生的焦耳熱進(jìn)一步補(bǔ)充了能量的增加。
在教輔資料中常見簡化說法:安培力做的負(fù)功等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱。這條件限制了安培力必須做負(fù)功,且電路中無電池和電容器參與能量轉(zhuǎn)換過程。
舉例部分展示了不同條件下的應(yīng)用。無電源無電容情況下,金屬棒動(dòng)能減少,焦耳熱為能量損失。有電源無電容時(shí),電源消耗能量,金屬棒動(dòng)能增加,焦耳熱為能量損失。有電容無電源時(shí),電容器儲存能量,金屬棒動(dòng)能減少,焦耳熱為能量損失。
通過這些例子,我們可以看到在不同條件下,安培力做功與回路產(chǎn)熱如何體現(xiàn)能量守恒原則。理解公式及其在不同情境下的應(yīng)用,對于掌握這一概念至關(guān)重要。
高中物理《磁場對電流的作用》基礎(chǔ)知識總結(jié)及應(yīng)用
磁場對電流的作用主要表現(xiàn)為安培力。當(dāng)通電導(dǎo)線處于磁場中時(shí),會(huì)受到一個(gè)與磁場方向垂直的力,即安培力。安培力的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和導(dǎo)線的有效長度L成正比,用公式F=BILsinθ表示,其中θ為B與I的夾角。
當(dāng)磁場與電流垂直時(shí),安培力最大,等于F=BIL;若磁場與電流平行,則安培力為0。值得注意的是,某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零時(shí),該點(diǎn)通電導(dǎo)線所受的安培力一定為零,反之亦然。
安培力的方向可用左手定則來判斷。將左手掌攤平,大拇指指向電流方向,其余四指指向磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向,那么大拇指的指向即為安培力的方向。需要注意的是,安培力的方向一定與磁場和電流方向垂直,但磁場方向和電流方向并不一定垂直。
兩平行通電直導(dǎo)線間的作用力表現(xiàn)為同向電流相互吸引,反向電流相互排斥。
磁電式電表的工作原理基于磁感應(yīng)強(qiáng)度沿半徑方向均勻分布。通電時(shí),導(dǎo)線在安培力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng),螺旋彈簧變形,表盤上的指針偏轉(zhuǎn)角度與通過線圈的電流成正比。
應(yīng)用舉例:
1. 條形磁鐵上方固定通有垂直紙面向里的電流的直導(dǎo)線,下列正確的是D:磁鐵對桌面的壓力增大,受到桌面摩擦力的作用。
2. 通電矩形導(dǎo)線框與無限長通電直導(dǎo)線在同一平面內(nèi),正確選項(xiàng)為BC:線框有兩條邊所受安培力方向相同,線框所受安培力的合力朝左。
這是高中物理選修3-2的內(nèi)容,安培力公式F=BIL,其中B、I、L三者相互垂直。B是導(dǎo)體棒所在區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度,I是流過的電流,L是有效切割長度。判斷安培力的方向要用左手定則。
高中物理安培力的介紹
安培力的大小
⒈公式F=BILsinθ (θ為B與I夾角)
⒉通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí),安培力最大;
⒊通電導(dǎo)線平行于磁場方向時(shí),安培力為零;
⒋B對放入的通電導(dǎo)線來說是外磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度
⒌式中的L為導(dǎo)線垂直于磁場方向的有效切割長度。
例如,半徑為r的半圓形導(dǎo)線與磁場B垂直放置,導(dǎo)線的的等效長度為2r,安培力的大小就是BI*2r 。
安培力的方向
⒈方向由左手定則來判斷。
⒉安培力總是垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I所決定的平面,但B、I不一定是垂直關(guān)系。
洛倫茲力f向安培力F推導(dǎo)
如果將上述的導(dǎo)線垂直放入磁場,那么每個(gè)電荷(基元電荷)受到的洛侖茲力為f=evB;
我們依然取上述長為l的一段導(dǎo)線,其中的電荷總數(shù)量依然是N=nV=nSL;
那么這段導(dǎo)線的所有電子的洛倫茲的合力為F=Nf=nSLevB;
在這里我們補(bǔ)充一下,所有的洛倫茲力f的方向是一致的,因此合力就是Nf。
利用(2)中I的推導(dǎo)公式I=neSv;將其帶入,
則有F=BIL,這就是安培力的公式。
我們有這樣的結(jié)論:
桿件所受到的安培力是其內(nèi)部大量粒子所受到的洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)。
洛倫茲力與安培力公式的比較
洛倫茲力f=Bvq;其描述的是某個(gè)粒子的受力情況。
以上就是高中物理安培力的全部內(nèi)容,高中物理《磁場對電流的作用》基礎(chǔ)知識總結(jié)及應(yīng)用 磁場對電流的作用主要表現(xiàn)為安培力。當(dāng)通電導(dǎo)線處于磁場中時(shí),會(huì)受到一個(gè)與磁場方向垂直的力,即安培力。安培力的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和導(dǎo)線的有效長度L成正比,用公式F=BILsinθ表示,其中θ為B與I的夾角。當(dāng)磁場與電流垂直時(shí),安培力最大。